Male promjene u razinama natrija u krvi mogu utjecati na razdražljivost ljudskog mozga

Male promjene u razinama natrija u krvi mogu utjecati na razdražljivost ljudskog mozga

Čak i unutar zdravih raspona, male razlike u natriju u krvi bile su povezane s mjerljivim promjenama u razdražljivosti mozga, pružajući nove uvide u to kako suptilna fiziologija može utjecati na funkciju neurona kod zdravih odraslih osoba.

U studiji nedavno objavljenoj u časopisuZnanstvena izvješćaIstraživači su ispitivali odnos između razine elektrolita u krvi i kortikalne ekscitabilnosti kod zdravih odraslih osoba. Studija je usporedila razine elektrolita u plazmi i podatke o motoričkom pragu u mirovanju (RMT) od 42 sudionika i pronašla značajnu korelaciju između razina natrija u plazmi i međuindividualnih razlika u RMT.

Konkretno, niže koncentracije natrija unutar normalnog fiziološkog raspona bile su povezane s povećanom kortikalnom ekscitabilnošću. Ovi rezultati sugeriraju da bi precizan ionski sastav ljudske krvi mogao biti povezan sa stabilnim neurobiološkim svojstvima, iako podaci odražavaju povezanost, a ne uzročne učinke.

Homeostaza elektrolita u funkciji mozga

Suvremena neurobiološka istraživanja pretpostavljaju da se mozak sisavaca, a time i ljudi, oslanja na delikatnu ravnotežu nabijenih iona, posebice natrija, kalcija i kalija, koji ulaze i izlaze iz stanica kako bi generirali električne impulse. Ovaj proces, nazvan homeostaza elektrolita, iznimno je važan, evolucijski očuvan i strogo reguliran.

Kada je ova ravnoteža ozbiljno poremećena, kao kod hiponatrijemije, posljedice su često fiziološki katastrofalne, uključujući napadaje i druge neurološke krize. Prethodna istraživanja su uspostavila zdrave granice za koncentracije elektrolita za koje se smatra da su dovoljne za održavanje kortikalne ekscitabilnosti, a one se obično procjenjuju pomoću neizravnih neurofizioloških mjerenja.

Novi uvidi iz varijabilnosti normalnog raspona

Nedavna istraživanja dovode u pitanje ovo stajalište i sugeriraju da čak i male fluktuacije u koncentracijama iona među pojedincima mogu utjecati na učenje, pamćenje i osjetljivost na neurološke bolesti. Prethodni pokušaji provjere ovih učinaka dali su proturječne rezultate, često zbog male veličine uzorka, metodoloških ograničenja i neadekvatno kontroliranih istraživačkih analiza.

Dizajn studije i karakteristike sudionika

Cilj ove studije bio je utvrditi jesu li fluktuacije u razinama elektrolita u zdravih osoba povezane s razlikama u električnoj aktivnosti mozga. Analiza je bila sekundarna, neodređena procjena osnovnih podataka od 42 zdrave mlade odrasle osobe u dobi od 18 do 30 godina, izvorno prikupljenih kao dio randomiziranog ispitivanja koje je ispitivalo kognitivne učinke fampridina.

Mjerenje elektrolita i procjena TMS

Prikupljeni su uzorci krvi za mjerenje koncentracije natrija, klorida, kalija, kalcija i fosfata u plazmi. Kortikalna ekscitabilnost procijenjena je pomoću transkranijalne magnetske stimulacije, neinvazivne tehnike koja inducira male električne struje u mozgu putem magnetske zavojnice postavljene preko vlasišta.

Motorički prag u mirovanju izračunat je stimulacijom regije motoričkog korteksa koja kontrolira mišiće ruke i prilagođavanjem intenziteta stimulacije dok se ne postigne minimalna sila potrebna za izazivanje mišićnog odgovora u barem polovici pokusa. Niže vrijednosti RMT-a ukazuju na veću kortikospinalnu ekscitabilnost, iako RMT odražava i kortikalne i nekortikalne čimbenike.

Natrij-specifične povezanosti s motoričkim pragom

Analize su otkrile statistički snažan odnos između razina natrija u plazmi i kortikalne ekscitabilnosti. Uočena je značajna pozitivna korelacija između koncentracije natrija i RMT-a, što sugerira da su niže razine natrija povezane s nižim motoričkim pragovima i stoga većom ekscitabilnošću.

Svi su sudionici imali razine natrija unutar standardnog kliničkog referentnog raspona od 136 do 143 mmol/L. Kad su drugi elektroliti ispitivani pojedinačno, nisu primijećene značajne povezanosti s RMT-om za klorid, kalij, kalcij ili fosfat.

Prilagodba za dob i spol nije značajno promijenila ove rezultate, podupirući robusnost povezanosti, ali ne implicirajući uzročnu vezu.

Interpretacija, mehanizmi i buduća istraživanja

Ovi rezultati pružaju preliminarne dokaze da su suptilne razlike u koncentraciji natrija u krvi, čak i unutar normalnog raspona, povezane s razlikama u motoričkom pragu u mirovanju. Procijenjena promjena potencijala ravnoteže natrija u ovom području je reda veličine jedan do dva milivolta.

Autori predlažu da niži izvanstanični sadržaj natrija može suptilno utjecati na elektrofiziologiju membrane utječući na dinamiku natrijevih kanala ili vodljivost tkiva, mijenjajući na taj način učinkovito magnetsko polje tijekom stimulacije.

Potrebne su buduće studije koje uključuju eksperimentalnu manipulaciju razinama natrija, individualizirano modeliranje električnog polja i longitudinalne dizajne kako bi se utvrdilo utječu li razine natrija izravno na kortikalnu ekscitabilnost.

Izvori: