Majhne spremembe ravni natrija v krvi lahko vplivajo na razdražljivost človeških možganov

Majhne spremembe ravni natrija v krvi lahko vplivajo na razdražljivost človeških možganov

Tudi znotraj zdravih razponov so bile majhne razlike v natriju v krvi povezane z merljivimi spremembami v razdražljivosti možganov, kar je zagotovilo nov vpogled v to, kako lahko subtilna fiziologija vpliva na delovanje nevronov pri zdravih odraslih.

V študiji, nedavno objavljeni v revijiZnanstvena poročilaRaziskovalci so preučevali razmerje med nivoji elektrolitov v krvi in ​​kortikalno razdražljivostjo pri zdravih odraslih. Študija je primerjala plazemske ravni elektrolitov in podatke o motoričnem pragu v mirovanju (RMT) pri 42 udeležencih in odkrila pomembno povezavo med koncentracijo natrija v plazmi in razlikami v RMT med posamezniki.

Zlasti nižje koncentracije natrija v normalnem fiziološkem območju so bile povezane s povečano kortikalno razdražljivostjo. Ti rezultati kažejo, da je natančna ionska sestava človeške krvi lahko povezana s stabilnimi nevrobiološkimi lastnostmi, čeprav podatki odražajo povezave in ne vzročnih učinkov.

Homeostaza elektrolitov v delovanju možganov

Sodobne nevrobiološke raziskave domnevajo, da se možgani sesalcev in s tem človeka zanašajo na občutljivo ravnovesje nabitih ionov, zlasti natrija, kalcija in kalija, ki se premikajo v celice in iz njih, da ustvarijo električne impulze. Ta proces, imenovan homeostaza elektrolitov, je izjemno pomemben, evolucijsko ohranjen in strogo reguliran.

Ko je to ravnovesje resno porušeno, kot pri hiponatremiji, so posledice pogosto fiziološko katastrofalne, vključno s krči in drugimi nevrološkimi krizami. Prejšnje raziskave so vzpostavile zdrave meje za koncentracije elektrolitov, za katere menijo, da zadostujejo za vzdrževanje kortikalne razdražljivosti, in te se običajno ocenjujejo z uporabo posrednih nevrofizioloških meritev.

Nova spoznanja iz variabilnosti normalnega obsega

Nedavne raziskave izpodbijajo to stališče in kažejo, da lahko že majhna nihanja koncentracij ionov med posamezniki vplivajo na učenje, spomin in dovzetnost za nevrološke bolezni. Prejšnji poskusi preverjanja teh učinkov so dali nasprotujoče si rezultate, pogosto zaradi majhnih velikosti vzorcev, metodoloških omejitev in neustrezno nadzorovanih raziskovalnih analiz.

Zasnova študije in značilnosti udeležencev

Cilj te študije je bil ugotoviti, ali so nihanja ravni elektrolitov pri zdravih posameznikih povezana z razlikami v električni aktivnosti možganov. Analiza je bila sekundarna, nedoločena ocena osnovnih podatkov 42 zdravih mladih odraslih, starih od 18 do 30 let, prvotno zbranih kot del randomiziranega preskušanja, ki je preučevalo kognitivne učinke fampridina.

Merjenje elektrolitov in ocena TMS

Zbrani so bili vzorci krvi za merjenje plazemskih koncentracij natrija, klorida, kalija, kalcija in fosfata. Kortikalno razdražljivost so ocenili s transkranialno magnetno stimulacijo, neinvazivno tehniko, ki inducira majhne električne tokove v možganih prek magnetne tuljave, nameščene na lasišču.

Prag motorike v mirovanju je bil izračunan s stimulacijo področja motorične skorje, ki nadzoruje mišice rok, in prilagajanjem intenzivnosti stimulacije, dokler ni bila dosežena najmanjša sila, potrebna za izzivanje mišičnega odziva pri vsaj polovici poskusov. Nižje vrednosti RMT kažejo na večjo kortikospinalno razdražljivost, čeprav RMT odraža kortikalne in nekortikalne dejavnike.

Natrijeve specifične povezave z motoričnim pragom

Analize so pokazale statistično robustno razmerje med koncentracijo natrija v plazmi in kortikalno razdražljivostjo. Opažena je bila pomembna pozitivna korelacija med koncentracijo natrija in RMT, kar kaže, da so bile nižje ravni natrija povezane z nižjimi motoričnimi pragovi in ​​s tem večjo razdražljivostjo.

Vsi udeleženci so imeli ravni natrija znotraj standardnega kliničnega referenčnega območja od 136 do 143 mmol/L. Ko so bili drugi elektroliti pregledani posamično, niso opazili nobenih pomembnih povezav z RMT za klorid, kalij, kalcij ali fosfat.

Prilagoditev glede na starost in spol teh rezultatov ni bistveno spremenila, saj podpira trdnost povezave, vendar ne pomeni vzročne zveze.

Interpretacija, mehanizmi in prihodnje raziskave

Ti rezultati zagotavljajo predhodne dokaze, da so subtilne razlike v koncentraciji natrija v krvi, tudi v normalnem območju, povezane z razlikami v motoričnem pragu v mirovanju. Ocenjena sprememba ravnotežnega potenciala natrija v tem območju je reda enega do dveh milivoltov.

Avtorji predlagajo, da lahko nižja zunajcelična vsebnost natrija subtilno vpliva na elektrofiziologijo membrane tako, da vpliva na dinamiko natrijevega kanala ali prevodnost tkiva, s čimer spremeni učinkovito magnetno polje med stimulacijo.

Prihodnje študije, ki vključujejo eksperimentalno manipulacijo ravni natrija, individualizirano modeliranje električnega polja in vzdolžne zasnove, so potrebne za določitev, ali ravni natrija neposredno vplivajo na kortikalno ekscitabilnost.

Viri: