Даже в пределах нормы небольшие отклонения в уровне натрия в крови были связаны с измеримыми изменениями в возбудимости мозга. Это позволяет по-новому взглянуть на то, как незначительные физиологические изменения могут влиять на работу нервной системы у здоровых взрослых людей.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, учёные изучали взаимосвязь между уровнем электролитов в крови и возбудимостью коры головного мозга у здоровых взрослых людей. В ходе исследования были сопоставлены показатели электролитов в плазме и данные о моторном пороге в состоянии покоя (МПСП) 42 участников. Была выявлена значительная корреляция между уровнем натрия в плазме и индивидуальными различиями в МПСП.
В частности, более низкая концентрация натрия в пределах нормального физиологического диапазона была связана с повышенной возбудимостью коры головного мозга. Эти результаты позволяют предположить, что точный ионный состав крови человека может быть связан со стабильными нейробиологическими характеристиками, хотя данные отражают скорее взаимосвязь, чем причинно-следственную связь.
Электролитный гомеостаз в работе мозга
Современные исследования в области нейробиологии показывают, что мозг млекопитающих и, соответственно, человека работает за счёт тонкого баланса заряженных ионов, в частности натрия, кальция и калия, которые перемещаются внутрь и наружу клеток, генерируя электрические импульсы. Этот процесс, называемый электролитным гомеостазом, крайне важен для жизни, эволюционно устойчив и строго регулируется.
Когда этот баланс сильно нарушается, как, например, при гипонатриемии, последствия часто бывают катастрофическими с точки зрения физиологии, включая судороги и другие неврологические кризы. Предыдущие исследования позволили установить допустимые границы концентрации электролитов, которые, как считается, достаточны для поддержания возбудимости коры головного мозга. Обычно эти границы оцениваются с помощью косвенных нейрофизиологических показателей.
Новые данные о вариативности в пределах нормы
Более поздние исследования ставят под сомнение эту точку зрения, предполагая, что даже незначительная индивидуальная вариативность концентрации ионов может влиять на обучение, память и предрасположенность к неврологическим заболеваниям. Предыдущие попытки подтвердить эти эффекты дали противоречивые результаты, часто из-за небольшого размера выборки, методологических ограничений и недостаточно контролируемого поискового анализа.
Дизайн исследования и характеристики участников
Целью настоящего исследования было определить, связаны ли различия в уровне электролитов у здоровых людей с различиями в электрической активности мозга. Анализ представлял собой вторичную, незапланированную оценку исходных данных 42 здоровых молодых людей в возрасте от 18 до 30 лет, которые изначально были собраны в рамках рандомизированного исследования когнитивных эффектов фампридина.
Измерение уровня электролитов и ТМС-оценка
Были взяты образцы крови для измерения концентрации натрия, хлора, калия, кальция и фосфатов в плазме. Возбудимость коры головного мозга оценивалась с помощью транскраниальной магнитной стимуляции — неинвазивного метода, при котором в мозг подаются небольшие электрические импульсы через магнитную катушку, расположенную на коже головы.
Порог двигательной активности в состоянии покоя был рассчитан путём стимуляции области моторной коры, контролирующей мышцы рук, и корректировки интенсивности стимуляции до тех пор, пока не была достигнута минимальная сила, необходимая для того, чтобы вызвать мышечную реакцию хотя бы в половине попыток. Более низкие значения порога двигательной активности в состоянии покоя указывают на более высокую возбудимость кортикоспинального пути, хотя порог двигательной активности в состоянии покоя отражает как кортикальные, так и некортикальные факторы.
Связь уровня натрия в крови с моторным порогом
Анализ выявил статистически значимую связь между уровнем натрия в плазме крови и возбудимостью коры головного мозга. Была обнаружена значимая положительная корреляция между концентрацией натрия и моторным порогом, что указывает на то, что более низкий уровень натрия связан с более низким моторным порогом и, следовательно, с более высокой возбудимостью.
У всех участников уровень натрия был в пределах стандартной клинической нормы — от 136 до 143 ммоль/л. При индивидуальном анализе других электролитов не было выявлено значимой связи с РМТ для хлоридов, калия, кальция или фосфатов.
Корректировка на возраст и пол существенно не повлияла на результаты, что подтверждает устойчивость связи, но не указывает на причинно-следственную связь.
Интерпретация, механизмы и будущие исследования
Эти результаты являются предварительным доказательством того, что незначительные различия в концентрации натрия в крови, даже в пределах нормы, связаны с различиями в двигательном пороге в состоянии покоя. Предполагаемое изменение потенциала натриевого равновесия в этом диапазоне составляет от одного до двух милливольт.
Авторы предполагают, что снижение уровня внеклеточного натрия может незначительно влиять на электрофизиологию мембран, воздействуя на динамику натриевых каналов или проводимость тканей, тем самым изменяя эффективное магнитное поле во время стимуляции.
Для определения того, влияют ли уровни натрия непосредственно на возбудимость коры головного мозга, необходимы дальнейшие исследования, включающие экспериментальное изменение уровня натрия, индивидуальное моделирование электрического поля и лонгитюдные исследования.
Ссылка на журнал:
- Фалуди Т. и др. (2025). Уровень натрия в плазме крови связан с порогом двигательной активности в состоянии покоя у здоровых людей. Scientific Reports. DOI: 10.1038/s41598-025-28007-4, https://www.nature.com/articles/s41598-025-28007-4
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся