神经元能量缓解老年和阿尔兹海默?如何提高神经元能量,促进自噬?
- - 阅 33最近一个热搜,黄渤说自己很可能老年痴呆,因为自己父母都痴呆,害怕遗传。
其实痴呆可能和一家人饮食习惯一样有关系,痴呆和炎症,胰岛素抵抗,线粒体供能障碍,等等息息相关。
老年痴呆的病人,年轻时思维、记忆、认知能力都是很好的,也没有哪个研究认为这些人智商有缺陷,只是疾病影响了他们的大脑。
图源everydayhealth.com
看上去老年痴呆似乎主要是因为衰老,年龄确实是阿尔兹海默症的最大危险因素,但至今年龄相关的机制还不清楚。
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最近,美国加州大学尔湾分校(UC Irvine)发现了一种新的非药物疗法,能够使衰老的脑细胞重新恢复活力。①
这种新型非药物疗法可以清除与阿尔茨海默病相关的有害蛋白质积聚,也就是淀粉样蛋白β (Aβ),从而对阿尔兹海默症起到改善作用。
阿尔兹海默症和神经元能量缺陷
衰老和与年龄相关的疾病,与能量供应下降、供需失衡密切相关。
→细胞能量分子ATP>P
人体中供应能量有两种高能分子 ATP 和 GTP,ATP 由糖酵解产生,是细胞主要的供能物质。
GTP 水解产生的能量与 ATP 水解相同,但由于特定酶的选择性,GTP 的用途与 ATP 不同。②
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GTP是蛋白质合成和囊泡运输等多种细胞过程的主要调节因子,涉及内吞作用和自噬。
GTP 的细胞来源主要是酶促反应将 ATP 转化为 GTP,细胞中的 GTP 浓度平均比毫摩尔 ATP 低十倍。
→ATP能量供应不足,导致痴呆
ATP 和 GTP 的合成都依赖于 NAD+/NADH 的氧化还原,NAD 和 NADH 随年龄减少,这可能会损害 ATP 和 GTP 的合成。
在衰老的大脑中,ATP 水平随着年龄的增长而下降,从而影响认知。
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ATP 主要在线粒体中发生,数十年的研究表明,阿尔茨海默病患者的线粒体与非患者的线粒体不同,随后的研究显示了功能缺陷。③
线粒体是人体内能量的“发电站”,它可以介导、驱动或促成各种阿尔茨海默病理,很多研究认为线粒体功能障碍是一个合理的治疗靶点。
→GTP供应不足
大脑其实是个非常消耗能量的器官,海马体和内嗅皮层对记忆和学习可塑性有非常高的能量需求,而且可能会产生高水平的 ROS。④
这就需要对蛋白质稳态进行强大的自噬控制,主要由 GTP 提供动力。
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但这个过程能量从哪里来?是 GTP 的水解提供能量,GTP 供应的障碍可能会影响清除与年龄相关的淀粉样蛋白。
→淀粉样蛋白积累
淀粉样蛋白假说认为随年龄增长,淀粉样蛋白 β 和 tau 蛋白在神经元累积,增加了阿尔兹海默的风险。
神经元内淀粉样蛋白是不溶的,它的积累对神经炎斑块的形成非常重要。

细胞内 Aβ 聚集不溶性“长 Aβ”肽的途径许多人认为,细胞外淀粉样蛋白或活性氧(ROS)损伤积累,最终会达到痴呆的临床阈值。
但是,基于此有研究做了小鼠模型,和人类抗淀粉样蛋白或抗氧化疗法,都没有发现这个阈值。
所以一个新的理论认为,线粒体功能和供应的能量是有限的,能量供应不足,管理淀粉样蛋白稳态、炎症、ROS的能量就会更少。⑤
如何提高神经元能量,促进自噬?
我们现在知道,如果没有足够的能量来执行自噬,自噬就会受到抑制,而随着年龄增长,神经元能量会越来越不足。
→NAD+前体,提高能量水平
越来越多的证据表明,NAD+/NADH 可用性随着年龄的增长而降低。
烟酰胺,烟酸等NAD+的前体,通过苹果酸穿梭和线粒体转氢酶迅速转化为 NADH,以建立氧化还原平衡并增强氧化磷酸化。
因此,使用nad+前体进行增强,可能会改善氧化还原失衡,与年龄相关的能量缺陷。
加州大学这项研究就是这样,通过用烟酰胺治疗以提高 NAD+ 水平,当然还不只如此。
→EGCG抗氧化,提高能量水平
除了烟酰胺,研究人员还用表没食子儿茶素没食子酸酯,简称 EGCG 处理来参与 Nrf2 信号传导和氧化还原平衡。
当衰老的神经元仅用烟酰胺和 EGCG 处理 24 小时后,GTP 水平便恢复至年轻细胞常见的水平。
EGCG 是绿茶提取物中发现的最具生物活性的多酚,是一种 Nrf2 激活剂。⑥
EGCG 还通过诱导 Sirt1 激活自噬途径,对神经毒性发挥保护作用。
神经元能量,缓解老年和阿尔兹海默
所以这项研究的过程还是非常清晰的,用 NAD+前体和 EGCG 补充衰老神经元,24 小时就将 GTP 水平恢复到年轻水平。
烟酰胺和 EGCG 还激活参与细胞运输的关键 GTP 酶 Rab7 和 Arl8b,并激活内吞作用和溶酶体消耗进行自噬,有效清除淀粉样蛋白 β 聚集体。
同时,能量恢复后可以用于其他过程,比如抑制氧化应激,氧化应激是导致神经退行性变的另一个因素,也减少了。
这就提醒我们,可以通过外部补充 NAD+前体和内部 Nrf2 一起作用,恢复老年或阿尔兹海默症的神经元能量。
关键的瘦龙说
关于痴呆,我们之前写过很多文章,感兴趣的可以去搜索看看。
看完这个研究,可能我们要增加nad+前体了。
当然,这项研究也有局限性,比如他们使用体外单层神经元来模拟代谢功能障碍,这可能无法反映体内环境的复杂性。
但这依然具有极大的意义,在此之前,研究一致认为年龄是阿尔兹海默的重要发展因素,但是始终找不到直接证据。
但是抗淀粉样蛋白或抗氧化疗法都没有确定阈值,这项研究提供了一种新的思路,也许并不是淀粉样蛋白或者自由基的含量太高。
而是随着人们年龄的增长,大脑神经元能量水平大幅下降,这限制了去除有害的蛋白质和受损成分的能力。
虽然有害物质不一定很多,但是因为无法及时清除,一点点累积伤害,最终导致了神经退行性疾病。
EGCG 加烟酰胺快速激活 Nrf2,以诱导平衡的氧化还原反应,其实,不只是这两种有作用,有类似功能的成分都可以。
NAD+ 激活剂,加上姜黄、白藜芦醇、萝卜硫素,可激活 Nrf2 并减轻氧化还原应激。
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