Badanie przeprowadzone przez neurobiologa Uniwersytetu Iowa, Johna Wemmiego, dr. i opublikowane w Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) Early Edition ujawnia, że podwyższona kwasowość lub niski poziom pH są związane z zaburzeniami lękowymi, lękiem i depresją. Zmiany w kwasowości mózgu mają kluczowe znaczenie dla normalnej aktywności mózgu.
Wemmie, profesor psychiatrii z UI mówi:
«Interesuje nas idea, że pH może zmieniać się w funkcjonalnym mózgu, ponieważ jesteśmy na tropie receptorów aktywowanych przez niskie pH. Obecność tych receptorów oznacza możliwość, że niskie pH może odgrywać rolę w normalnym funkcjonowaniu mózgu.»
Zgodnie z wynikami badań, mózg potrzebuje białek wyczuwających kwas, aby wywołać normalne reakcje na strach, a także uczenie się i pamięć u myszy. Stwierdził, że chociaż łatwo jest uzyskać zestaw do pomiaru poziomu pH (kwasowości), na przykład w glebie ogrodowej, obecnie nie ma prostych testów, które mogłyby zmierzyć zmiany pH w mózgu.
We współpracy z Vincentem Magnotta, Ph.D., profesorem nadzwyczajnym radiologii, psychiatrii i inżynierii biomedycznej, zespół opracował i ocenił nowatorskie, nieinwazyjne podejście do identyfikacji i monitorowania zmian pH w żywych mózgach.
Ich nowatorska technika obrazowania MRI zapewnia obecnie najlepszy dowód, że zmiany pH rzeczywiście zachodzą w normalnych, nienaruszonych funkcjach mózgu człowieka, w szczególności w wykrywaniu globalnych zmian poziomu pH mózgu u myszy. Odkryli, że sygnał wzrósł podczas wdychania dwutlenku węgla, obniżając poziom pH mózgu, co czyni go bardziej kwaśnym, podczas gdy iniekcje wodorowęglanów obniżały sygnał MRI, podnosząc poziom pH mózgu. Związek między sygnałem a pH był liniowy w badanym zakresie.
Co istotne, wydaje się również, że test wykrywa zlokalizowaną aktywność mózgu. Zespół przeprowadził klasyczny eksperyment, który aktywuje dany region w mózgu związany z widzeniem, prosząc uczestników o pokazanie migającej szachownicy. Zauważyli, że metoda MRI wykazała spadek poziomu pH w tym konkretnym regionie.
Magnotta, ekspert w opracowywaniu technik obrazowania mózgu metodą rezonansu magnetycznego (MRI), mówi: «Po pierwsze, mamy technikę, która według nas może mierzyć zmiany pH w mózgu, a po drugie, ta technika oparta na MRI sugeruje, że zmiany pH występują z funkcją mózgu.»
Wemmie dodaje: «Wyniki potwierdzają nasz pierwotny pomysł, że aktywność mózgu może zmieniać lokalne pH w ludzkim mózgu podczas normalnej aktywności, co oznacza, że zmiana pH w połączeniu z receptorami wrażliwymi na pH może być częścią systemu sygnalizacji, który wpływa na aktywność mózgu i funkcje poznawcze.»
Nowa technika może również oferować nową alternatywę dla badań nad mózgiem. Funkcjonalny MRI (fMRI) obecnie mierzy aktywność mózgu poprzez wykrywanie sygnału spowodowanego przez poziomy tlenu we krwi przepływającej do aktywnych regionów mózgu. Nowa metoda reaguje na zmiany poziomów pH bez wpływu na zmiany w utlenianiu krwi, podczas gdy fMRI nie jest w stanie reagować na zmiany poziomu pH.
Wemmie stwierdza: «To, co pokazujemy, to nasza metoda wykrywania aktywności mózgu, prawdopodobnie zależy od zmian pH i, co więcej, różni się od sygnału mierzonego przez fMRI, co daje nam kolejne narzędzie do badania aktywności mózgu.»
Jego wcześniejsze badania wykazały, że zmiany pH mogą odgrywać pewną rolę w niektórych chorobach psychicznych, takich jak lęk i depresja. Nowa technika może umożliwić Wemmie i jego zespołowi dalsze badanie wpływu zmian pH na te warunki.
Na koniec dodaje:
«Aktywność mózgu jest prawdopodobnie różna u osób z zaburzeniami mózgu, takimi jak zaburzenia afektywne dwubiegunowe lub depresyjne, co może znaleźć odzwierciedlenie w tej metodzie. A co najważniejsze, czy ten sygnał może być nieprawidłowy lub zaburzony w chorobach psychicznych? Jeśli tak, to może być celem manipulacji i leczenia?»
Nowe Badania i Odkrycia w 2024 roku
W 2024 roku badania nad wpływem pH na funkcje mózgu nabrały nowego wymiaru. Najnowsze dane wskazują, że zmiany kwasowości mogą nie tylko wpływać na zaburzenia psychiczne, ale także na ogólne zdrowie mózgu. Badania przeprowadzone przez zespół z Uniwersytetu Stanforda pokazały, że pH w mózgu może mieć istotny wpływ na neurogenezy, czyli proces tworzenia nowych neuronów.
W szczególności, stwierdzono, że wyższe poziomy kwasowości mogą hamować ten proces, co może prowadzić do długoterminowych konsekwencji dla zdolności poznawczych. Dodatkowo, badania nad pacjentami z chorobą Alzheimera wykazały, że zmiany pH mogą być wczesnym wskaźnikiem postępu choroby, co otwiera nowe możliwości diagnostyczne.
Wzmożona uwaga badaczy na to zagadnienie skutkuje także nowymi metodami terapeutycznymi, które mają na celu stabilizację pH w mózgu, co może przynieść korzyści dla osób z zaburzeniami lękowymi i depresją.
Oczekujemy, że te odkrycia przyczynią się do lepszego zrozumienia związku między kwasowością a funkcjami mózgu, a także do opracowania innowacyjnych strategii terapeutycznych, które poprawią jakość życia pacjentów.
