Ефект от завишения прием на сол върху кръвопотока в мозъка

Първото по рода си изследване, проведено от експерти от държавния университет в Джорджия, хвърля нова светлина върху връзката между невронната активност и кръвопотока във вътрешността на мозъка и ефекта от завишения прием на сол.

Функционална хиперемия (невросъдово свързване)

Когато се активират невроните, обикновено се ускорява и кръвопотокът в тази област на мозъка. Процесът е добре познат на учените и е известен като невросъдово свързване, или функционална хиперемия (увеличаване кръвонапълването на даден орган или част от тялото). Тя настъпва след дилатация (разширяване на артериолите – вид кръвоносни съдове в мозъка).

Функционалният ЯМР се осъществява именно благодарение на въпросното невросъдово свързване. Получените образи помагат на експертите да установят областите с по-слабо кръвоснабдяване, което е признак за мозъчно нарушение.

Външни и интроцептивни (вътрешни) стимулации

По-старите изследвания, свързани с невросъдовото свързване, бяха ограничени само до части на мозъка, разположени на повърхността, които не даваха много информация на учените, като например кората на главния мозък. Те успяваха единствено да проследят как се променя кръвопотокът в отговор на външни сензорни дразнения, било то визуални или слухови. Не беше ясно дали същите процеси настъпват и в по-дълбоко разположени области, които са под въздействието на сигнали, изпращани от човешкото тяло, наречени още интроцептивни импулси.

Изследване на реакциите в хипоталамуса

Това кара екипът на д-р Хавиер Стърн, професор по невронаука в държавния университет на Джорджия и директор на Центъра за неврологични възпаления и кардиометалобитни заболявания, да разработи нов метод, който обединява хирургични техники и образна диагностика от последно поколение. Учените съсредоточават работата си върху хипоталамуса, който се намира много надълбоко в мозъка и отговаря за ключови функции на човешкото тяло като пиене, хранене, регулация на телесната температура и възпроизвеждане. Резултатите от проучването им са публикувани в списание „Cell Reports“ и разкриват връзката между кръвопотока в хипоталамуса и приема на сол.

Ето как Стърн обосновава избора на сол за своето изследване: „Решихме да се спрем на консумацията на сол, защото тялото трябва да контролира много прецизно натриевите нива. Ние имаме клетки, които изпълняват точно определена функция и тя е да изчисляват концентрацията на сол в кръвта ни. Когато консумираме солени храни, мозъкът получава сигнали и активира серия от компенсаторни механизми, които да понижат натриевите нива.“

Ролята на хормона вазопресин

Регулацията се извършва от невроните, които водят до секреция на вазопресин – антидиуретичен хормон, чиято задача е да поддържа солната концентрация в организма в нормални граници. За разлика от по-стари изследвания, според които невронната активност предизвиква увеличен кръвопоток, екипът на Стърн открива, че активирането на невроните в хипоталамуса всъщност намалява кръвонапълването.

Експертът признава, че е изненадан от резултатите и не е очаквал да наблюдава вазоконстрикция (съдосвиване) – точно обратният процес на този, който протича в мозъчната кора в отговор на сензорни стимули. Той допълва: „Намаленият кръвопоток в мозъчната кора е характерен при исхемия, болест на Алцхаймер или след претърпян инсулт.“

Рискът от хипоксия

Невроучените от Джорджия наричат феномена „обратно невросъдово свързване“* – намаляване на кръвопотока, което води до хипоксия. Те обаче попадат и на други различия между областите по повърхността и във вътрешността на мозъка. Реакцията на кръвоносните съдове в мозъчната кора е локална и дилатацията настъпва бързо. В хипоталамуса, който се намира надълбоко в мозъка, отговорът на стимули е дифузен и по-бавен.

Стърн пояснява: „Когато консумираме сол, нивата на натрий в организма ни остават високи за по-продължителен период от време. Смятаме, че хипоксията (недостатъчното снабдяване с кислород) е механизъм, чрез който невроните успяват по-ефективно да отговорят на продължителната стимулация чрез приема на сол, тоест могат да бъдат активни за по-дълго време.“

Резултатите повдигат допълнителни въпроси като например как високото кръвно налягане се отразява на човешкия мозък. Според статистиката между 50% и 60% от случаите на високо кръвно налягане се дължат на завишен прием на сол. Изследователският екип възнамерява да проведе проучване върху обратното съдово свързване при животински модели, за да установи дали то също играе роля за покачването на кръвното налягане, причинено от прекомерната употреба на сол. Учените също така възнамеряват да приложат своя подход при изследването на други мозъчни региони и нарушения, включително депресия, затлъстяване и невродегенеративни заболявания.

„Ако редовно консумираме повече сол, отколкото трябва, то неминуемо ще предизвикаме хиперактивност на невроните, които предизвикват секреция на хормона вазопресин. Оттам се отключва хипоксия, а тя е много опасна и може да доведе до увреждане на мозъчните тъкани заради липсата на кислород. Надяваме се да успеем да разгадаем процеса в дълбочина, защото само така бихме могли да намерим начин да потиснем невронната активация, а защо не и да намалим рисковете за здравето на хора, чието кръвно налягане е високо в резултат на прекомерна консумация на солени храни“, казва още Стърн.

Сред авторите на проучването са Ранян Рой и Фердинанд Алтхамер от Центъра за неврологични възпаления, Джордан Хам, асистент по невронауки към университета в Джорджия и техни колеги от университета на Отаго в Нова Зеландия. Научният им труд е подкрепен от Националния институт за изследване на неврологични нарушения и инсулт. 

* Ranjan K. Roy et al. Inverse neurovascular coupling contributes to positive feedback excitation of vasopressin neurons during a systemic homeostatic challenge. Cell Reports. 2021.