肯塔基大学的科学家发现了一个新原因，解释了为何阿尔茨海默病患者常在记忆丧失出现前就饱受睡眠问题困扰。这项由桑德斯-布朗衰老研究中心的研究人员领导的研究揭示，一种名为tau的蛋白质会“劫持”大脑的能量供应，使大脑陷入过度兴奋的状态，从而阻止恢复性休息。
该研究发表在《npj痴呆症》杂志上，发现tau病理——即破坏阿尔茨海默病患者脑细胞通信的蛋白质缠结——从根本上改变了大脑利用葡萄糖的方式。大脑不再将糖用于产生传统能量，而是将其重新导向生产谷氨酸，这是一种刺激大脑活动的信号分子。
“这就像一个脾气暴躁的幼儿，就是不肯安静下来睡觉，”生理学副教授、该研究首席研究员香农·麦考利博士说。“大脑劫持了所有的葡萄糖，反复生产谷氨酸，使系统保持清醒，阻止它进入深度、恢复性的睡眠阶段，而这一阶段对恢复和记忆形成至关重要。”
对于肯塔基州数千个受痴呆症影响的家庭来说，睡眠中断往往是最棘手的症状之一。睡眠缺失常在正式诊断前数十年就出现，给患者带来巨大痛苦，也给护理人员造成沉重负担。
麦考利解释说，这一发现提供了“煤矿中的金丝雀”，为在肯塔基州老龄化人群中更早识别阿尔茨海默病提供了潜在的新型生物标志物。
“这个项目在实验上非常复杂，由实验室的超级新星莱利·E·伊尔门主导，”麦考利说。伊尔门是麦考利实验室的研究生，也是该论文的第一作者。
“这项工作大约始于四年前，当时我加入麦考利博士的实验室，”伊尔门说。“随着项目的推进，我们开始深入探究机制，并采用了新技术，同时在肯塔基大学和圣路易斯华盛顿大学之间建立了合作，扩大了工作范围。”
麦考利早期的研究为此发现奠定了基础，她将阿尔茨海默病定义为一种生物能量崩溃或能量衰竭状态。此前的工作主要集中在ATP敏感性钾（KATP）通道上，这些通道充当专门的代谢传感器，将血糖水平直接与大脑活动联系起来。研究发现，这些传感器对于血糖波动如何导致β-淀粉样蛋白斑块积累以及破坏睡眠-觉醒周期至关重要。
这种周期性的代谢过程形成了一个循环：疾病导致睡眠中断，而睡眠中断又加重疾病。
虽然先前的研究探讨了大脑如何感知和应对能量，但这项新研究揭示，tau蛋白更进一步，它基本上将大脑的燃料供应“叛变”，将其从传统的能量生产转向持续过度兴奋的状态。这种破坏在大脑的兴奋和抑制信号之间造成了深刻的不平衡。
这一区别对于肯塔基州患有痴呆症的人来说至关重要，因为它表明大脑的引擎并非一定坏了，而是误用了燃料。
“真正令人兴奋的是，这些表型中的一部分似乎是可逆的，”麦考利说。“这意味着你不必重新长出神经元，也不必清除大脑中所有的斑块和缠结，就能挽救睡眠。”
由于研究人员确定了能量所走的特定路径，他们认为现有的药物——如用于癫痫或糖尿病的药物——可能可以用来恢复大脑代谢的和谐。他们希望这些干预措施能够逆转破坏睡眠的症状，并在今天改善生活质量，同时研究人员继续努力寻找长期治愈方法。
与此同时，该团队鼓励人们在夜间积极创造有助于规律、持续睡眠的所有条件，以减缓阿尔茨海默病的进展并防止护理人员倦怠。
“在出现更多疾病修饰疗法之前，强调如睡眠等个体可以修改的因素以降低易感性至关重要，”伊尔门说。“将这些基础科学发现与有意义的公众影响联系起来，对社区尤其重要。”
现在的目标是基于这些发现继续推进。
“也许有办法在不完全治愈的情况下缓解阿尔茨海默病和痴呆症的相关症状，”麦考利说。“我们最终会实现治愈，但短期内，我认为这是一个胜利。”
更多信息：Riley E. Irmen 等人，Tau病理改变葡萄糖代谢以支持皮层过度兴奋、兴奋/抑制失衡和睡眠缺失，《npj痴呆症》(2026)。DOI: 10.1038/s44400-025-00054-8
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