Pienet muutokset veren natriumtasoissa voivat vaikuttaa ihmisen aivojen kiihtyvyyteen

Pienet muutokset veren natriumtasoissa voivat vaikuttaa ihmisen aivojen kiihtyvyyteen

Jopa terveillä alueilla pienet erot veren natriumissa liittyivät mitattavissa oleviin muutoksiin aivojen kiihtyvyydessä, mikä tarjosi uusia näkemyksiä siitä, kuinka hienovarainen fysiologia voi vaikuttaa hermosolujen toimintaan terveillä aikuisilla.

Äskettäin lehdessä julkaistussa tutkimuksessaTieteelliset raportitTutkijat tutkivat veren elektrolyyttitasojen ja aivokuoren kiihottumisen välistä suhdetta terveillä aikuisilla. Tutkimuksessa verrattiin plasman elektrolyyttitasoja ja lepomotorisen kynnyksen (RMT) tietoja 42 osallistujalta ja havaittiin merkittävä korrelaatio plasman natriumtasojen ja yksilöiden välisten RMT-erojen välillä.

Erityisesti alhaisemmat natriumpitoisuudet normaalilla fysiologisella alueella liittyivät lisääntyneeseen aivokuoren kiihtyneisyyteen. Nämä tulokset viittaavat siihen, että ihmisveren tarkka ionikoostumus saattaa liittyä stabiileihin neurobiologisiin ominaisuuksiin, vaikka tiedot heijastavatkin assosiaatioita pikemminkin kuin syy-vaikutuksia.

Elektrolyyttihomeostaasi aivojen toiminnassa

Nykyaikainen neurobiologinen tutkimus olettaa, että nisäkkäiden ja siten myös ihmisten aivot ovat riippuvaisia ​​varautuneiden ionien, erityisesti natriumin, kalsiumin ja kaliumin, herkästä tasapainosta, jotka liikkuvat sisään ja ulos soluista tuottaen sähköimpulsseja. Tämä prosessi, jota kutsutaan elektrolyyttihomeostaasiksi, on erittäin tärkeä, evoluutionaalisesti säilynyt ja tiukasti säädelty.

Kun tämä tasapaino häiriintyy vakavasti, kuten hyponatremiassa, seuraukset ovat usein fysiologisesti katastrofaalisia, mukaan lukien kohtaukset ja muut neurologiset kriisit. Aiemmat tutkimukset ovat vahvistaneet terveet rajat elektrolyyttipitoisuuksille, joiden uskotaan riittävän ylläpitämään aivokuoren ärtyneisyyttä, ja niitä arvioidaan yleisesti epäsuorilla neurofysiologisilla mittauksilla.

Uusia oivalluksia normaalialueen vaihteluista

Viimeaikaiset tutkimukset kyseenalaistavat tämän näkemyksen ja viittaavat siihen, että pienetkin vaihtelut yksilöiden välillä voivat vaikuttaa oppimiseen, muistiin ja herkkyyteen hermostosairauksille. Aiemmat yritykset näiden vaikutusten todentamiseksi ovat tuottaneet ristiriitaisia ​​tuloksia, usein pienten otoskokojen, metodologisten rajoitusten ja riittämättömästi valvottujen tutkivien analyysien vuoksi.

Tutkimuksen suunnittelu ja osallistujien ominaisuudet

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, liittyvätkö elektrolyyttitasojen vaihtelut terveillä yksilöillä eroihin aivojen sähköisessä toiminnassa. Analyysi oli toissijainen, määrittelemätön arvio 42 terveeltä nuorelta aikuiselta, iältään 18–30-vuotiaalta, saadut lähtötiedot, jotka kerättiin alun perin osana satunnaistettua tutkimusta, jossa tutkittiin fampridiinin kognitiivisia vaikutuksia.

Elektrolyyttimittaus ja TMS-arviointi

Verinäytteitä kerättiin natriumin, kloridin, kaliumin, kalsiumin ja fosfaatin plasmapitoisuuksien mittaamiseksi. Aivokuoren kiihtyvyys arvioitiin käyttämällä transkraniaalista magneettistimulaatiota, ei-invasiivista tekniikkaa, joka indusoi pieniä sähkövirtoja aivoissa päänahan päälle sijoitetun magneettikelan kautta.

Lepomotorinen kynnys laskettiin stimuloimalla käsien lihaksia säätelevää motorista aivokuoren aluetta ja säätämällä stimulaation intensiteettiä, kunnes saavutettiin vähimmäisvoima, joka vaaditaan lihasvasteen aikaansaamiseksi vähintään puolessa kokeista. Pienemmät RMT-arvot osoittavat suurempaa kortikospinaalista kiihottumista, vaikka RMT heijastaa sekä aivokuoren että ei-kortikaalisia tekijöitä.

Natriumspesifiset yhteydet motoriseen kynnykseen

Analyysit paljastivat tilastollisesti vankan suhteen plasman natriumpitoisuuden ja aivokuoren kiihtyvyyssuhteen välillä. Merkittävä positiivinen korrelaatio havaittiin natriumkonsentraation ja RMT:n välillä, mikä viittaa siihen, että alhaisemmat natriumtasot liittyivät alhaisempiin motorisiin kynnyksiin ja siten suurempaan kiihtymykseen.

Kaikilla osallistujilla oli natriumtaso normaalin kliinisen vertailualueen 136-143 mmol/l sisällä. Kun muita elektrolyyttejä tutkittiin yksittäin, kloridin, kaliumin, kalsiumin tai fosfaatin osalta ei havaittu merkittäviä assosiaatioita RMT:n kanssa.

Iän ja sukupuolen mukauttaminen ei merkittävästi muuttanut näitä tuloksia, mikä tuki assosioinnin vankuutta, mutta ei viittaa syy-yhteyteen.

Tulkinta, mekanismit ja tulevaisuuden tutkimus

Nämä tulokset tarjoavat alustavan todisteen siitä, että hienovaraiset erot veren natriumpitoisuudessa, jopa normaalin alueen sisällä, liittyvät eroihin lepomotorisessa kynnyksessä. Natriumtasapainopotentiaalin arvioitu muutos tällä alueella on luokkaa 1-2 millivolttia.

Kirjoittajat ehdottavat, että alempi solunulkoinen natriumpitoisuus voi vaikuttaa hienovaraisesti kalvon sähköfysiologiaan vaikuttamalla natriumkanavan dynamiikkaan tai kudoksen johtavuuteen, mikä muuttaa tehollista magneettikenttää stimulaation aikana.

Tulevat tutkimukset, jotka sisältävät natriumtasojen kokeellisen manipuloinnin, yksilöllisen sähkökentän mallintamisen ja pitkittäissuunnittelun, ovat tarpeen sen määrittämiseksi, vaikuttavatko natriumtasot suoraan aivokuoren kiihtyvyyteen.

Lähteet: