饮酒一直被认为与认知能力下降和痴呆症风险增加有关。但德克萨斯农工大学健康科学中心Naresh K. Vashisht医学院的新研究表明,酒精与阿尔茨海默病之间的关系比之前认为的更为复杂。研究发现,在动物模型中,酒精对阿尔茨海默病相关的两种关键病理过程——淀粉样蛋白β和tau蛋白——产生了不同的影响,而非以相同方式影响所有与阿尔茨海默病相关的脑部变化。
这项研究发表在《神经药理学》期刊上,由神经科学与实验治疗学系教授王军博士实验室的博士后研究员黄宇飞博士领导。研究人员关注酒精如何影响对行为灵活性至关重要的脑回路,行为灵活性是指在情况变化时调整行为的能力。这种能力在成瘾和阿尔茨海默病中常常受损。
黄宇飞表示:"我们开始思考,参与灵活性和适应性的相同回路是否在阿尔茨海默病中也至关重要。"
研究团队研究了一种名为皮质纹状体回路的脑回路,它有助于控制决策和行为灵活性。当这一回路不能正常工作时,人们可能难以适应新信息或变化的环境。
为了测试酒精的影响,研究人员使用了代表不同阿尔茨海默病相关病理特征的动物模型。一种模型基于淀粉样蛋白β,这是一种在大脑中形成斑块的蛋白质。另一种模型基于tau蛋白,这是一种在脑细胞内形成缠结的蛋白质。
他们的发现令人惊讶。
同一回路中的相反效应
酒精以不同方式影响了皮质纹状体回路(一种参与目标导向行为的主要神经通路)的通讯。在淀粉样蛋白β病理的动物模型中,酒精减少了回路中的通讯。而在tau病理模型中,酒精增加了同一回路中的通讯。换句话说,相同的暴露导致了相反的效果,这取决于存在的阿尔茨海默病相关变化类型。
黄宇飞说:"这一发现完全出乎我们意料。我们原本预期酒精会以类似方式使两种情况恶化,但事实并非如此。"
研究人员解释说,淀粉样蛋白β和tau对大脑的影响不同。淀粉样蛋白β病理通常与神经活动异常增加相关,而tau病理则经常与脑细胞间通讯减少相关。基于这些已知差异,研究团队最初预期酒精会将每种模型推向其现有病理方向——在淀粉样蛋白β模型中增加回路通讯,在tau模型中减少通讯。相反,酒精产生了相反的模式,在淀粉样蛋白β模型中减少通讯,而在tau模型中增加通讯。
黄宇飞表示:"结果几乎与我们预期的相反。对我们来说,这突显了生物学中的一个重要原则:结合两个风险因素并不总是产生简单的叠加效应。"
阿尔茨海默病风险并非均一
该研究增进了我们对阿尔茨海默病不是单一、均一病症的理解。不同人可能具有疾病阶段、病理、遗传和生活方式因素的不同组合,这可能会影响大脑对外部因素(如酒精)的反应。
黄宇飞说:"这一点很重要,因为阿尔茨海默病并非均一病症。人们可能在疾病阶段、脑部变化类型、遗传和生活方式因素上存在差异。"
该研究还突显了阿尔茨海默病研究与成瘾科学之间意想不到的联系。王军实验室长期以来一直在研究酒精等物质如何影响与学习和决策相关的脑回路。这些研究表明,物质使用可导致脑灵活性的长期变化,而这种变化在阿尔茨海默病早期也会受到影响。
这种重叠促使研究人员思考酒精是否也可能影响阿尔茨海默病相关的脑部变化。
免疫细胞也可能受到干扰
除了对脑信号的影响外,研究还发现酒精可能会干扰大脑中的免疫细胞,尤其是在淀粉样蛋白模型中。这些称为小胶质细胞的免疫细胞有助于维持大脑健康,并对淀粉样蛋白积聚等疾病相关变化做出反应。
黄宇飞表示:"酒精不仅改变了脑回路功能,似乎还扰乱了大脑中的免疫细胞反应。这可能是酒精导致阿尔茨海默病相关脑功能障碍的一种方式。"
生物标志物可能使情况更清晰
尽管该研究是在动物模型上进行的,但研究人员表示,这些发现对人类健康提出了重要问题。酒精可能不会以相同方式影响所有具有阿尔茨海默病风险的人。已经具有早期疾病相关脑部变化或携带遗传风险因素的人,可能对酒精暴露有不同的反应。
研究团队希望未来的研究将结合淀粉样蛋白、tau和炎症标志物等脑生物标志物来观察人们的饮酒情况。这有助于澄清酒精对已经处于阿尔茨海默病早期阶段的人是否有不同或更强的影响。
目前,该研究增进了我们对大脑健康由生物学、环境和生活方式的组合所塑造的理解。酒精对大脑的影响并非单一,而是可能以比以前认为更复杂的方式与现有条件相互作用。
最终,研究人员表示,目标不仅是更好地了解阿尔茨海默病,还要更好地了解日常暴露如何随着时间的推移塑造大脑健康。
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