失眠问题在最终发展为阿尔茨海默病的人群中,常常比更明显的症状出现得早得多,但这是为什么呢?一项新研究提供了一个重要线索,与伴随阿尔茨海默病出现的有毒tau蛋白在大脑中的积累有关。
已知这些tau蛋白缠结会损害脑细胞,并破坏它们之间的通信,导致通常与阿尔茨海默病相关的一些认知和记忆问题。
这项新研究由美国肯塔基大学的一个团队领导,研究人员发现了另一件事:tau蛋白可以实质性地“劫持”大脑的能量供应,使神经元过度兴奋,并使大脑更难入睡。
研究人员利用小鼠的tau相关疾病模型表明,当tau蛋白异常积累时,大脑不会以正常方式利用糖来产生能量,而是产生谷氨酸——一种刺激神经元并帮助我们学习和记忆的神经递质。
像tau蛋白一样,谷氨酸通常是有益的,但过量会使大脑保持高度警觉——这让人难以入睡。一种可能性是,这是大脑在tau蛋白开始造成破坏时,为了保持运转而采取的某种紧急应对措施。
“就像一个任性的小孩,就是不肯安静下来睡觉,”首席研究员、肯塔基大学的生理学家香农·麦考利说。“大脑劫持了你所有的葡萄糖,一遍又一遍地制造谷氨酸,让系统保持清醒,阻止它进入恢复和记忆形成所必需的深度恢复性睡眠阶段。”
大脑组织样本中的tau蛋白缠结。(Mikael Häggström, M.D./公共领域)
重要的是,研究人员在tau蛋白开始出现功能障碍的早期阶段就注意到了这种劫持现象,甚至在它开始大量聚集之前。这也许可以解释为什么睡眠不佳常常比阿尔茨海默病早出现多年——不过也值得记住,这项研究只观察了小鼠的大脑。
过去的研究已将阿尔茨海默病与脑细胞中产生能量的化学通道问题联系起来。关于该病症的主流理论之一是,这些通道正确读取血糖水平并对其做出反应的能力出现问题,可能会促发阿尔茨海默病的进展。
在这里,研究人员提出,tau蛋白缠结参与了将大脑的能量供应推至超负荷状态,重新路由“燃料”,并打破了兴奋与抑制之间的平衡。
这里存在一个循环过程:阿尔茨海默病会扰乱睡眠,然后睡眠不佳又会加重疾病。但认识到这一循环可能有助于科学家打破它。
研究人员建议,现有的调节脑代谢的药物,例如用于治疗癫痫或2型糖尿病的药物,可以抑制这种过度活跃,帮助患者改善睡眠。这反过来又可能延缓疾病的进展。
“真正令人兴奋的是,这些表型中有些似乎是可逆的,”麦考利说。“这意味着你不需要再生神经元,也不需要清除大脑中所有的斑块和缠结就能挽救睡眠。”
这项研究也进一步证明了阿尔茨海默病在病因和后果方面的复杂性。
任何有效的阿尔茨海默病治疗很可能都需要解决大脑中多个出错的过程——而且很可能还包括身体其他部位的异常,例如该疾病已多次被证实与肠道炎症有关。
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与此同时,我们了解的阿尔茨海默病风险因素越来越多,其中许多与生活方式选择相关。
“在出现更多疾病修饰治疗手段之前,强调像睡眠这样的、个体可以自行调整以降低脆弱性的因素至关重要,”肯塔基大学的生理学家莱利·艾尔曼说。“将这些基础科学发现与有意义的公众影响联系起来,对社区尤为重要。”
该研究已发表在《npj痴呆症》期刊上。
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