在一项历时近十年的重大研究中,哈佛医学院的研究人员发现了可能解开阿尔茨海默病与大脑衰老诸多谜团的关键——这种不起眼的金属元素就是锂。锂作为治疗双相情感障碍和抑郁症的情绪稳定剂早已为人所知,尽管1970年才获得美国食品药品监督管理局批准,但医学界对其应用已有近百年历史。
现在,研究人员首次证实锂以微量形式自然存在于人体,并且细胞正常运作需要其参与,其作用机制与维生素C或铁元素相似。研究表明锂在维持大脑健康中扮演着关键角色。周三发表在《自然》期刊的研究显示,通过给正常小鼠喂食低锂饮食,其大脑会出现炎症反应并呈现加速衰老的特征。而在特制的阿尔茨海默病模型小鼠中,低锂饮食加剧了β淀粉样蛋白斑块和tau蛋白缠结的形成——这些正是阿尔茨海默病的标志性病理特征,同时还会加速记忆丧失过程。
研究团队发现,当维持老年小鼠体内正常锂水平时,能够有效预防阿尔茨海默病相关的脑部病变。若后续研究能验证这些发现,将为这种影响美国670万老年人的疾病带来新的治疗方案和诊断检测手段。
该研究提供了一个统一的理论框架,帮助解释科学家数十年来难以拼接完整的阿尔茨海默病拼图。领导这项研究的哈佛医学院遗传学教授布鲁斯·扬克纳(Bruce Yankner)指出:"这是导致痴呆前大脑多系统退化的潜在共同机制候选者。虽然需要更多研究验证这是主要通路还是若干通路之一,但现有数据已非常引人注目。"
《自然》期刊同期发表的评论指出,这项研究"提供了令人信服的证据,证明锂确实具有生理作用,且正常衰老过程可能损害大脑对锂水平的调节能力"。研究团队通过人类和动物脑组织的详细分析,结合基因层面的调查,发现了具体的机制:β淀粉样蛋白斑块会与锂结合并固定,当大脑健康运转时,作为"废物管理者"的小胶质细胞会清除β淀粉样蛋白。但在锂缺乏时,这些细胞清除β淀粉样蛋白的能力显著下降。
扬克纳认为这形成了恶性循环——β淀粉样蛋白积累会结合更多锂,进一步削弱大脑清除能力。研究人员测试不同锂化合物后,发现乳清酸锂不会与β淀粉样蛋白结合。当给脑内出现阿尔茨海默病迹象的小鼠补充乳清酸锂时,其β淀粉样蛋白斑块和tau蛋白缠结减少,这些小鼠重新表现出正常的空间导航和新物体识别能力,而对照组小鼠的认知缺陷无改善。
虽然锂在自然状态下是柔软的银白色金属元素,普遍存在于食物和水中,但其改善情绪的作用机制尚未完全阐明。历史上,7Up饮料最初配方就含有锂元素,曾作为解酒剂和情绪提升剂推广。某些富含锂的温泉甚至成为热门疗养地。然而需注意,处方剂量的锂可能引发甲状腺或肾脏毒性,但实验显示小鼠服用低剂量乳清酸锂未出现损伤迹象。
扬克纳强调:"小鼠研究不能直接应用于人类,目前数据均基于动物实验。我们需要确定人体适用剂量。"目前人体内的正常锂浓度仅为治疗双相情感障碍剂量的千分之一。该研究主要由美国国立卫生研究院资助,研究团队成员均声明无商业利益关联。早期研究已显示锂元素与抗衰老的潜在关联——2017年丹麦研究发现饮用水锂含量较高人群痴呆诊断率更低,2022年英国研究也证实处方锂人群阿尔茨海默病风险降低约50%。
研究团队通过检测拉什大学脑库收集的老年人脑组织和血液样本,发现认知障碍或阿尔茨海默病患者的锂水平持续低于正常人。这种现象如同"关键证据",促使研究人员设计实验去除小鼠饮食中的锂。仅将自然锂水平降低50%的小鼠,其大脑就迅速出现阿尔茨海默病特征,神经元开始退化,脑部免疫细胞引发炎症并损害神经元维护功能。基因表达谱分析显示锂缺乏小鼠与阿尔茨海默病患者具有相似特征。
虽然具体机制尚不明确,但研究显示早期阶段大脑从血液中摄取锂的能力下降可能与饮食摄入减少、遗传和环境因素相关。日常锂元素主要来源包括绿叶蔬菜、坚果、豆类以及姜黄、孜然等香料,某些矿泉水也富含锂元素。扬克纳指出,许多已被证明能降低痴呆风险的健康食品可能正是因其锂含量发挥作用。
值得注意的是,尽管研究显示希望,但扬克纳警告公众不要自行服用锂补充剂:"目前所有数据均基于动物实验,人体试验尚未开展。"研究团队希望尽快启动锂盐的毒性试验,强调在获得确切人体试验结果前,不应擅自进行自我治疗。
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