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Come il sale influisce sul flusso sanguigno nel cervello

Uno studio unico nel suo genere condotto da ricercatori del Georgia State rivela nuove sorprendenti informazioni sulla relazione tra l’attività dei neuroni e il flusso sanguigno in profondità nel cervello, nonché su come il cervello è influenzato dal consumo di sale.

Quando i neuroni vengono attivati, in genere c’è un rapido aumento del flusso sanguigno nell’area. Questa relazione è nota come accoppiamento neurovascolare o iperemia funzionale e si verifica tramite la dilatazione dei vasi sanguigni nel cervello chiamati arteriole. L’imaging funzionale delle risorse magnetiche (fMRI) si basa sul concetto di accoppiamento neurovascolare: gli esperti cercano aree di flusso sanguigno debole per diagnosticare disturbi cerebrali.

Tuttavia, studi precedenti sull’accoppiamento neurovascolare sono stati limitati alle aree superficiali del cervello (come la corteccia cerebrale) e gli scienziati hanno principalmente esaminato come cambia il flusso sanguigno in risposta a stimoli sensoriali provenienti dall’ambiente (come stimoli visivi o uditivi). Poco si sa se gli stessi principi si applicano alle regioni cerebrali più profonde in sintonia con gli stimoli prodotti dal corpo stesso, noti come segnali interocettivi.

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Per studiare questa relazione nelle regioni cerebrali profonde, un team interdisciplinare di scienziati guidato dal Dr. Javier Stern, Professore di neuroscienze presso la Georgia State e Direttore del Center for Neuroinflammation and Cardiometabolic Diseases dell’università, ha sviluppato un nuovo approccio che combina tecniche chirurgiche e neuroimaging all’avanguardia. Il team si è concentrato sull’ipotalamo, una regione profonda del cervello coinvolta in funzioni corporee critiche, tra cui bere, mangiare, regolare la temperatura corporea e riproduzione. Lo studio, pubblicato sulla rivista Cell Reports, ha esaminato come il flusso sanguigno all’ipotalamo è cambiato in risposta all’assunzione di sale.

“Abbiamo scelto il sale perché il corpo ha bisogno di controllare i livelli di sodio in modo molto preciso. Abbiamo anche cellule specifiche che rilevano la quantità di sale nel sangue”, ha affermato Stern. “Quando ingerisci cibo salato, il cervello lo percepisce e attiva una serie di meccanismi compensatori per riportare i livelli di sodio verso il basso”. Il corpo lo fa in parte attivando i neuroni che innescano il rilascio di vasopressina, un ormone antidiuretico che svolge un ruolo chiave nel mantenere la corretta concentrazione di sale. In contrasto con studi precedenti che hanno osservato un legame positivo tra l’attività dei neuroni e l’aumento del flusso sanguigno, i ricercatori hanno riscontrato una diminuzione del flusso sanguigno quando i neuroni si sono attivati ​​nell’ipotalamo.

“I risultati ci hanno colto di sorpresa perché abbiamo visto la vasocostrizione, che è l’opposto di ciò che la maggior parte dei ricercatori ha descritto nella corteccia in risposta a uno stimolo sensoriale”, ha detto Stern. “Normalmente si osserva una riduzione del flusso sanguigno nella corteccia in caso di malattie come l’ Alzheimer o dopo un ictus o un’ischemia”.

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Il team ha soprannominato il fenomeno “accoppiamento neurovascolare inverso” o una diminuzione del flusso sanguigno che produce ipossia. I ricercatori hanno anche osservato altre differenze: nella corteccia, le risposte vascolari agli stimoli sono molto localizzate e la dilatazione avviene rapidamente. Nell’ipotalamo, la risposta era diffusa e avveniva lentamente, per un lungo periodo di tempo.

“Quando mangiamo molto sale, i nostri livelli di sodio rimangono elevati per lungo tempo”, ha detto Stern. “Riteniamo che l’ipossia sia un meccanismo che rafforza la capacità dei neuroni di rispondere alla stimolazione prolungata del sale, consentendo loro di rimanere attivi per un periodo prolungato“.

I risultati sollevano domande interessanti su come l’ipertensione possa influenzare il cervello. Si ritiene che tra il 50 e il 60% dell’ipertensione dipenda dal sale, innescato dal consumo eccessivo. Il team di ricerca intende studiare questo meccanismo di accoppiamento neurovascolare inverso in modelli animali per determinare se contribuisce alla patologia dell’ipertensione sale-dipendente. Inoltre, i ricercatori sperano di utilizzare il loro approccio per studiare altre regioni e malattie del cervello, tra cui depressione, obesità e condizioni neurodegenerative.

“Se ingerisci cronicamente molto sale, avrai un’iperattivazione dei neuroni della vasopressina. Questo meccanismo può quindi indurre un’eccessiva ipossia, che potrebbe portare a danni ai tessuti nel cervello“, ha affermato Stern. “Se possiamo comprendere meglio questo processo, possiamo escogitare nuovi obiettivi per fermare questa attivazione dipendente dall’ipossia e forse migliorare i risultati delle persone con ipertensione arteriosa dipendente dal sale“.

Gli autori dello studio includono Ranjan Roy e Ferdinand Althammer, ricercatori post-dottorato presso il Center for Neuroinflammation and Cardiometabolic Diseases, Jordan Hamm, assistente Professore di neuroscienze presso la Georgia State e colleghi presso l’Università di Otago in Nuova Zelanda, l’Università di Augusta e l’Università di Auburn. La ricerca è stata supportata dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke.

Fonte: Cell Reports

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