Un estudio único en su tipo dirigido por investigadores del estado de Georgia revela información nueva y sorprendente sobre la relación entre la actividad neuronal y el flujo sanguíneo en las profundidades del cerebro, así como sobre cómo el cerebro se ve afectado por el consumo de sal.
Cuando se activan las neuronas, normalmente se produce un aumento rápido del flujo sanguíneo al área. Esta relación se conoce como acoplamiento neurovascular o hiperemia funcional, y se produce a través de la dilatación de los vasos sanguíneos del cerebro denominados arteriolas. Imágenes de recursos magnéticos funcionalesfMRI se basa en el concepto de acoplamiento neurovascular: los expertos buscan áreas de flujo sanguíneo débil para diagnosticar trastornos cerebrales.
Sin embargo, los estudios previos de acoplamiento neurovascular se han limitado a áreas superficiales del cerebro como la corteza cerebral y los científicos han examinado principalmente cómo cambia el flujo sanguíneo en respuesta a estímulos sensoriales provenientes del entorno como estímulos visuales o auditivosSe sabe poco acerca de si los mismos principios se aplican a regiones cerebrales más profundas sintonizadas con los estímulos producidos por el propio cuerpo, conocidos como señales interoceptivas.
Para estudiar esta relación en las regiones cerebrales profundas, un equipo interdisciplinario de científicos dirigido por el Dr. Javier Stern, profesor de neurociencia en el estado de Georgia y director del Centro de Neuroinflamación y Enfermedades Cardiometabólicas de la universidad, desarrolló un enfoque novedoso que combina técnicas quirúrgicas yneuroimagen de última generación. El equipo se centró en el hipotálamo, una región profunda del cerebro involucrada en funciones corporales críticas, como beber, comer, la regulación de la temperatura corporal y la reproducción. El estudio, publicado en la revista Informes de celda , examinó cómo cambió el flujo sanguíneo al hipotálamo en respuesta a la ingesta de sal.
"Elegimos la sal porque el cuerpo necesita controlar los niveles de sodio con mucha precisión. Incluso tenemos células específicas que detectan cuánta sal hay en la sangre", dijo Stern. "Cuando ingieres alimentos salados, el cerebro los detecta y activa ununa serie de mecanismos compensatorios para reducir los niveles de sodio ".
El cuerpo hace esto en parte activando las neuronas que desencadenan la liberación de vasopresina, una hormona antidiurética que juega un papel clave en el mantenimiento de la concentración adecuada de sal. En contraste con estudios previos que han observado un vínculo positivo entre la actividad neuronal y el aumentoflujo sanguíneo, los investigadores encontraron una disminución en el flujo sanguíneo a medida que las neuronas se activaban en el hipotálamo.
"Los hallazgos nos tomaron por sorpresa porque vimos vasoconstricción, que es lo opuesto a lo que la mayoría de la gente describió en la corteza en respuesta a un estímulo sensorial", dijo Stern. "Normalmente se observa una reducción del flujo sanguíneo en la corteza en el casode enfermedades como el Alzheimer o después de un accidente cerebrovascular o isquemia ".
El equipo denominó el fenómeno "acoplamiento neurovascular inverso", o una disminución del flujo sanguíneo que produce hipoxia. También observaron otras diferencias: en la corteza, las respuestas vasculares a los estímulos están muy localizadas y la dilatación se produce rápidamente. En el hipotálamo,la respuesta fue difusa y se llevó a cabo lentamente, durante un largo período de tiempo.
"Cuando comemos mucha sal, nuestros niveles de sodio permanecen elevados durante mucho tiempo", dijo Stern. "Creemos que la hipoxia es un mecanismo que fortalece la capacidad de las neuronas para responder a la estimulación sostenida de la sal, lo que les permitepermanecer activo durante un período prolongado. "
Los hallazgos plantean preguntas interesantes sobre cómo la hipertensión puede afectar el cerebro. Se cree que entre el 50 y el 60 por ciento de la hipertensión es dependiente de la sal, provocada por el consumo excesivo de sal. El equipo de investigación planea estudiar este mecanismo de acoplamiento neurovascular inverso en animalesmodelos para determinar si contribuye a la patología de la hipertensión dependiente de la sal. Además, esperan utilizar su enfoque para estudiar otras regiones y enfermedades del cerebro, incluidas la depresión, la obesidad y las afecciones neurodegenerativas.
"Si ingieres mucha sal de forma crónica, tendrás hiperactivación de las neuronas de vasopresina. Este mecanismo puede entonces inducir una hipoxia excesiva, lo que podría provocar daño tisular en el cerebro", dijo Stern. "Si podemos entender mejor estoproceso, podemos diseñar nuevos objetivos para detener esta activación dependiente de la hipoxia y tal vez mejorar los resultados de las personas con hipertensión arterial dependiente de la sal ".
Los autores del estudio incluyen a Ranjan Roy y Ferdinand Althammer, investigadores postdoctorales en el Centro de Neuroinflamación y Enfermedades Cardiometabólicas, Jordan Hamm, profesor asistente de neurociencia en el estado de Georgia, y colegas de la Universidad de Otago en Nueva Zelanda, la Universidad de Augusta y la Universidad de Auburn. La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Georgia . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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