Ученые рассказали, как соль влияет на кровоток в головном мозге

мозг, МРТ

Активация нейронов в той или иной области головного мозга приводит к быстрому увеличению кровотока за счет расширения кровеносных сосудов в головном мозге, называемых артериолами. Это явление известное как сосудисто-нервное соединение или функциональная гиперемия широко используется учеными для изучения головного мозга и диагностики его заболеваний. При помощи функциональной МРТ они ищут области слабого или, напротив, сильного кровотока, которые отражают функционирование нейронов.

Однако предыдущие исследования сосудисто-нервного взаимодействия были ограничены поверхностными областями мозга (например, корой), и ученые в основном изучали, как изменяется кровоток в ответ на сенсорные стимулы, исходящие из окружающей среды (например, изображения или звуки).  До сих пор было неизвестно, применимы ли те же принципы к более глубоким областям мозга, настроенным на так называемые интероцептивные сигналы, то есть стимулы, производимые самим организмом.

Чтобы изучить этот вопрос междисциплинарная группа ученых из Джорджии (США) сосредоточилась на гипоталамусе – глубокой области мозга, отвечающей за важные функции организма, включая питье, прием пищи, регулирование температуры тела и репродуктивную функцию.

В качестве стимула для своих экспериментов ученые выбрали соль, поскольку организму необходимо очень точно контролировать уровень натрия. У него есть особые клетки, которые определяют, сколько соли в вашей крови. И при потреблении слишком соленой пищи в организме активируется ряд компенсаторных механизмов, чтобы снизить уровень натрия. Отчасти это происходит путем активации нейронов, которые вызывают высвобождение вазопрессина, антидиуретического гормона, который играет ключевую роль в поддержании надлежащей концентрации соли.

Исследуя как меняется активность нейронов и кровоток в гипоталамусе в ответ на потребление соли, ученные обнаружили неожиданный эффект. При активации нейронов кровоток в этой области мозга не повышался, а, напротив, снижался. Это происходило из-за сужения сосудов, то есть реакция была противоположна той, которую ученые наблюдали в коре головного мозга в ответ на сенсорный стимул. Команда назвала это явление «обратным нервно-сосудистым сцеплением».

Они также наблюдали другие различия. Так, если в коре головного мозга реакция сосудов на стимулы была очень локализована и развивалась очень быстро, в гипоталамусе реакция была диффузной и происходила медленно, в течение длительного периода времени.

Это, казалось бы, теоретическое исследование, имеет совершенно практические результаты. Например, они раскрывают то, как гипертония, то есть повышение артериального давления может повлиять на мозг. Считается, что от 50 до 60% случаев этого заболевания связаны именно с чрезмерным потреблением соли. И если уровень натрия остается повышенным в течение длительного времени, в головном мозге запускается механизм «обратного нервно-сосудистого сцепления». Чрезмерная активация нейронов вазопрессина вызывает сужение сосудов и нарушение кровообращения, в результате чего возникает гипоксия, которая может привести к повреждению тканей в головном мозге.

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

Ranjan K. Roy, Ferdinand Althammer, Alexander J. Seymour, Wenting Du, Vinicia C. Biancardi, Jordan P. Hamm, Jessica A. Filosa, Colin H. Brown, Javier E. Stern. Inverse neurovascular coupling contributes to positive feedback excitation of vasopressin neurons during a systemic homeostatic challengeCell Reports, 2021; 37 (5): 109925 DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109925

 

Прокрутить вверх