Noi indicii despre modul în care o dietă bogată în sare contribuie la bolile cardiometabolice găsite adânc în creier

4 aprilie 2022 – În adâncul creierului, un grup de neuroni mari produc un hormon care determină corpurile noastre să rețină mai mult lichid și să crească tensiunea arterială.

Oamenii de știință spun că acești neuroni joacă un rol esențial în a permite corpului nostru să mențină homeostazia sănătoasă, folosind acest set de abilități pentru a elimina eficient sarea excesivă pe care o consumăm într-o masă nesănătoasă.

Dar oamenii de știință de la Colegiul Medical din Georgia și de la Universitatea de Stat din Georgia mai spun că dieta cronică bogată în sare pe care o consumă majoritatea americanilor poate întoarce acest sistem împotriva noastră, ducând la hiperactivitatea acestor neuroni, producția continuă a acestui hormon vasopresină, constricția vaselor de sânge și crescând riscul de boli cardiometabolice comune, cum ar fi hipertensiunea arterială și bolile de inimă.

Un nou grant de investigator principal de 2,7 milioane de dolari (RHL162575A1) de la National Institutes of Health le permite oamenilor de stiinta sa exploreze in continuare acest mod aparent nou de aparitie a bolilor cardiometabolice si sa identifice noi tinte terapeutice pentru ele.

Neuronii mari din nucleul supraoptic din hipotalamus din apropierea bazei creierului secretă oxitocină, un hormon cheie pentru sistemul reproducător, precum și vasopresină, numită hormon antidiuretic, deoarece ajută de fapt organismul să rețină fluidele, care pot ajuta la diluare. excesul de sare în organism, astfel încât să poată fi excretat prin urină, spune dr. Jessica A. Filosa, fiziolog neurovascular în cadrul Departamentului de Fiziologie MCG.

„Ne uităm la modul în care creierul simte săruri mari și cum răspunde la această sare pentru a corecta perturbarea într-un mod eficient și a recăpăta homeostazia”, spune Filosa.

Ea și dr. Javier E. Stern, director al Centrului GSU pentru Neuroinflamație și Boli Cardiometabolice, sunt ambii PI pe noul grant.

Ei au descoperit că încărcarea cu sare crește declanșarea neuronilor producatori de vasopresină, crește constricția vaselor de sânge și scade fluxul sanguin local. De obicei, atunci când neuronii devin activi, fluxul de sânge către ei crește, într-un proces numit cuplare neurovasculară. Acest lucru ajută la asigurarea că neuronii care lucrează au oxigenul și substanțele nutritive adecvate necesare pentru a susține o activitate crescută.

În nucleul supraoptic, totuși, Stern, Filosa și colegii lor, au arătat că activitatea ridicată a neuronilor vasopresină produce o constricție aparent auto-indusă și susținută a vastei rețele de vase de sânge care îi hrănesc direct. Cercetătorii au arătat, de asemenea, că hipoxia locală rezultată – un aport de oxigen considerat inadecvat pentru a susține homeostazia – a fost unul dintre mecanismele prin care activitatea neuronilor vasopresină a fost în continuare excitată. Este o formă de cuplare neurovasculară inversă.

„Corpul tău vrea să rămână în echilibru”, spune Filosa. „De fiecare dată când faci ceva corpului tău sau ți se întâmplă ceva care deviază de la acel echilibru, procesele homeostatice se activează și (cel puțin încearcă) să restabilească echilibrul.” În acest caz, excesul de sare este un declanșator al proceselor homeostatice.

Dar procesul devine o problemă care, în schimb, contribuie la hipertensiune arterială și probabil alte probleme atunci când aportul ridicat de sare devine cronic, așa cum este pentru cei mai mulți dintre noi: 90% dintre americanii cu vârsta de 2 ani și mai mult consumă prea mult sodiu, potrivit Centers for Controlul și prevenirea bolilor, o medie de peste 3.400 de miligrame zilnic, comparativ cu 2.300 de miligrame recomandate.

Noul grant permite studii atât în ​​țesut, cât și într-un model animal dezvoltat de Stern, analizând în continuare mecanismele și semnalizarea specifice și modul în care fluxul sanguin redus rezultat în regiunea neuronilor vasopresină reușește să crească mai degrabă decât să le scadă activitatea. Și, ce se întâmplă cu acest răspuns neobișnuit în fața unor afecțiuni precum insuficiența cardiacă.

De asemenea, vor să știe dacă mai întâi îngustează vasele de sânge, are încă acest răspuns ciudat de creștere a activității neuronilor. Acest tip de perspectivă ar trebui să-i ajute să disece mai bine calea. Ei știu deja că hipoxia face mediul mai acid și că acești neuroni au un canal ionic de detectare a acidului, sau ASIC, ceea ce înseamnă că un pH scăzut poate activa canalele ASIC și crește declanșarea neuronilor. Acest lucru ar putea însemna că consumul cronic mare de sare, care are ca rezultat hipertensiune arterială, remodelare a vaselor și constricție îmbunătățită, funcționează, de asemenea, în această direcție pentru a continua suprastimularea neuronilor pentru a continua să elibereze vasopresină.

O altă piesă a puzzle-ului sunt astrocitele, acele celule cerebrale în formă de stea care susțin neuronii și de obicei își intensifică jocul atunci când neuronii sunt mai activi. Dar, în această regiune, aportul ridicat de sare determină astrocitele să-și retragă procesele, ceea ce poate agrava scenariul, deoarece una dintre numeroasele sarcini ale astrocitelor este de a elimina semnalele excitatoare de unde stau acești neuroni pentru a-i împiedica să reacționeze excesiv.

De asemenea, ei explorează în continuare dovezile timpurii că o altă piesă a puzzle-ului, acumularea lentă a oxidului nitric natural, puternic dilatator al vaselor de sânge, pe care o induce și hipoxia, ar putea fi un mecanism de restabilire a homeostaziei acestor neuroni hiperactivi. Există mai multe surse potențiale de oxid nitric în apropiere, inclusiv neuronii înșiși, astrocitele de susținere și, eventual, celulele endoteliale care căptușesc vasele de sânge.

Dar Filosa observă că, în cazul bolilor cardiometabolice, semnalizarea oxidului nitric este afectată, ceea ce ar putea însemna că mecanismul care oprește neuronii vasopresinei este afectat, lucru pe care și ei vor explora și în modelul lor de insuficiență cardiacă.

O altă dintre multele întrebări la care doresc să răspundă este dacă aveți prea multă vasopresină în nucleul supraoptic, s-ar reduce și fluxul de sânge către alte zone ale creierului, inclusiv zonele care au nevoie de mai mult sânge pentru a fi mai activ.

„Începeți cu un proces care ar trebui să corecteze rapid un dezechilibru din corpul dumneavoastră și se întâmplă atâta timp cât sunteți sănătos”, spune ea. Dar dacă ceva este perturbat, cum ar fi prea puțin oxid nitric sau prea multă vasopresină, are ca rezultat un răspuns dezadaptativ și hiperexcitabilitate a neuronilor vasopresină, creând un cerc vicios și nesănătos.

„Cred că mesajul primit aici este că avem un sistem foarte sofisticat în această zonă a creierului care restabilește rapid tulburările, cum ar fi o masă bogată în sare, și doriți să mențineți acel sistem sănătos”, spune Filosa.

Lucrarea a început în laboratorul lui Filosa, cu fostul student absolvent, Dr. Wenting Du, care a lucrat în felii de creier și a constatat că, dacă stimulezi neuronii vasopresină, vasele de sânge din jurul lor se strâng, arătând clar că este o acțiune locală. Când oamenii de știință au blocat activitatea neuronilor, constricția vaselor de sânge nu a avut loc.

În colaborare cu Dr. Colin Brown, cercetător al hipotalamusului în Centrul pentru Neuroendocrinologie de la Centrul de Cercetare al Universității Otago din Noua Zeelandă, Stern a dezvoltat un in vivo abordare a imaginii nucleului supraoptic al hipotalamusului, permițând oamenilor de știință să vadă dacă ceea ce au găsit prima dată ca răspuns la punerea de sare pe acești neuroni ex vivo apare și în creierul intact. Cu in vivo tehnica neuroimagistică dezvoltată, oamenii de știință au urmărit în timp real cum sarea a determinat o creștere susținută a activității neuronilor vasopresinei și constricția vaselor de sânge care alimentează nucleul supraoptic. De asemenea, ei au observat că constricția a fost suficientă pentru a crea hipoxie în regiune și a crescut activitatea neuronală.

Ca parte a unui efort major de colaborare, dr. Stern, Filosa, Brown, Du și alții au raportat acest răspuns neobișnuit la sfârșitul anului trecut în jurnal Rapoarte de celule.

Scăderea fluxului de sânge în alte regiuni ale creierului, cum ar fi cortexul, ca răspuns la un stimul, este asociată mai de obicei cu boli, cum ar fi Alzheimer sau accident vascular cerebral, a comentat Stern la acea vreme. Totuși, există și alte regiuni ale creierului care folosesc această abordare destul de neortodoxă pentru a crește activitatea neuronală, spune Filosa.

Ironia că are loc această declanșare crescută a neuronilor indusă de hipoxie este agravată de faptul că nucleul supraoptic are o rețea atât de uriașă de vase de sânge care furnizează neuroni care, în mod ciudat, sunt în mod normal rezistenți la hipoxie, o realitate care i-a făcut întotdeauna pe oamenii de știință să se scarpine pe cap.

Leave a Comment

Your email address will not be published.