De petits changements dans les taux de sodium dans le sang peuvent affecter l'excitabilité du cerveau humain

De petits changements dans les taux de sodium dans le sang peuvent affecter l'excitabilité du cerveau humain

Même dans des limites saines, de petites différences dans le sodium sanguin ont été associées à des changements mesurables dans l’excitabilité cérébrale, fournissant ainsi de nouvelles informations sur la manière dont une physiologie subtile peut influencer la fonction neuronale chez les adultes en bonne santé.

Dans une étude récemment publiée dans la revueRapports scientifiquesLes chercheurs ont examiné la relation entre les niveaux d'électrolytes sanguins et l'excitabilité corticale chez des adultes en bonne santé. L'étude a comparé les niveaux d'électrolytes plasmatiques et les données sur le seuil moteur au repos (RMT) de 42 participants et a trouvé une corrélation significative entre les niveaux de sodium plasmatique et les différences interindividuelles dans le RMT.

En particulier, des concentrations de sodium plus faibles dans la plage physiologique normale étaient associées à une excitabilité corticale accrue. Ces résultats suggèrent que la composition ionique précise du sang humain pourrait être associée à des propriétés neurobiologiques stables, bien que les données reflètent des associations plutôt que des effets causals.

Homéostasie électrolytique dans la fonction cérébrale

La recherche neurobiologique moderne suppose que le cerveau des mammifères, et donc des humains, repose sur un équilibre délicat d'ions chargés, en particulier le sodium, le calcium et le potassium, qui entrent et sortent des cellules pour générer des impulsions électriques. Ce processus, appelé homéostasie électrolytique, est extrêmement vital, conservé au cours de l’évolution et étroitement régulé.

Lorsque cet équilibre est fortement perturbé, comme dans l’hyponatrémie, les conséquences sont souvent physiologiquement catastrophiques, incluant des convulsions et autres crises neurologiques. Des recherches antérieures ont établi des limites saines pour les concentrations d'électrolytes considérées comme suffisantes pour maintenir l'excitabilité corticale, et celles-ci sont généralement évaluées à l'aide de mesures neurophysiologiques indirectes.

Nouvelles informations sur la variabilité normale de la plage

Des recherches récentes remettent en question ce point de vue et suggèrent que même de petites fluctuations des concentrations d'ions entre individus peuvent influencer l'apprentissage, la mémoire et la susceptibilité aux maladies neurologiques. Les tentatives précédentes pour vérifier ces effets ont produit des résultats contradictoires, souvent en raison de la petite taille des échantillons, des limites méthodologiques et des analyses exploratoires insuffisamment contrôlées.

Conception de l'étude et caractéristiques des participants

Le but de la présente étude était de déterminer si les fluctuations des niveaux d'électrolytes chez des individus en bonne santé sont associées à des différences dans l'activité électrique cérébrale. L'analyse était une évaluation secondaire, non précisée, des données de base de 42 jeunes adultes en bonne santé âgés de 18 à 30 ans, initialement collectées dans le cadre d'un essai randomisé examinant les effets cognitifs de la fampridine.

Mesure d'électrolyte et évaluation TMS

Des échantillons de sang ont été prélevés pour mesurer les concentrations plasmatiques de sodium, chlorure, potassium, calcium et phosphate. L'excitabilité corticale a été évaluée à l'aide de la stimulation magnétique transcrânienne, une technique non invasive qui induit de petits courants électriques dans le cerveau via une bobine magnétique placée sur le cuir chevelu.

Le seuil moteur au repos a été calculé en stimulant la région du cortex moteur qui contrôle les muscles de la main et en ajustant l'intensité de la stimulation jusqu'à ce que la force minimale requise pour provoquer une réponse musculaire soit atteinte dans au moins la moitié des essais. Des valeurs RMT inférieures indiquent une plus grande excitabilité corticospinale, bien que la RMT reflète à la fois des facteurs corticaux et non corticaux.

Associations spécifiques au sodium avec le seuil moteur

Les analyses ont révélé une relation statistiquement robuste entre les taux plasmatiques de sodium et l'excitabilité corticale. Une corrélation positive significative a été observée entre la concentration de sodium et le RMT, suggérant que des niveaux de sodium plus faibles étaient associés à des seuils moteurs plus faibles et donc à une excitabilité plus élevée.

Tous les participants avaient des taux de sodium se situant dans la plage de référence clinique standard de 136 à 143 mmol/L. Lorsque d'autres électrolytes ont été examinés individuellement, aucune association significative avec le RMT n'a été observée pour le chlorure, le potassium, le calcium ou le phosphate.

L'ajustement en fonction de l'âge et du sexe n'a pas modifié de manière significative ces résultats, ce qui confirme la robustesse de l'association mais n'implique pas de relation causale.

Interprétation, mécanismes et recherches futures

Ces résultats fournissent des preuves préliminaires que des différences subtiles dans la concentration sanguine de sodium, même dans la plage normale, sont associées à des différences dans le seuil moteur au repos. La variation estimée du potentiel d’équilibre du sodium dans cette zone est de l’ordre de un à deux millivolts.

Les auteurs proposent qu'une teneur plus faible en sodium extracellulaire puisse influencer subtilement l'électrophysiologie membranaire en affectant la dynamique des canaux sodiques ou la conductance tissulaire, modifiant ainsi le champ magnétique effectif pendant la stimulation.

De futures études incluant la manipulation expérimentale des niveaux de sodium, la modélisation individualisée du champ électrique et les conceptions longitudinales sont nécessaires pour déterminer si les niveaux de sodium affectent directement l'excitabilité corticale.

Sources :