Când neuronii sunt activați, de obicei se produce o creștere rapidă a fluxului sangvin în zonă. Această relație este cunoscută sub numele de cuplare neurovasculară sau hiperemie funcțională și are loc prin dilatarea vaselor de sânge din creier, numite arteriole.

Testele neuroimagistice făcute cu aparatul fMRI se bazează pe conceptul de cuplare neurovasculară: experții caută zone cu flux sangvin slab pentru a diagnostica tulburările cerebrale, scrie Science Daily.

Studiile anterioare au avut în vedere doar zonele superficiale ale creierului

Cu toate acestea, studiile anterioare despre cuplarea neurovasculară s-au limitat la zonele superficiale ale creierului (cum ar fi cortexul cerebral), iar oamenii de știință au examinat în mare parte modul în care fluxul sangvin se modifică în răspuns la stimulii senzoriali proveniți din mediu (cum ar fi stimulii vizuali sau auditivi).

Nu se știe dacă aceleași principii se aplică și în regiunile mai profunde ale creierului acordate la stimulii produși de corp, stimuli cunoscuți sub numele de semnale interoceptive.

Pentru a studia această relație în regiunile profunde ale creierului, o echipă interdisciplinară de oameni de știință condusă de dr. Javier Stern, profesor de neuroștiință la Georgia State și director al Centrului pentru Neuroinflamație și Boli Cardiometabolice al universității, a dezvoltat o abordare nouă care combină tehnicile chirurgicale și neuroimagistica de ultimă generație.

Acest studiu s-a concentrat asupra hipotalamusului

Echipa s-a concentrat asupra hipotalamusului, o regiune profundă a creierului implicată în funcțiile critice ale corpului, inclusiv băutul, mâncatul, reglarea temperaturii corpului și reproducerea. Studiul, publicat în revista Cell Reports, a examinat modul în care sarea afectează circulația sangvină către hipotalamus.

„Am ales sarea pentru că organismul trebuie să controleze foarte precis nivelul de sodiu. Avem chiar și celule specifice care detectează câtă sare este în sânge”, a spus Stern. „Când ingerezi alimente sărate, creierul le simte și activează o serie de mecanisme compensatorii pentru a reduce nivelul de sodiu”.

Organismul face acest lucru parțial, activând neuronii care declanșează eliberarea de vasopresină, un hormon antidiuretic care joacă un rol cheie în menținerea concentrației adecvate de sare.

Spre deosebire de studiile anterioare care au observat o legătură pozitivă între activitatea neuronilor și creșterea fluxului sangvin, cercetătorii au descoperit o scădere a acestuia pe măsură ce neuronii au devenit activați în hipotalamus.

 „Descoperirile ne-au luat prin surprindere pentru că am văzut vasoconstricție, care este opusul a ceea ce majoritatea oamenilor au descris în cortex ca răspuns la un stimul senzorial”, a spus Stern. „Scăderea fluxului sangvin este în mod normal observată în cortex în cazul unor boli precum Alzheimer sau după un accident vascular cerebral sau ischemie”.

Echipa a numit fenomenul „cuplare neurovasculară inversă” sau o scădere a fluxului sangvin care produce hipoxie. Ei au observat și alte diferențe: în cortex, răspunsurile vasculare la stimuli sunt foarte localizate, iar dilatarea are loc rapid. În hipotalamus, răspunsul a fost difuz și a avut loc lent, pe o perioadă lungă de timp.

„Când mâncăm multă sare, nivelul nostru de sodiu rămâne ridicat pentru o lungă perioadă de timp”, a spus doctorul Javier Stern. „Credem că hipoxia este un mecanism care întărește capacitatea neuronilor de a răspunde la stimularea susținută cu sare, permițându-le să rămână activi pentru o perioadă prelungită”.

Descoperirile ridică întrebări interesante despre modul în care hipertensiunea arterială poate afecta creierul. Se crede că între 50 și 60 la sută din hipertensiunea arterială este dependentă de sare, fiind declanșată de consumul excesiv de sare.

„Dacă ingerați în mod cronic multă sare, vi se vor hiperactiva neuronii vasopresini. Acest mecanism poate induce apoi hipoxie excesivă, care ar putea duce la deteriorarea țesuturilor din creier”, a spus Stern.

„Dacă putem înțelege mai bine acest proces, putem concepe noi obiective pentru a opri această activare dependentă de hipoxie și poate vom îmbunătăți rezultatele persoanelor cu hipertensiune arterială dependente de sare”, a adăugat el.