Skanowanie mózgu o wysokiej mocy ujawnia zmiany poziomu sodu w HD

Używając po raz pierwszy nowej techniki skanowania mózgu w HD, naukowcy odkryli, że osoby z chorobą Huntingtona mogą mieć podwyższony poziom sodu w mózgu. Ale co właściwie oznacza podwyższony poziom sodu? Dlaczego w ogóle mamy sód w mózgu – czy to nie jest po prostu sól? I dlaczego 'słony mózg’ może być zły?

Dlaczego potrzebujemy soli

Przeciętne odmiany soli – stołowa, kamienna, morska i tym podobne – składają się z chemicznego związku chlorku sodu, czyli NaCl dla wtajemniczonych.

Sól była istotną częścią diety ludzi, i wszystkich innych ssaków, od czasu gdy wyszliśmy z pierwotnej zupy. Sód zawarty w soli jest niezbędny do utrzymania równowagi płynów w naszym organizmie – innymi słowy, do zapewnienia, że mamy odpowiednią ilość wody we krwi, innych płynach i komórkach, aby wszystko działało sprawnie. Sód jest również używany do pomocy w transporcie chemikaliów do i z komórek, bez czego komórki przestałyby prawidłowo funkcjonować.

Wreszcie, i być może najważniejsze, sód jest kluczowy dla myślenia. Mamy na myśli to, że sód jest potrzebny do wysyłania impulsów elektrycznych przez neurony.

I, jak wszystkie chemikalia znajdujące się w organizmie, sód się zużywa, więc musimy ciągle jeść sól, bo inaczej całkowicie byśmy się zatrzymali.

Za dużo dobrego?

Sól smakuje nam dobrze, ponieważ jest tak ważną częścią naszej diety, a nasi przodkowie starali się polować i zbierać słone rzeczy do jedzenia. Jednak we współczesnym świecie produkcja soli stała się tak wydajna, że mamy dostęp do gór tego produktu. Około 210 milionów ton jest produkowanych każdego roku, z czego duża część trafia do naszego jedzenia.

Teraz, zamiast musieć szukać rzadkiej, cennej soli jak nasi przodkowie, musimy faktycznie unikać jedzenia zbyt dużej ilości, albo ryzykować udary, choroby serca i inne nieprzyjemne rzeczy.

Jak większość rzeczy w życiu, zbyt dużo lub zbyt mało soli jest złe i musimy starać się jeść jej zrównoważoną ilość. Ale co to ma wspólnego z chorobą Huntingtona?

Mierzenie sodu za pomocą skanera MRI

Ponieważ sód zawarty w soli jest kluczowy dla funkcjonowania mózgu, byłoby miło móc go zmierzyć u żywych ludzi. To jest idea stojąca za obrazowaniem stężenia sodu w tkankach.

Sprytnie dostrajając szczególnie potężny skaner rezonansu magnetycznego (MRI) do dokładnej częstotliwości magnetycznej atomów sodu, naukowcy mogą narysować 'mapę stężenia sodu’ żywego mózgu. Te mapy stężenia sodu mogą być następnie porównywane między pacjentami z HD a zdrowymi uczestnikami kontrolnymi.

Zwiększony poziom sodu w jądrze ogoniastym?

Dokładnie to zrobili niedawno naukowcy z Centrum Badawczego w Jülich i Uniwersytetu w Aachen w Niemczech, a ich wyniki właśnie ukazały się w czasopiśmie Neuroimage.

Naukowcy odkryli, że stężenie sodu było wyższe w mózgach pacjentów z HD, szczególnie w regionie mózgu zwanym jądrem ogoniastym. Możliwe, że już słyszałeś o jądrze ogoniastym, ponieważ jest ono dobrze znane jako część mózgu, która jest najbardziej dotknięta we wczesnym stadium HD.

Fakt, że badanie obrazowania sodu wyróżniło jądro ogoniaste, pasuje do naszego obecnego zrozumienia mózgu w HD i daje nam pewność co do dokładności tych ustaleń.

Dlaczego tak słono?

Więc co może powodować ten wzrost sodu w mózgu? Cóż, wszystkie komórki w mózgu zwykle zawierają umiarkowaną ilość sodu, podczas gdy przestrzenie między komórkami (pełne płynów i chemikaliów) mają znacznie wyższy poziom sodu.

Ze względu na słone środowisko, w którym żyją nasze komórki mózgowe, muszą one stale wypompowywać nadmiar sodu, aby utrzymać właściwy poziom. Jednym z efektów zmutowanego białka huntingtyny, które powoduje HD, może być osłabienie zdolności komórek do wypompowywania nadmiaru sodu. To spowodowałoby, że poziom sodu w komórkach mózgowych HD byłby wyższy niż normalnie. Mogłoby to również wpłynąć na to, jak dobrze komórki funkcjonują.

Innym możliwym wyjaśnieniem zwiększonego stężenia sodu w HD jest to, że zmutowane białko powoduje obumieranie komórek mózgowych. Więc kiedy skaner patrzy na konkretny obszar mózgu, zawiera on mniej komórek i więcej bardzo słonego płynu między komórkami. To oznacza, że średnie stężenie soli w obszarze mózgu będzie wyższe.

Jak to pomaga w walce z HD?

Świetnie, więc zobaczyliśmy, że mózgi HD są generalnie bardziej słone. Ale jak to może być pomocne w poszukiwaniu metod leczenia HD, a nie tylko drogim sposobem na mierzenie soli?

Cóż, oprócz badania poziomów sodu, naukowcy mierzyli również rozmiar różnych obszarów mózgu. Chociaż robiono to już wiele razy wcześniej w HD, chcieli porównać poziomy sodu z rozmiarami regionów mózgu.

Jak oczekiwano, najwyższe poziomy sodu znaleziono w regionach mózgu, które już kurczą się we wczesnych stadiach HD, takich jak jądro ogoniaste.

Jednak poziomy sodu były również nieprawidłowo wysokie w częściach mózgu, które nie kurczyły się, takich jak ciało migdałowate.

To może oznaczać, że wzrost poziomu sodu faktycznie następuje przed jakimkolwiek kurczeniem się mózgu. Ta idea pasuje do teorii na temat sodu w HD. Jeśli jest to prawidłowe, to pomiar poziomów sodu mógłby być dobrym sposobem na wykrycie zmian w mózgu na ich najwcześniejszym etapie.

Co więcej, jeśli chcielibyśmy przetestować potencjalne leczenie HD, moglibyśmy zobaczyć, czy lek pomaga utrzymać stężenie sodu na normalnym poziomie, aby uzyskać pojęcie, czy lek działa na długo przed pojawieniem się objawów klinicznych, a nawet zanim obszary mózgu zaczną zmieniać swój rozmiar.

Kiedy pomiar mówi nam coś użytecznego o chorobie, nazywamy go biomarkerem.

Chwileczkę…

Jeśli w mózgach HD jest więcej sodu niż normalnie, czy to badanie oznacza, że wystarczy, że będę jeść mniej soli, aby zwalczać HD?

Niestety nie, to nie jest takie proste.

Wyniki pokazują tylko, że sód jest nierównomiernie rozłożony w mózgu w HD, co może być oznaką, że coś jest nie tak. Zmiana ilości soli w diecie nie wpłynie na ten nierównomierny rozkład.

Jest też kilka innych rzeczy, które trzeba mieć na uwadze przy interpretacji wyników tego badania. Obrazowanie stężenia sodu jest naprawdę nowe, a technika nie jest tak dobrze dopracowana jak inne metody obrazowania mózgu. Obrazy, które produkuje, mają znacznie niższą rozdzielczość, jak zdjęcia ze starego aparatu cyfrowego. Oznacza to, że próba dopasowania poziomów sodu do konkretnych obszarów mózgu nie jest bardzo dokładna. Miejmy nadzieję, że technika z czasem się poprawi.

Ponadto, to badanie zostało przeprowadzone tylko na małej grupie trzynastu pacjentów z chorobą Huntingtona i trzynastu osób kontrolnych. Badania na znacznie większych grupach muszą być przeprowadzone, zanim będziemy mogli z pewnością stwierdzić, że poziom sodu jest wyższy w mózgach HD.

I na koniec

To wczesne dni dla badań wykorzystujących obrazowanie sodu w chorobie Huntingtona. Jednak to badanie jest innowacyjne i pokazuje interesujące wyniki, które pasują do naszego zrozumienia problemów mózgowych w HD. Jeśli więcej osób zdecyduje się na wykorzystanie tego podejścia i przetestuje większe grupy bardziej udoskonalonymi metodami, to słoność mózgu mogłaby stać się biomarkerem odpowiedzi na leczenie w HD.

Dowiedz się więcej

• Oryginalny artykuł (pełny tekst wymaga opłaty lub subskrypcji)