Кровоток в мозге зависит от потребления соли

МРТ мозгового кровотока

Первое в своем роде исследование, проведенное учеными из штата Джорджия, раскрывает удивительную новую информацию о взаимосвязи между активностью нейронов и кровотоком в глубине мозга, а также о том, как потребление соли влияет на мозг.

Когда нейроны активируются, это обычно приводит к быстрому увеличению кровотока в этой области. Эта взаимосвязь известна как сосудисто-нервное соединение или функциональная гиперемия, и происходит она за счет расширения кровеносных сосудов в головном мозге, называемых артериолами. Функциональная визуализация магнитных ресурсов (фМРТ) основана на концепции сосудисто-нервного взаимодействия: эксперты ищут области слабого кровотока для диагностики заболеваний головного мозга.

Однако предыдущие исследования сосудисто-нервного взаимодействия были ограничены поверхностными областями мозга (такими как кора головного мозга), и ученые в основном изучали, как изменяется кровоток в ответ на сенсорные стимулы, поступающие из окружающей среды (например, зрительные или слуховые стимулы). Мало что известно о том, применимы ли те же принципы к более глубоким областям мозга, настроенным на стимулы, производимые самим телом, известные как интероцептивные сигналы.

Для изучения этой взаимосвязи в глубоких областях мозга междисциплинарная группа ученых во главе с доктором Хавьером Стерном, профессором нейробиологии штата Джорджия и директором университетского центра нейровоспаления и кардиометаболических заболеваний, разработала новый подход, сочетающий хирургические методы и государственные новейшая нейровизуализация. Команда сосредоточилась на гипоталамусе, глубокой области мозга, отвечающей за важные функции организма, включая питье, прием пищи, регулирование температуры тела и репродуктивную функцию. В исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports , изучалось, как кровоток в гипоталамусе изменяется в ответ на потребление соли.

«Мы выбрали соль, потому что организму необходимо очень точно контролировать уровень натрия. У нас даже есть специальные клетки, которые определяют, сколько соли в вашей крови », — сказал Стерн. «Когда вы принимаете соленую пищу, мозг ощущает это и активирует ряд компенсаторных механизмов, чтобы снизить уровень натрия».

Организм делает это отчасти за счет активации нейронов, которые вызывают высвобождение вазопрессина, антидиуретического гормона, который играет ключевую роль в поддержании надлежащей концентрации соли. В отличие от предыдущих исследований, которые наблюдали положительную связь между активностью нейронов и повышенным кровотоком, исследователи обнаружили уменьшение кровотока, поскольку нейроны в гипоталамусе активировались.

«Полученные данные застали нас врасплох, потому что мы увидели сужение сосудов, которое является противоположностью тому, что большинство людей описывают в коре головного мозга в ответ на сенсорный стимул», — сказал Стерн. «Снижение кровотока обычно наблюдается в коре головного мозга при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, после инсульта или ишемии».

• Команда назвала это явление «обратным нервно-сосудистым сцеплением» или уменьшением кровотока, которое вызывает гипоксию. Они также наблюдали другие различия: в коре головного мозга реакция сосудов на стимулы очень локализована, и расширение происходит быстро. В гипоталамусе реакция была диффузной и происходила медленно, в течение длительного периода времени.
• «Когда мы едим много соли, уровень натрия у нас остается повышенным в течение длительного времени», — сказал Стерн. «Мы считаем, что гипоксия — это механизм, который усиливает способность нейронов реагировать на длительную солевую стимуляцию, позволяя им оставаться активными в течение длительного периода».

Полученные данные поднимают интересные вопросы о том, как гипертония может повлиять на мозг. Считается, что от 50 до 60 процентов гипертонии зависят от соли и вызваны чрезмерным потреблением соли. Исследовательская группа планирует изучить этот механизм обратной нервно-сосудистой связи на животных моделях, чтобы определить, способствует ли он патологии солевой гипертензии. Кроме того, они надеются использовать свой подход для изучения других областей мозга и заболеваний, включая депрессию, ожирение и нейродегенеративные состояния.

Чрезмерное потребление соли

«Если вы хронически употребляете много соли, у вас будет гиперактивация нейронов вазопрессина. Этот механизм может затем вызвать чрезмерную гипоксию, которая может привести к повреждению тканей мозга», — сказал Стерн. «Если мы сможем лучше понять этот процесс, мы сможем разработать новые цели, чтобы остановить эту зависимую от гипоксии активацию и, возможно, улучшить результаты лечения людей с повышенным артериальным давлением, зависимым от соли».

Среди авторов исследования — Ранджан Рой и Фердинанд Альтхаммер, постдокторанты из Центра нейровоспаления и кардиометаболических заболеваний, Джордан Хамм, доцент нейробиологии в штате Джорджия, и коллеги из Университета Отаго в Новой Зеландии, Университета Августы и Университета Оберна. Исследование было поддержано Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта.