康奈尔大学威尔医学院的一项新的临床前研究报道称,高血压在血压升高到可检测水平之前,就已经开始破坏大脑中的血管、神经元和白质。这些早期损伤可能有助于解释为什么高血压与认知障碍(包括血管性认知障碍和阿尔茨海默病)密切相关。
这项发表在11月14日《神经元》杂志上的研究表明,高血压可以在单个脑细胞内触发基因表达的早期变化。这些变化可能会损害思维和记忆能力,为同时控制血压和保护脑健康的治疗方法打开了大门。
已知高血压患者与无此状况的人相比,出现认知问题的风险高出1.2至1.5倍,但这种关联的生物学原因一直不明。常见的高血压药物可以成功控制高血压,但通常对认知功能益处甚微。这种模式表明,大脑血管的损伤可能独立于血压升高而发生。
资深作者、康奈尔大学威尔医学院菲尔家族脑与心智研究所所长、神经科学教授兼安妮·帕里什·蒂策尔神经病学教授科斯坦蒂诺·亚代科拉博士(Dr. Costantino Iadecola)表示:"我们发现,在小鼠中诱导高血压仅三天后——血压升高之前——负责认知障碍的主要细胞就受到了影响。归根结底,涉及的因素不仅仅是血压调节失调。"
康奈尔大学威尔医学院神经科学博士后研究员安东尼·帕乔尔科博士(Dr. Anthony Pacholko)共同领导了这项研究。
通过先进技术揭示的细胞脆弱性
亚代科拉博士团队早前的工作表明,高血压可以全局性地破坏神经元功能。现在,新的单细胞分析工具使研究人员能够详细检查不同脑细胞类型在分子水平上的反应。
为了在小鼠中模拟高血压,研究团队使用了血管紧张素激素,它以与人类高血压相似的方式升高血压。他们在血压升高前的第三天和血压升高且认知问题明显时的第42天,分析了各种脑细胞的变化。
在最初三天内,内皮细胞、中间神经元和少突胶质细胞中出现了明显的基因表达变化。构成血管内壁的内皮细胞显示出加速衰老的迹象,包括能量代谢降低和衰老标志物增加。研究团队还观察到血脑屏障的早期削弱,血脑屏障通常调节营养物质流入大脑并防止有害物质进入。帮助平衡兴奋性和抑制性神经信号的中间神经元也受到损伤。这种不平衡类似于阿尔茨海默病中观察到的早期模式。
产生髓鞘以绝缘神经纤维的少突胶质细胞,表达的维持和再生髓鞘所需的基因减少。当这种支持下降时,神经元最终失去有效通信的能力。到第42天,出现了更多的基因表达变化,与可测量的认知衰退相对应。
帕乔尔科博士说:"高血压引起的早期变化的程度相当令人惊讶。了解高血压在疾病最早阶段如何在细胞和分子水平上影响大脑,可能为找到潜在阻断神经退行性的方法提供线索。"
当前降压药物可能的保护作用
一种已经用于治疗高血压的药物氯沙坦(losartan),抑制血管紧张素受体。亚代科拉博士说:"在一些人类研究中,数据显示血管紧张素受体抑制剂可能比其他降低血压的药物对认知健康更有益。"在他们的实验中,氯沙坦逆转了小鼠模型中内皮细胞和中间神经元的早期高血压相关损伤。
亚代科拉博士表示:"高血压是导致心脏和肾脏损伤的主要原因,可以通过抗高血压药物预防。因此,无论认知功能如何,治疗高血压都是优先事项。"
亚代科拉博士的团队目前正在研究高血压引起的小血管加速衰老如何导致中间神经元和少突胶质细胞功能障碍。最终,他们希望找到最有效的策略,以预防或逆转与该状况相关的长期认知后果。
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