Micile modificări ale nivelului de sodiu din sânge pot afecta excitabilitatea creierului uman

Micile modificări ale nivelului de sodiu din sânge pot afecta excitabilitatea creierului uman

Chiar și în limitele sănătoase, mici diferențe de sodiu din sânge au fost asociate cu modificări măsurabile ale excitabilității creierului, oferind noi perspective asupra modului în care fiziologia subtilă poate influența funcția neuronală la adulții sănătoși.

Într-un studiu publicat recent în jurnalRapoarte științificeCercetătorii au examinat relația dintre nivelurile de electroliți din sânge și excitabilitatea corticală la adulții sănătoși. Studiul a comparat nivelurile de electroliți din plasmă și datele privind pragul motor de repaus (RMT) de la 42 de participanți și a găsit o corelație semnificativă între nivelurile de sodiu din plasmă și diferențele inter-individuale în RMT.

În special, concentrațiile mai scăzute de sodiu în intervalul fiziologic normal au fost asociate cu o excitabilitate corticală crescută. Aceste rezultate sugerează că compoziția ionică precisă a sângelui uman poate fi asociată cu proprietăți neurobiologice stabile, deși datele reflectă mai degrabă asociații decât efecte cauzale.

Homeostazia electroliților în funcționarea creierului

Cercetările neurobiologice moderne presupun că creierul mamiferelor și, prin urmare, al oamenilor, se bazează pe un echilibru delicat de ioni încărcați, în special de sodiu, calciu și potasiu, care se mișcă în interior și în afara celulelor pentru a genera impulsuri electrice. Acest proces, numit homeostază electrolitică, este extrem de vital, conservat evolutiv și strâns reglementat.

Atunci când acest echilibru este grav perturbat, ca în hiponatremie, consecințele sunt adesea catastrofale din punct de vedere fiziologic, inclusiv convulsii și alte crize neurologice. Cercetările anterioare au stabilit limite sănătoase pentru concentrațiile de electroliți considerate a fi suficiente pentru a menține excitabilitatea corticală, iar acestea sunt de obicei evaluate folosind măsurători neurofiziologice indirecte.

Noi perspective din variabilitatea intervalului normal

Cercetări recente contestă acest punct de vedere și sugerează că chiar și mici fluctuații ale concentrațiilor de ioni între indivizi pot influența învățarea, memoria și susceptibilitatea la boli neurologice. Încercările anterioare de a verifica aceste efecte au produs rezultate contradictorii, adesea din cauza dimensiunilor mici ale eșantionului, limitărilor metodologice și analizelor exploratorii controlate inadecvat.

Designul studiului și caracteristicile participanților

Scopul acestui studiu a fost de a determina dacă fluctuațiile nivelurilor de electroliți la persoanele sănătoase sunt asociate cu diferențe în activitatea electrică a creierului. Analiza a fost o evaluare secundară, nespecificată, a datelor de bază de la 42 de adulți tineri sănătoși cu vârsta cuprinsă între 18 și 30 de ani, colectate inițial ca parte a unui studiu randomizat care a examinat efectele cognitive ale fampridinei.

Măsurarea electroliților și evaluarea TMS

Au fost recoltate probe de sânge pentru a măsura concentrațiile plasmatice de sodiu, clorură, potasiu, calciu și fosfat. Excitabilitatea corticală a fost evaluată folosind stimularea magnetică transcraniană, o tehnică non-invazivă care induce curenți electrici mici în creier printr-o bobină magnetică plasată peste scalp.

Pragul motor de repaus a fost calculat prin stimularea regiunii cortexului motor care controlează mușchii mâinii și ajustând intensitatea stimulării până când a fost atinsă forța minimă necesară pentru a provoca un răspuns muscular în cel puțin jumătate din încercări. Valorile mai scăzute ale RMT indică o excitabilitate corticospinală mai mare, deși RMT reflectă atât factori corticali, cât și noncorticali.

Asocieri specifice sodiului cu pragul motor

Analizele au evidențiat o relație robustă statistic între nivelurile de sodiu din plasmă și excitabilitatea corticală. S-a observat o corelație pozitivă semnificativă între concentrația de sodiu și RMT, ceea ce sugerează că nivelurile mai scăzute de sodiu au fost asociate cu praguri motorii mai mici și, prin urmare, cu o excitabilitate mai mare.

Toți participanții au avut niveluri de sodiu în intervalul de referință clinic standard de 136 până la 143 mmol/L. Când alți electroliți au fost examinați individual, nu s-au observat asocieri semnificative cu RMT pentru clorură, potasiu, calciu sau fosfat.

Ajustarea pentru vârstă și sex nu a schimbat semnificativ aceste rezultate, susținând robustețea asocierii, dar nu implică o relație cauzală.

Interpretare, mecanisme și cercetări viitoare

Aceste rezultate oferă dovezi preliminare că diferențele subtile ale concentrației de sodiu din sânge, chiar și în limitele normale, sunt asociate cu diferențe în pragul motor de repaus. Modificarea estimată a potențialului de echilibru al sodiului în această zonă este de ordinul unu până la doi milivolți.

Autorii propun că conținutul scăzut de sodiu extracelular poate influența subtil electrofiziologia membranei prin afectarea dinamicii canalelor de sodiu sau a conductanței tisulare, modificând astfel câmpul magnetic eficient în timpul stimulării.

Sunt necesare studii viitoare care includ manipularea experimentală a nivelurilor de sodiu, modelarea individualizată a câmpului electric și modelele longitudinale pentru a determina dacă nivelurile de sodiu afectează direct excitabilitatea corticală.

Surse: