Sóvágy: A kórokozó nátrium-bevitel pszichobiológiája

Absztrakt

Bevezetés

Az evolúció során a tengeri és a szárazföldi lakások közötti sikeres átmenet azon az eszközön nyugodott, hogy a testsejteket ugyanolyan sós oldat veszi körül, mint az a tengervíz, amelyből az első földi élővilág származik. Közvetlenebb hominid őseink forró, száraz környezetben fejlődtek ki, és elsősorban a növényevő étrendben éltek, amelyeknél nem volt ionos nátrium [1]. Az ilyen körülmények nagy szükségességet váltottak ki a nátrium megőrzésére, és ennek következtében elősegítették a komplex fiziológiai és viselkedési stratégiák alkalmazkodását sejtjeink óceánszerű környezetének biztosítása érdekében. Az extracelluláris folyadékokat nátriumban gazdagnak, az intracelluláris folyadékoknak viszonylag nátriummentesnek és a sejtek és érek térfogatának megőrzéséhez kellett tartani. A nátrium és a víz visszatartására és bevitelére akkor volt szükség, ha ezen anyagok fiziológiailag jelentős mennyisége elveszett.

A legtöbb vizsgált emlősnél a test nátrium-kimerülésével kapcsolatos tapasztalatok nemcsak a homeosztázis védelme érdekében gyors fiziológiai (azaz autonóm és endokrin) kiigazításokhoz vezetnek, hanem mély viselkedési változásokhoz is. A leggyakrabban vizsgált viselkedési változások a kation elvesztését követő megnövekedett nátrium-bevitelhez kapcsolódnak [2-4]. A nátrium (vagy só) étvágy a sós anyagok felkutatásához és elfogyasztásához kapcsolódó állapotra és viselkedésre utal, amelyeket laboratóriumi kísérletek során általában hipertóniás NaCl oldatokként vesznek fel. Feltűnő, hogy nátriumhiányos körülmények között az állatok koncentrált hipertóniás sóoldatokat fogadnak el, amelyeket általában elkerülnek, ha a nátrium megtelt. Ez azt jelzi, hogy az idegrendszerben változás következik be, hogy az averzívnek vélt anyagot kellemes vagy kifizetődővé alakítsák.

A laboratóriumi chow-val etetett állatok többsége és a kortárs nyugati étrendet fogyasztó emberek többsége valószínűleg krónikus nátriumfeleslegben van. Ezért a mérsékelt nátriumveszteségnek önmagában nem kell jelentős homeosztatikus kihívást jelentenie. Felmerült, hogy a test és/vagy a plazma nátriumszintje egy meghatározott pont körül szabályozódik [5,6]. Mivel a plazma nátriumszintje általában körülbelül 145 mmol/l koncentrációban marad fenn, és mivel a nátrium kimerülését követően számos negatív visszacsatolási mechanizmus indul meg, a beállított ponttal kapcsolatos érv ésszerűnek tűnik. Sok, de nem az összes, nátriumhiányos állat gyakran sokkal több nátriumot fogyaszt, mint amennyi a homeosztázis helyreállításához szükséges [7]. Így azt állíthatjuk, hogy sok esetben egy ilyen beállított pont kevéssé befolyásolja az állat nyílt viselkedését. Az emlősök viselkedése a nátrium-homeosztázis esetén nagyrészt nem felel meg a tényleges szükségletnek, annak ellenére, hogy bizonyíték van arra, hogy a túlzott nátrium-bevitel hosszú távon kóros következményekkel jár (pl. Magas vérnyomás, szívelégtelenség) [8-12].

Napi nátriumigény

Vitatható az emberek minimális nátriumigénye, de nyilvánvaló, hogy a fejlett országokban az átlagos napi bevitel jóval meghaladja a túléléshez szükséges mennyiséget. Az egyénre jutó világméretű átlagos sóbevitel körülbelül 10 g/nap, ami körülbelül 4 g-mal nagyobb, mint az FDA által ajánlott bevitel, és több mint 8 g-tal meghaladhatja a ténylegesen szükséges mennyiséget [10,31].

Kr. E. 2000 körül a só tartósítószerként való használata, különösen a húsok esetében, valószínűleg a túlzott nátrium-bevitel útján a legfontosabb tényezők közé tartozik [1,31]. Azóta úgy tűnik, hogy a sóbevitel folyamatosan nőtt, és a 19. századi Európában elérte a napi átlag 18 g-ot. Mivel a sózott hal diétás alapanyag, úgy véljük, hogy a 16. századi Svédországban napi 100 g-ot is elértek [31]! A mechanikus hűtés megjelenése a 19. században megkönnyítette a só, mint tartósítószer használatát, amely valószínűleg szerepet játszott az átlagos napi sófogyasztás jelenlegi szintre való csökkentésében [1,31].

Cordain és munkatársai kijelentik: „ősi genomunk evolúciós ütközése a nemrégiben bevezetett élelmiszerek tápértékeivel a nyugati civilizáció számos krónikus betegségének hátterében állhat” [37]. A paleolitikum étrendjei nagyon eltérőek (és valószínűleg sokkal egészségesebbek) voltak a korabeli tarifákhoz képest a zsírtartalom, a magas glikémiás terhelésű szénhidrátok, a nátrium-kálium arány, a makro- és mikro-tápanyag-tartalom, valamint a rosttartalom szempontjából. Az Egyesült Államokban és a legtöbb nyugati országban az étrenddel kapcsolatos betegségek okozzák a morbiditást és a halálozást, de ezek primitív csoportokban ritkán fordulnak elő [37]. Evolúciós történelmünk összefüggésében a nagy mennyiségű só hozzáadása az étrendhez egy újabb jelenség (kb. Az elmúlt 5000 év). Úgy tűnik, hogy az evolúció a legalkalmasabb arra, hogy sokkal kevesebb nátriumot kezeljünk, mint amennyit most fogyasztunk, talán kevesebb, mint egytizede, mint a vadászó-gyűjtögető őseink esetében [7,31,33,34,38]. A szigorúan vegetáriánus étrend körülbelül 750 mg sót tartalmaz naponta [34]. A napi körülbelül 1000-1500 mg só becsült paleolit étrendje, amely egyértelműen elegendő volt a túléléshez, körülbelül 300% -kal elmarad az FDA által ajánlott mennyiségtől [1,31,34].

A nátriumfelesleg patofiziológiája

Só: Világtörténet című könyvében Mark Kurlansky [39] kijelenti, hogy a só a történelem során olyan értékes anyagnak bizonyult, hogy pénzként szolgált, befolyásolta a kereskedelmi utak és városok kialakulását, provokálta és finanszírozta a háborúkat, biztosította a birodalmakat. és ihletett forradalmakat. A középkorban a sót olyan sokféle betegség kezelésére alkalmazták, mint a fogfájás, a gyomorrontás és az „elme nehézsége” [39]. Körülbelül 4000 évvel ezelőtt Huang Ti kínai császár nevéhez fűződik, hogy elsőként ismerte fel az egykor kincses árucikk magas étrendi bevitele és az impulzus keménységének jellemzett negatív egészségügyi következmények közötti kapcsolatot [1].

A magas vérnyomás számos állatmodelljében az étrendi só vagy szükséges, vagy drasztikusan súlyosbítja az artériás vérnyomás emelkedését. A kísérleti hipertónia deoxikortikoszteron-acetát (DOCA) sómodellje például az MC agonista DOCA krónikus kezelésére támaszkodik, és további sóforrás biztosítására, jellemzően izotóniás vagy enyhén hipertóniás sóoldatokra [46-48] (lásd 2. ábra). ). Fontos, hogy a DOCA-kezelés önmagában, standard laboratóriumi rágcsáló-étrenddel kombinálva, alig befolyásolja a vérnyomást, vagy sokkal hosszabb MC-kezelést igényel [47]. A Dahl-sóra érzékeny patkányok, a Sprague-Dawley törzsből kifejlesztett genetikai vonal a NaCl által kiváltott emelkedett vérnyomás kiválasztásával válaszolnak a normál sótartalmú étrendre azáltal, hogy hipertóniássá válnak [49]. Az emberi hipertóniák körülbelül fele sóérzékeny, vagyis a magas diétás sófogyasztásra a vérnyomás nagy emelkedésével reagál. Egyéb manipuláció hiányában bebizonyosodott, hogy a magas nátrium-bevitel önmagában elősegítheti a magas vérnyomást patkányokban, csimpánzokban, sertésekben és afrikai zöldmajomokban [36,50-54]. Emberi és állatkísérletek egyaránt bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy a sóérzékeny magas vérnyomásra való hajlam erős genetikai összetevővel bírhat [52,55-57].

Asztal 1

Példák a népszerű élelmiszerek nátriumtartalmára.

ProductServing SizeNátriumtartalom (mg)% napi érték

Jemima néni eredeti komplett palacsinta és gofri keverék	1/3 csésze	470	20
Bankett Crock Pot Classics házi sertéshús	2/3 csésze	600	25
Campbell sűrített csirkés tészta leves	1/2 csésze	890	37
Szakács Boyardee spagetti és húsgombóc	7,5 oz	820	34
Chex Mix csokoládé teknős keverék	2/3 csésze	230	10.
Vaskos Ragu kerti kombináció	1/2 csésze	520	22.
Egészséges választás paradicsomos bazsalikom és Mozzarella Panini	1 szendvics	600	25
Hostess Kupa sütemények	2 sütemény	580	24.
Hostess Gyümölcstorta - Alma	1 pite	440	18.
Forró zseb Philly steak és sajt	1 darab	740	31
Jack Link eredeti marhahúsága	1 uncia	590	25
Kraft makaróni és sajt	70 g	580	24.
Kraft Ranch öltözködés	2 evőkanál	310	13.
Mr. & Mrs. T Rich & Spicy Bloody Mary	8 oz	970	40
Oberto Classics harapásméretű Teriyaki snackek	5 darab	810	34
Rold arany apró csavar perec	18 perec	420	18.
Sara Lee Virginia márkájú sült sonka	4 szelet	550	23
Stouffer's Chicken a la King	1 csomag	800	33
Tina minőségi pékáruk ínyenc fahéjas tekercs	155 g	315	13.
Súlyfigyelő okosok tűzben sült csirke és zöldség	1 csomag	730	30

Kísérleti nátrium-étvágy

A nátrium-étvágy kiváltása és mechanizmusai

A nátrium-étvágyat gyakran kísérletileg kiváltják az extracelluláris folyadékmennyiség kimerítésével, ami olyan szimpatikus és endokrin válaszok aktiválódását eredményezi, amelyek együttműködve működnek a további térfogatvesztések ellen, és szomjúsággal és nátrium-étvágyzal kapcsolatos viselkedést váltanak ki az elveszett térfogat pótlására [58]. . A nátrium-kimerülés diuretikus szerek (pl. Furoszemid) beadásával, intraperitoneális dialízissel vagy inert kolloidok (pl. Polietilénglikol) injekcióival érhető el a peritonealis üregben vagy szubkután, amelyek nátrium-étvágyat váltanak ki az extracelluláris térfogat közvetlen kimerítésével vagy funkcionálisan az elkülönítéssel extracelluláris folyadék lokalizált ödémás depókban [17,59,60]. A testfolyadék homeosztázisának megzavarása a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer (RAAS) aktiválódásához vezet, amely szintén fontos a kardiovaszkuláris szabályozásban [61,62]. A nátrium-kimerülés ösztönzi a renin aktiválódását, ami végül az angiotenzin II (ANG II) képződéséhez vezet. Az ANG II ezután jelként szolgál arra, hogy az ALDO felszabaduljon a mellékvesekéregből.

Curt Richter [63] először fedezte fel az MC-k fontosságát a testfolyadék homeosztázisának fenntartásában. A mellékvesék műtéti eltávolítása patkányokban bőséges NaCl-oldatok ivásához vezetett. A patkányoknak a sóhoz való hozzáférésének megtagadása étvágycsökkenést, súlyvesztést és halált eredményezett. Richter megfelelően arra a következtetésre jutott, hogy az adrenalektomizált (ADX) patkányokban hiányzó néhány mellékvese-faktor szükséges a nátrium-egyensúly fenntartásához. Néhány évvel később Rice és Richter [64] megállapította, hogy a DOCA, egy mellékvesekortikoid injekciója, amely MC-agonistaként működik, metabolizálódva ALDO -vá alakul, paradox módon növeli az intakt patkányokban a sóbevitelt. A DOCA-t vagy az ALDO-t kapott ép állatok sóoldatot fogyasztanak, annak ellenére, hogy megtartják a nátriumot. ADX patkányokban az MC alacsony (azaz helyettesítő) dózisa csökkenti a nátrium étvágyát, de az adag fokozatos növelése farmakológiai szintig jelentős sóbevitelt eredményez [65].

Az ANG II nátrium-étvágyban betöltött szerepének felfedezése egy körkörös úton történt. Tigerstedt és Bergman [66] azt találták, hogy a nyers vese kivonatok nyomásreakciót váltottak ki az altatott nyulakban. A vesefaktort megfelelően reninnek nevezték el, és évekkel később kiderült, hogy a renin enzimatikus aktivitása végül egy effektor peptid, az ANG II előállításához vezet (a teljes áttekintést lásd [67]). Az ANG II egy oktapeptid, amely közvetlen, erős érszűkítőként működik, és a központi idegrendszeren belül is elősegíti a víz [68,69] és a nátrium bevitelét [70,71]. Az ANG II bolusinjekciói vagy folyamatos központi infúziói serkentik az 1,8% vagy 3% sóoldat nagy mennyiségű bevitelét [70-72], amelyet a lozartán, egy erős 1-es típusú angiotenzin receptor (AT1) antagonista központi infúziója csillapíthat [73].

Epstein és munkatársai [61,74] mind az ALDO, mind az ANG II natriorexigén hatásainak kombinálásának hatásait vizsgálták. Ezeknek a tanulmányoknak az eredményei ahhoz a szinergiahipotézishez vezettek, hogy az ANG II és az ALDO fokozza a nátrium étvágyát, amelyet bármelyik szer önmagában indukál a központi idegrendszerben végzett tevékenységek révén [61,74]. Az ALDO blokkolása az RU-28318 MC receptor antagonistával vagy az ANG II hozzáférhetőségének csökkentése angiotenzin-konvertáló enzim inhibitorral gyengíti a nátrium-kimerülés által kiváltott nátrium-bevitelt [61,62]. Az MC receptorok és az ANG II szintézisének egyidejű blokkolása teljesen blokkolja a kimerülés okozta nátrium étvágyat, bizonyítva, hogy az ALDO és az ANG II kombinációja szükséges a teljes fújó étvágyreakció kifejezéséhez [61].

Íz és nátrium étvágy

Az ízérzék biztosítja a test szájüregi kapuját, amely lehetővé teszi az alapvető tápanyagok és a káros áruk gyors azonosítását. Az édes, savanyú, keserű és sós négy klasszikus ízminőséget a cukorokra, savakra, alkaloidokra és nátriumionokra jellemző receptorok és transzdukciós mechanizmusok biztosítják. Az édes tárgyak (érett gyümölcsök és zöldségek) általában üdvözlők, míg a savanykás és keserű ízeket gyakran mérgező szerekkel (baktériumok terheltjei, romlott étel és növényi alkaloid toxinok) társítják. Nyilvánvaló egy olyan érzékszervi rendszer hasznossága, amely képes gyorsan megkülönböztetni azt, ami valószínűleg előnyös lehet az ingesta miatt, amely valószínűleg betegséget okoz. Az a tény, hogy a négy fő íz-szubmodalitás egyikét a sós anyagok érzékelésére fordítják, tükrözi annak evolúciós jelentőségét, hogy képesek vagyunk azonosítani a nátrium forrásait olyan környezetben, ahol egykor általában kevés volt.

A sóíz-receptorok elsősorban a nyelv elülső részén és a palatális receptorokon helyezkednek el, amelyeket az arcideg chorda tympani (CT) és nagyobb felületes petrosalis (GSP) ágai innerválnak. A nátrium transzdukciója magában foglalja az intracelluláris Na + növelését azáltal, hogy a kation epiteliális típusú nátriumcsatornákon (ENac) keresztül jut be a receptor depolarizálásához, és ezt követően az intracelluláris Na + és Ca 2+ növekedéshez [90]. A nátrium-ízreceptorok depolarizációjának gátlása a nátriumcsatornák amiloriddal történő blokkolásával jelentősen károsítja a nátrium bevitelét a kimerült patkányokban [91-93], és csökkenti a NaCl-val szembeni reakciót a CT-ben és a GSP-idegekben gazdag, patkányokban [94]. Ez a hatás fokozódik, ha CT-transzkcióval vagy CT-plusz GSP-transzkcióval kombinálják [92,95].