一项研究发表于《阿尔茨海默病与痴呆症》期刊。该研究发现，西洋参根部的特定提取物能够保护老年大鼠的脑连接并改善其记忆力。研究人员揭示，这种植物补充剂能增强大脑天然的细胞废物处理系统，帮助神经元抵御衰老带来的生理压力。
随着有机体衰老，其细胞逐渐丧失清除受损或错误折叠蛋白质的能力。这种生物学衰退在大脑中尤为突出，因为脑细胞必须维持终生。神经元高度依赖一个微观的废物管理系统来维持其结构完整性并保证信息处理的顺畅。不断清除老旧蛋白质可防止细胞阻塞，使大脑能用工作正常的部件替换已磨损的部件。
细胞清理工作的核心是一种被称为溶酶体的细胞器。这些微小的膜结合结构充当着活的回收中心。它们吞噬不必要的细胞碎片，并使用混合的酸性酶混合物将老旧蛋白质分解成基本构建块。
当溶酶体随着动物衰老而功能失常时，废物材料就会在细胞内堆积。这种内部积聚最终会损害脑细胞之间被称为突触的精细连接。突触损失是正常生物衰老的常见特征，也是阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中记忆衰退的主要驱动因素。
流行病学研究常将植物性饮食和特定营养补充剂与更好的认知衰老联系起来。基于这些关联，北卡罗来纳大学彭布罗克分校和北卡罗来纳大学威尔明顿分校的研究人员希望测试某些植物提取物是否直接改变大脑内部的废物管理机制。
由生物学家Michael F. Almeida与神经科学家Ben A. Bahr领导的研究团队，聚焦于一种名为组织蛋白酶B的特定溶酶体酶。这种酶如同分子碎纸机，在有害蛋白质聚集并造成突触损伤之前将其切断。增强这种酶的活性在理论上可使脑细胞即使在晚年也能保持最佳功能。
为探究膳食植物提取物如何影响这种特定酶，研究团队创建了哺乳动物大脑的活体模型。他们收集了幼年大鼠大脑的组织，特别关注海马体。海马体是负责空间导航、学习和记忆的大脑区域。研究人员将组织切片悬浮于实验室培养皿中，使神经回路成熟并形成类似于完整大脑中的稳定连接。
随后，科学家连续三天每天用不同的植物提取物处理这些脑组织培养物。测试材料包括西洋参、亚洲参、一种名为假马齿苋的印度草药、蓝莓提取物以及一种天然存在于菠萝中的化合物。
处理后，团队测量了脑组织中活性组织蛋白酶B酶的水平。菠萝化合物对溶酶体酶水平完全没有影响，而亚洲参和蓝莓提取物仅适度增加了这种蛋白剪切酶的水平。
西洋参和假马齿苋则将活性组织蛋白酶B的数量大幅提升了超过百分之两百。研究人员随后检查了突触健康的分子标志物。他们发现废物处理酶水平的升高与构成神经元突触发送端和接收端的结构蛋白数量的增加之间存在直接相关性。
在这些实验室实验中，西洋参脱颖而出，成为最有效的植物补充剂。生物学数据显示，西洋参样本间存在强烈的线性关系。分析表明，随着组织蛋白酶B水平升高，突触标志物也同步改善。
接下来，团队测试了西洋参是否能主动保护脑细胞免受急性化学损伤和年龄相关损害。他们使用一种名为氯喹的化学物质有意给实验室脑切片施加压力。这种化合物进入细胞并抑制溶酶体功能，直接模拟了在高度衰老中观察到的细胞废物积累和突触退化。
未经处理的脑切片在暴露于氯喹后，其突触蛋白在测试期内按预期损失了约一半。相反，在接收化学刺激前用西洋参预处理的脑组织保持了其整体结构完整性。这种植物提取物完全阻止了突触标志物的损失，显示出对抗结构性大脑衰退的保护特性。
研究人员推测，衰老限制了大脑维持化学平衡状态的能力，使得错误折叠的蛋白质得以聚集。由此产生的团块会物理性阻塞神经细胞的内部运输通道，最终导致突触因缺乏所需物质而“饿死”。通过在这些阻塞严重损害细胞之前增强溶酶体消化，植物化合物可以在脑细胞开始死亡前阻止衰退。
研究者希望观察这些可测的细胞变化是否能转化为实际的学习和记忆改善。为此，他们组织了一项涉及活体行为动物的小型研究。他们将雌性Fischer大鼠分为三个不同年龄组：三个月大的年轻组、十二个月大的中年组和二十个月大的老年组。二十个月对于该物种而言代表非常高龄，大致相当于人类的老年公民。
每个年龄组中一半的大鼠食用含有西洋参提取物的特制饲料颗粒，持续六周。另一半则食用标准餐食。之后，大鼠完成了一项被动回避任务，这是一种旨在测量基于恐惧的学习和记忆保持的标准行为测试。
在该测试中，啮齿动物探索一个带有明亮室和暗室的围栏。当它们进入暗室时，会受到轻微的足部电击。第二天，研究人员测量大鼠再次进入暗室所需的时间。
记忆健康的大鼠很容易记住电击，并选择留在明亮的房间，尽管它们天生偏爱黑暗。患有严重认知缺陷的大鼠则会忘记之前的负面经历，或未能将位置与威胁正确关联，从而很快再次进入暗室。
年轻大鼠很容易记住电击，并完全避开暗室。食用标准饮食的老年大鼠表现出明显的记忆缺陷，比年轻大鼠更早返回暗室。
与老年对照组相比，食用西洋参提取物的老年大鼠在记忆测试中的表现好两倍。由于基线表现已经很高，年轻组的结果在统计学上不显著，但最年长的动物经历了显著的认知益处。
研究人员分析了这些动物的大脑组织，以了解潜在的分子变化。他们绘制了动物海马体中存在的蛋白质图谱，并识别出特定生物通路的变化。食用人参饮食的老年大鼠在自噬-溶酶体系统和细胞应激反应方面显示出改善的蛋白质谱。
虽然这些结果揭示了植物营养素如何辅助大脑健康的生物学机制，但实验时间线和小样本量存在局限性。活体动物实验是一项小型研究，每个实验组仅包含三只大鼠。这种受限的样本量意味着行为结果代表了初步的概念验证，而非确定的治疗模型。
结果也完全局限于动物模型和实验室组织培养物。啮齿动物中的提取物和生理反应并不直接代表人体如何代谢和利用完全相同的化合物。
未来的化学研究将有必要确定西洋参根中负责提升溶酶体酶活性的确切活性分子。精确定位这些生物活性成分，最终可能使科学家能够开发出靶向疗法或改进的膳食建议，帮助人类患者在衰老过程中维持认知健康。
该研究题为“人参提取物改善突触韧性：健康认知衰老的关键因素”，作者为Michael F. Almeida、Morgan C. Pait、Katherine M. Rentschler、Christopher J. Norton、Karen L. G. Farizatto和Ben A. Bahr。
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