合理飲水延緩老年認知損傷
來源:中國科學報 發布時間:2014-01-07
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■中國科學報記者 王晨緋
“合理飲水應該成為預防老年癡呆癥的重要建議。”赫榮喬辦公室桌上足有1升容量的飲水杯吸引了記者的注意力。赫榮喬特意用它來提醒自己注意飲水。
來自中國科學院生物物理研究所腦與認知科學國家重點實驗室的研究員赫榮喬,通過在醛類代謝慢性失衡導致的老年認知損傷上的一系列科研工作,得到了一些令人感興趣的結果。
“這些改變了我飲水習慣的結果,應該被更多的人知曉。”赫榮喬現在每天清晨起來都會喝一大杯溫開水,白天也會按規律補充水分。
赫榮喬早年畢業于瀘州醫學院,曾在英國劍橋大學、布里斯托爾大學等處研究學習,其研究組主要研究方向是人類神經Tau蛋白結構與功能及其與老年癡呆癥關系的研究,除此之外還開展了脊椎動物中樞神經系統發育基因調控的研究工作,在視覺系統發育、眼睛極性的形成方面獲得了一些有意義的結果。
甲醛代謝慢性失調
阿爾茨海默氏癥危險因素之一
老年癡呆癥(AD)是德國醫生阿爾茨海默最先發現的一種腦神經疾病,也叫阿爾茨海默氏癥。Tau蛋白是一種微管結合蛋白,人類發現和研究它已近30年。有研究表明AD患者腦中存在大量異常聚積的Tau蛋白。AD患者腦中Tau蛋白總量多于正常人,且正常Tau蛋白減少而異常過度磷酸化Tau蛋白大量增加,形成神經纖維纏結。
“AD患者的腦內β-淀粉樣蛋白在神經元細胞外異常沉積形成的老年斑。隨著病情加重老年斑越來越多,異常磷酸化Tau形成的神經纖維纏結也越來越嚴重。”赫榮喬的研究團隊開始尋找導致蛋白質沉積的因素,“我們發現了人體內源甲醛隨著年齡增加濃度增加。然后,我們采用小鼠和大鼠驗證了腦內的甲醛,也隨其月齡的增加而增加。”
甲醛是最簡單的醛類分子,化學性質活潑,具有強烈的毒性。眾所周知,甲醛作為重要的有機交聯劑被應用于涂料、木材加工、紡織品染色、消毒劑、固定劑、防腐劑等各個方面。
人們往往談醛變色,殊不知所有生物包括人類機體自身也能產生甲醛。
近年來的研究表明,每一個活細胞都能產生甲醛,而且人體內甲醛的產生與代謝可能是多途徑的。細胞核內產生的甲醛主要來自于DNA 甲基化和脫甲基化,另外細胞器如線粒體、內質網、過氧化物體等也產生甲醛。氨基脲敏感性胺氧化酶以及脂質過氧化是體內產生甲醛的另一些途徑。
“機體自身產生的甲醛被稱為內源甲醛。隨著老齡化,當能量代謝失衡、脂質過氧化、應激狀態等異常情況下,血液中的甲醛濃度會升高。”赫榮喬說。需要強調的是,近年來的研究顯示,幾乎所有阿爾茨海默氏癥患者,都存在“慢性脫水”體征。老年癡呆癥病人之所以都十分消瘦,慢性脫水是其重要原因之一。
研究組的動物實驗發現,機體脫水可以導致內源甲醛濃度顯著升高。低濃度甲醛可以導致神經細胞突起萎縮。他們給小鼠注射甲醛后,小鼠記憶力減退,空間記憶出現損傷。另外,甲醛還使得突觸功能沉默,并觸發Tau蛋白異常磷酸化和分子聚積。
“因此,當人體內甲醛含量異常升高,可以造成重要系統特別是中樞神經系統的損傷。甲醛對神經系統造成的損害可表現為學習、記憶、情感狀態等方面的障礙。”赫榮喬通過小鼠的急性和亞急性實驗都肯定了甲醛的神經毒性作用,甲醛暴露會引起小鼠腦的形態發生改變。大鼠甲醛暴露后,尋找水迷宮路線的能力發生障礙。
赫榮喬認為,內源性甲醛含量的長期升高,將造成中樞神經系統慢性損傷,這可能是散發性老年癡呆的重要危險因素之一。
合理飲水
降內源甲醛妙法
赫榮喬的實驗室通過一系列實驗顯示,正常人血甲醛隨老齡化有逐漸升高的趨勢。通過調查結果他們還發現,尿甲醛濃度隨阿爾茨海默氏癥的嚴重程度而增高。
“這個結果提示患者的尿甲醛濃度與認知損傷呈正相關。”赫榮喬繼續說:調查50例病人中,患者尿甲醛濃度高于正常水平。癡呆伴高血壓與單純性高血壓患者相比,尿甲醛濃度之間具有顯著性差異。癡呆伴糖尿病與單純性糖尿病患者的尿甲醛濃度亦存在顯著性差異。
而通過荷蘭一家醫療機構的尸檢結果顯示,癡呆患者海馬內甲醛濃度高于正常對照組,患者皮層甲醛濃度也有異常增高的趨勢。
根據諸多證據,赫榮喬課題組提出了“內源甲醛的代謝失調造成的慢性損傷,可能是散發性老年性癡呆發病過程中的重要病因之一”學說,即“甲醛應激”可能是造成中樞神經系統慢性損傷的分子細胞機制。
“最近幾年的研究表明,如果只注重臨床期病人的研究,那么阿爾茨海默氏癥的病程發展是不可阻擋的。如果我們能夠將研究窗口前移,注重臨床前期的研究,就可能給科學家一個機會,如果對老年癡呆的早期進行基礎研究及合理干預,處于臨床前期的病人在一定程度上就有可能得到有效治療。”赫榮喬的研究表明甲醛引起的慢性認知功能損傷周期較長。
從老年認知功能輕度損傷前期,到認知功能輕度損傷,最后進入阿爾茨海默氏癥期將持續15~20年。目前尚無治療阿爾茨海默氏癥的特效藥,防治性措施是延緩老年癡呆癥的進程。
“既然如此,我們需要好辦法來降低體內甲醛的濃度。”赫榮喬曾在川藏地區當過醫生,他希望找到一個讓普通百姓也能受惠的辦法。
他和研究團隊的成員對人們一日的三個時刻的尿液進行監測后發現:晨尿的甲醛含量明顯高于午間和睡前。
他們進一步的實驗表明,清晨飲水,可以明顯降低體內甲醛濃度及其他代謝產物。起到有效清除體內代謝產物的作用。那些早晨沒有飲水習慣的人,體內蓄積的甲醛濃度相對顯著較高。也就是說,清晨飲水,非常重要。
“如此一來,降低早晨的甲醛濃度,對于預防腦及認知損傷具有潛在的重要意義。”他說。
甲醛主要通過酶促途徑在體內降解: 由甲醛轉化成甲酸,甲酸進一步降解,一方面轉化為CO2 呼出體外;另一方面轉化為水隨尿液排出。
“水是最便宜的東西,合理飲水雖然尚未確定是否能夠對延緩老年癡呆癥的發生發展有效,但是,合理飲水的習慣能夠降低體內甲醛及其他有害代謝產物濃度,已經是一個不爭的事實。因為從發病的一般規律來看,阿爾茨海默氏癥屬于腦慢性代謝性疾病。”因此,即使只是一個小的建議,如果能得到大家認可并實踐,赫榮喬領導的實驗室的一系列科研工作也找到了原動力。
在學術界看來,該成果的價值不僅能夠指導健康的生活習慣,更為提出和研究可能為老年癡呆癥的臨床輔助診斷以及藥物的設計提供了新思路。