一项针对西洋参根部特定提取物的研究表明，它能保护老年大鼠的大脑连接并改善记忆力。研究人员发现，这种植物补充剂能增强大脑天然的细胞废物处理系统，帮助神经元应对衰老带来的生理压力。该研究发表在《阿尔茨海默病与痴呆症》期刊上。
随着生物体衰老，其细胞逐渐失去清理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，因为神经元需要维持整个生命周期的运作。神经元高度依赖一种微观的废物管理系统来保持结构完整性并顺畅地处理信息。持续清除老化的蛋白质可防止细胞阻塞，并使大脑能够用正常工作的部件替换磨损的组件。
细胞清理工作的核心是被称为溶酶体的细胞器。这些微小、由膜包裹的结构充当着活体回收中心的角色。它们吞噬不需要的细胞碎片，并利用混合的特殊酸性酶将老化的蛋白质分解为基本构件。
当动物衰老导致溶酶体功能失常时，废物会堆积在细胞内。这种内部积累最终会损害脑细胞之间脆弱的连接——即突触。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。
流行病学研究经常将植物性饮食和特定营养补充剂与更好的认知衰老表现联系起来。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能够直接改变大脑的内部废物管理机制。
由生物学家Michael F. Almeida和神经科学家Ben A. Bahr领导的研究团队，重点关注了一种名为组织蛋白酶B的特定溶酶体酶。这种酶的作用类似于分子碎纸机，在有害蛋白质聚集成团并造成突触损伤之前将其切割分解。理论上，增强这种酶的活性可以让脑细胞在生命晚期仍保持最佳功能。
为了研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。他们收集了幼鼠大脑组织，特别聚焦于海马体。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在培养皿中，让神经回路成熟并形成与完整大脑中相似的稳定连接。
随后，科学家们连续三天每天向这些脑部培养物添加不同的植物提取物。测试物质包括西洋参、亚洲参、一种名为婆罗米的印度草药、蓝莓提取物以及一种天然存在于菠萝中的化合物。
处理结束后，研究团队测量了脑组织中活性组织蛋白酶B的化学水平。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将这种蛋白质切割酶的含量提升了中等程度。
西洋参和婆罗米则使活性组织蛋白酶B的量大幅增加，超过200%。接着，研究人员观察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含量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，成为最有效的单一植物补充剂。生物学数据显示，在西洋参样本中存在着强烈的线性关系。分析表明，随着组织蛋白酶B水平升高，突触标志物也随之同步改善。
接下来，研究团队测试了西洋参是否能够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合物故意对实验室脑切片施加压力。这种化合物进入细胞后抑制溶酶体功能，直接模拟了在晚期衰老中观察到的细胞废物积累和突触退化。
未经处理、仅暴露于氯喹的脑切片在测试期间失去了大约一半的突触蛋白。相反，在接受化学压力之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，展现了针对大脑结构衰退的保护特性。
研究人员推测，衰老限制了大脑维持化学平衡状态的能力，导致错误折叠的蛋白质聚集。由此产生的团块物理性地阻塞了神经细胞的内部运输通道，最终使突触缺乏所需物质。通过在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之前阻止衰退进程。
研究人员希望观察这些可观察到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大鼠分为三个不同的年龄组：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。对于该物种而言，二十个月代表相当高龄的年龄，大致相当于人类的高龄老人。
每个年龄组中的一半大鼠连续六周食用含有西洋参提取物的特制饲料颗粒。另一半则食用标准饲料。之后，大鼠完成了一项被动回避任务——一种旨在测量恐惧性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腔室和黑暗腔室的围栏。当它们进入黑暗腔室时，会受到轻微的电击。第二天，研究人员测量大鼠再次进入黑暗腔室所需的时间。
记忆健康的大鼠能轻易记住电击，并选择留在明亮的房间，尽管它们天性偏好黑暗。存在严重认知缺陷的大鼠会忘记之前的负面经历，或者无法将位置与威胁恰当关联，从而很快再次进入黑暗房间。
年轻大鼠轻松记住了电击，完全避开了黑暗房间。食用标准饲料的老年大鼠表现出明显的记忆缺陷，比年轻大鼠更早返回黑暗腔室。
食用西洋参提取物的老年大鼠在记忆测试中的表现比老年对照组好两倍。由于年轻组基线表现很高，其结果在统计学上不显著，但最老的动物经历了显著的认知收益。
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，并识别出特定生物学通路的变化。食用西洋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图谱。
虽然这些结果提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。这种有限的样本量意味着行为结果仅代表初步的概念验证，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。啮齿类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相同的化合物。
未来的化学研究将有必要鉴定西洋参根部中负责增强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靶向疗法或改进的膳食建议，以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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