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2018年2月12日

阿尔茨海默病是一种能量代谢紊乱吗

研究人员发现了能源生产中断和迟发性阿尔茨海默病发展之间的联系。

由医学博士Kai C. Sonntag和医学博士Bruce M. Cohen领导的由麦克林医院和哈佛医学院组成的研究小组发现,中断的能量产生与迟发型阿尔茨海默病(加载)。研究结果出现在当前的科学报告中。

哈佛医学院精神病学副教授桑塔格(Sonntag)说:“这些发现对于理解和开发LOAD潜在的治疗干预具有一些意义。“我们的研究结果支持这样的假设,即生物能量代谢的多个相互作用组分中的损害可能是这种破坏性疾病的风险和病理生理学的基础和贡献的关键机制。

30年来,人们一直认为小脑中有毒分子的积累,称为β淀粉样蛋白(简称Aβ)是阿尔茨海默病(AD)发展的中心。研究家族性或早发型ADEOAD)的有力证据显示AD患者约占5%,并与突变相关,导致脑内Aβ异常高水平或异常加工。然而,“Aβ假说”不足以解释更常见LOAD的病理变化,影响了美国500多万老年人。

麦克林医院(McLean Hospital)神经精神科研究项目主任,罗伯逊(Robertson)医学院院长科恩(Cohen)说:“由于迟发型阿尔茨海默病是一种年龄较大的疾病,许多年龄的生理学改变可能导致疾病的风险,包括生物能量学和代谢的变化。哈佛医学院斯蒂尔精神病学教授。“生物能学是细胞或器官内部和细胞或器官之间以及环境之间的能量的生产,使用和交换,人们早就知道生物能量的变化随着衰老而发生,并影响到整个身体,但更为重要的是,为能源“。

根据SonntagCohen的说法,人们不太清楚生物能量学有哪些变化是潜在的,哪些是衰老和疾病的后果。

在他们的研究中,SonntagCohen分析了LOAD患者和健康对照的皮肤成纤维细胞的生物能量分布,作为年龄和疾病的函数。科学家研究了在细胞中产生能量的两个主要成分:(1)糖酵解,即葡萄糖转化为燃料分子供线粒体消耗的机制;2)在线粒体中燃烧这些燃料,一个被称为氧化磷酸化或线粒体呼吸的过程。研究人员发现,LOAD细胞表现出线粒体代谢受损,包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)在内的重要能量分子分子减少。尽管不能响应胰岛素类似物IGF-1增加葡萄糖摄取,LOAD成纤维细胞也表现出能量产生向糖酵解的转变。线粒体代谢异常和糖酵解增加的LOAD细胞都是疾病而不是年龄特异性的,而葡萄糖摄取减少和不能对IGF-1产生反应是年龄和疾病的一个特征。

LOAD成纤维细胞缺乏线粒体代谢潜能和糖酵解活性增加以维持能量供应的观察结果表明线粒体衰竭并且符合目前的知识,即老化的细胞日益遭受氧化应激,其损害其线粒体能量产生,“Sonntag说。

科恩补充说,由于大脑的神经细胞几乎完全依赖于线粒体衍生的能量,因此在整个身体中看到的线粒体功能失效可能在大脑中特别有害。

这项研究的结果与其他研究结果相关,即降低能量相关分子(特别是NAD)是正常老化的特征,提示涉及这些分子的过程异常也可能是LOAD等神经退行性疾病的一个因素。是否调节这些化合物可以延缓老化过程,阻止或延迟LOAD的发生尚不清楚。然而,目前正在进行一些临床试验来测试这种可能性。AD的其他变化也是独一无二的,也可能是干预的目标。

虽然这些发现是显着的,但本文的作者强调,LOAD的发病机制是多因素的,生物能学是风险测定的一部分,并且注意到所研究的皮肤成纤维细胞不是受到LOAD影响的主要细胞类型。

Sonntag说:“但是,由于生物能学的变化是全身性的,成纤维细胞的观察也可能与脑细胞有关。“事实上,葡萄糖摄取减少和胰岛素/ IGF-1抵抗等代谢变化可能是各种衰老疾病如Ⅱ型糖尿病和AD之间的关联的基础。

SonntagCohen已经进入后续工作,旨在研究LOAD患者衍生的诱导多能干细胞产生的脑神经细胞和星形胶质细胞中的这些生物能特征,作为衰老和疾病模型。希望这些研究的发现能够进一步揭示生物能量在LOAD发病机制中的作用以及干预的新靶点预防和治疗。

(选自麦肯息讯《医药》)

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