吃出老年痴呆
到2050年,全球阿尔茨海默症患者将达到1.15亿。
定期锻炼可使患阿尔茨海默症的风险减少40%。
35.7%的美国人身体肥胖,这增加了他们患阿尔茨海默症的风险。热爱吃甜食的人注意了:高热量的食物不但有害身体,还可能诱发老年痴呆症。而研究者发现,老年痴呆症有可能是另一种形式的糖尿病。
苏珊妮·德·拉·蒙蒂的老鼠看上去有些不知所措,昏头昏脑,它们在一个环形的水迷宫———测试老鼠记忆力的常用工具———里很快就迷失了方向,不知道要如何找到隐藏在水下的安全平台。于是它们毫无目的地到处乱窜。“它们患有痴呆症,无法学习或记忆,”德·拉·蒙蒂说。她是美国布朗大学的神经病理学家。
仔细观看她的老鼠的大脑可以发现严重受损的痕迹。负责记忆的区域布满粉红色块状物质,就像攀岩壁上一块块突出的岩石,而很多的神经元因为塞满了有毒蛋白而受损,失去了原有的形状和相互之间的联系,濒临死亡。
这样的变化是阿尔茨海默症(俗称老年痴呆)的典型特征,然而导致它们出现的原因却令人惊讶。德·拉·蒙蒂切断了老鼠大脑对胰岛素信号的接收。胰岛素是一种控制血糖水平的激素,同时它也对脑部信号连接起到重要作用。德·拉·蒙蒂切断了胰岛素与老鼠神经元之间的通道,结果引发痴呆症。
对胰岛素不敏感是二型糖尿病的典型症状,表现为肝脏、脂肪和肌肉细胞无法对这种激素做出反应。德·拉·蒙蒂的研究结果让一些研究者推测,也许阿尔茨海默症其实是另一种形式的糖尿病———主要作用于脑部。甚至已经有人将其称为三型糖尿病。
如果他们的推测正确———越来越多的证据显示如此———将暗示着令人不安的结果。科学家们已经知道高热量的食物会破坏身体对胰岛素的反应,那么每次食用汉堡、薯条都等于在毒害我们的大脑。二型糖尿病患者、已经对胰岛素产生抵抗的人风险尤其高。“现在是二型糖尿病高发的时代,如果按照目前的发病率,可能很快演变为流行性老年痴呆,”纽约大学的伊万·麦克内说,“这将对医疗系统构成巨大的挑战。”
这一切表明了通过健康饮食和锻炼减少患老年痴呆风险的重要性。甚至可能通过针对胰岛素抵抗问题,逆转或至少延缓阿尔茨海默症患者的症状。这将意味着可能出现找到治疗这种至今让人束手无策的疾病的方法。
对阿尔茨海默症的新认识实在是太及时了。单单在美国该病的患者已达540万,仅2011年,这些病人的医疗看护费用就达到1300亿美元。全球有3600万阿尔茨海默症患者,随着人口的增长和老龄化,还会变得更多。“我们迫切需要一种有效的治疗方法,”华盛顿大学医学院的神经学家约翰·莫里斯说。
很长一段时间,研究者一直认为患者脑部累积的β淀粉样蛋白斑块是导致阿尔茨海默症的罪魁祸首。100多年前,发现这种疾病的德国精神病理学家阿罗伊斯·阿尔茨海默最先描述了这种奇怪的蛋白质沉积物。他注意到貌似正常的脑细胞中塞满了奇怪的纤维。在疾病发展严重的区域,这种纤维质集结成块。“最终脑细胞完全分解只剩下一堆纠结的纤维质取代了从前的神经节细胞。”
科学家对这些蛋白斑块的起源只有初步的了解。我们知道β淀粉样蛋白是帮助形成脑部和身体其他部位的细胞膜的一种较大蛋白的组成部分。它本身也具有重要功能,比如对抗微生物,输送胆固醇,调节部分基因的活动等等。是什么促使这些蛋白质形成致命的斑块则不得而知。但如果新研究是正确的,那么可能的诱因就是一种类似糖尿病的疾病。
这种新的认知源于对胰岛素在大脑中所扮演角色的新认知。直到不久之前,这种激素还被认为只有单纯的血糖调节功能———发出信号,指示肌肉、肝脏和脂肪细胞从血液中吸收糖分,或用作能量或转化为脂肪储存起来。但现在我们知道,它的功能不仅于此:它还帮助神经元,尤其是位于海马体和额叶的神经元吸收葡萄糖用做能量,它还有调节神经传递素的作用,从而参与记忆和学习。此外,它还促使神经元改变形状,形成新的连接,加强与其他神经元的联系。它还对血管的生长和正常工作起到重要作用。而血管负责向大脑输送氧气和葡萄糖。
因此,减少脑部的胰岛素水平可立即影响认知能力。当阻断海马体的胰岛素吸收,空间记忆力立刻明显受损;其效果几乎等同于吗啡。反过来,增加胰岛素则能够改善大脑的功能。
麦克内指出,胰岛素的这个功能从进化论的角度不难理解,它有助帮助我们记住在哪里能够找到食物。当我们的祖先在大草原上采集树莓的时候,体内葡萄糖水平增加,导致胰岛素激增,标志着“记住这里,这里很重要”。
但正如二型糖尿病教给我们的教训一样,在远古时代帮助人类应对恶劣环境的特征到了现代社会可能起到相反的作用。当人们不停地食用高脂肪、高糖分的食物,他们的胰岛素水平不断地升高,直到停留在一个较高的水平。此时,肌肉、肝脏和脂肪细胞停止对这种激素产生反应,这意味着它们不再清理血液中的脂肪和葡萄糖。于是,胰腺开始疯狂工作,制造更多的胰岛素,试图控制血糖。德·拉·蒙蒂说,“这就好像你敲门,但门里面的人没有理睬,于是你继续敲,敲得更重。”然而,胰腺无法无休止地满足需求,它也会精疲力尽,最终,二型糖尿病患者的胰岛素水平往往会变得非常低。
体重的增加似乎会导致问题更加严重———80%的二型糖尿病患者身体肥胖。虽然背后的机制还不是很清楚,但肥胖似乎会刺激肝脏和脂肪细胞内的炎症和代谢应激分子的释放,干扰胰岛素的活动,导致高血糖,最终导致胰岛素抵抗。
如果麦克内和德·拉·蒙蒂的推断正确,相似的机制可能导致阿尔茨海默症。他们认为,不断地摄取高脂肪和高糖分食品引起胰岛素水平长期居高不下,让大脑随时处于警戒状态。大脑可能开始调低它对胰岛素信号的反应,影响人的思考和记忆形成,最终导致永久神经损坏。“我认为,一切源于胰岛素抵抗,”德·拉·蒙蒂说,“如果脑部一旦形成胰岛素抵抗,就需要发起多方面反击。”
她对痴呆老鼠的研究是最先将阿尔茨海默症与糖尿病联系在一起的实验。最初,她感兴趣的是酒精对脑部的影响。酒精会导致胰岛素受体的数量减少,为了研究其后果,她用一种化学物质清除了所有携带胰岛素受体的脑细胞;结果和阿尔茨海默症惊人相似,包括致命的β淀粉样蛋白斑块的堆积。
现在,除了德·拉·蒙蒂的老鼠实验外,还有更多的发现证实了胰岛素功能受损可导致阿尔茨海默症症状。美国西北大学的威廉·克莱因发现,诱发糖尿病可导致兔子脑部发生阿尔茨海默症式的变化,包括β淀粉样蛋白的堆积。他说,“这是第一次发现这种疾病的致病原因,揭开了该领域一个最大的谜题。”麦克内和华盛顿大学的苏珊妮·克拉夫特连续12月用高脂肪食物喂养老鼠,破坏了它们调节胰岛素的能力,引起糖尿病。结果这些老鼠的大脑中同样出现了β淀粉样蛋白堆积的情况。它们在迷宫中同样变得昏头转向,就像是痴呆症患者。
动物研究对人类疾病的启示毕竟有限,但有人通过一个近乎恐怖的实验证明了阿尔茨海默症患者的大脑是具有胰岛素抗性的。宾夕法尼亚大学的史蒂文·阿诺德将从人的尸体身上采集的脑组织样本浸泡在胰岛素中,观察反应。非阿尔茨海默症患者的脑组织似乎立刻恢复生机,引起连锁化学反应,暗示了突触(神经元之间或神经元与肌细胞之间通信的特异性接头)活动。而阿尔茨海默症患者的神经元几乎没有任何反应。暗示了“胰岛素信号的瘫痪。”
科学家们还不完全知道,为什么阻断胰岛素信号会导致类似阿尔茨海默症的脑损伤,比如β淀粉样蛋白的堆积,但一些新的研究显示了很多可能的联系。比如,有研究显示,胰岛素和β淀粉样蛋白都通过一种酶分解。在正常情况下,这种酶可成功地应对两种物质,但如果胰岛素水平太高,这种酶疲于应对,β淀粉样蛋白就被忽略,得不到分解,反而堆积起来,形成有毒斑块,杀死脑细胞。
更糟糕的是,β淀粉样蛋白可让神经元停止对胰岛素做出反应,导致进一步损害。通过研究老鼠神经元,克莱因发现,有毒的蛋白斑块攻击并破坏布满胰岛素受体的神经突触;它们还阻止新受体的形成,导致神经元产生胰岛素抵抗。人的认知能力立刻受损。更糟糕的是,胰岛素抵抗致使细胞制造更多的β淀粉样蛋白,继续破坏更多脑细胞。克莱因说,“这是一个恶性的循环。”
如果胰腺被超量的胰岛素需求搞得疲于应对,大脑的胰岛素供应将因此减少。克莱恩发现,适量的胰岛素水平具有保护作用,可阻止β淀粉样蛋白在脑细胞上安家。“但当人们年纪变大,或是患上糖尿病,脑部的胰岛素信号变弱,使得β淀粉样蛋白有机会破坏神经元。”
但是,这个领域的研究依然处于初期,研究者们指出,他们还没有揭开所有的疑问。比如,克莱因认为,脑部缺乏胰岛素可能只是刺激β淀粉样蛋白毒素形成的众多原因之一,他正在寻找其他的罪魁祸首。胰岛素和阿尔茨海默症研究领域的另一位先锋苏珊妮·克拉夫特也认同,这只是导致疾病的多种渠道之一。毕竟,大多数阿尔茨海默症患者并没有二型糖尿病,虽然很多确实存在一些胰岛素信号问题。
即便如此,这些研究结果也应该为人们敲响警钟。感谢我们对高热量快餐零食的嗜好,二型糖尿病发病率持续上升。仅仅在美国,已经有1900人被诊断患有此病,还有7900万处于糖尿病前期,已经出现胰岛素抵抗症状。如果阿尔茨海默症和二型糖尿病确实有着相似的发病机制,那么可以预见痴呆症患者的数量也将持续增加。
即使不出现糖尿病症状,根据克拉夫特领导的一项研究,糟糕的饮食就足以导致脑力退化。一个月的时间,一组志愿者———都不是糖尿病患者———持续食用富含饱和脂肪和糖分的食物,而另一组志愿者则采用低糖、低饱和脂肪饮食。在短短4周内,高糖饮食的一组体内胰岛素水平明显增加,脊髓液中的β淀粉样蛋白水平同样增加。而另外一个小组,则正好相反。克拉夫特说,“不健康的饮食破坏脑内部的正常胰岛素功能,增加炎症和氧化应激(机体在遭受各种有害刺激时,体内或细胞内自由基的产生与抗氧化防御之间严重失衡,氧化程度超出氧化物的清除,导致氧自由基及其相关代谢产物过量聚集,从而对细胞产生多种毒性作用的病理状态。)、影响淀粉样蛋白的调节。”当这三者交会就可能导致阿尔茨海默症。考虑到肥胖是导致糖尿病和老年痴呆的重要因素,我们对垃圾食品的嗜好可能意味着未来精神健康大问题。
几乎所有人都知道,高脂肪和高糖分食物有害健康。然而,垃圾食品的销售依然火爆。部分原因在于“未来折价”,这是人脑进化的又一个特征,它让我们更看重短期利益而非长期风险。
那么到底应该怎么做?一个办法是求助于法律。有人已经开始起诉食品公司导致肥胖的流行。如果高脂肪高糖分食品和阿尔茨海默症之间的联系能够得到证实,那么很可能出现更多类似的官司。这类行动有一定的效果,但是耗时耗财。对不健康食品实施“罪恶税”似乎是一种有效办法。丹麦和其他少数几个国家已经开始这方面的实验———但效果还不明显。此外它们引发了关于个人自由和专制主义的争论。
我们也许只剩下一个办法———通过药物阻断人们对垃圾食品的食欲或是消除其后果,包括老年痴呆症。
对阿尔茨海默症的新认识可能帮助研究者找到有效的治疗方法。比如,克拉夫特正在研究提高胰岛素水平能否有助症状的改善。她正在测试一种可以往鼻腔深处输送胰岛素的喷雾装置。这次研究仅持续了4个月,涉及104人,但结果令人充满希望。在记忆力实验中,那些接受了胰岛素治疗的人可以回忆起更多的故事细节,注意力持久时间更长,部分人恢复了对业余爱好的兴趣,能够更好地照顾自己。他们脑部的葡萄糖代谢也得到改善。
考虑到胰岛素在脑部所扮演的众多角色,鼻腔胰岛素喷雾很可能有效。它可能帮助细胞恢复正常活动,还可以帮助减少炎症和氧化应激。克莱因认为,克拉夫特的方法可能有效,因为胰岛素有助阻止β淀粉样蛋白毒素与脑细胞结合。他说,“这是一场胰岛素和毒素之间的斗争”。他甚至怀疑,胰岛素可抑制毒素的堆积。
克拉夫特的下一个实验将加深人们对这一过程的理解。美国国立卫生研究院已经授予克拉夫特790万美元,用于在240名出现痴呆症初期症状的患者身上测试鼻腔胰岛素喷雾。美国各地的研究小组将监视志愿者的学习、记忆和日常能力变化,用PET扫描观察脑部变化。
与此同时,临床研究正在测试各种糖尿病药物对阿尔茨海默症的疗效。这类药物———比如二甲双胍、艾塞那肽、利拉鲁肽、吡格列酮———试图恢复血液中的葡萄糖和胰岛素的平衡,或是改善器官对胰岛素的敏感度。阿诺德计划研究二甲双胍对痴呆症的疗效,他将测试治疗前后脊髓液中的淀粉样蛋白水平和脑部的血液流量。“我们想知道这些药物是否可减少阿尔茨海默症患者体内反常的蛋白,最终提高患者的认知能力,或是至少阻止疾病的发展,”他说,“我们还将观察,这些药物能否恢复其他胰岛素功能,比如促进突触和神经网络的形成。”其他研究小组计划用先进的脑成像技术观察糖尿病药物能否让患者脑中的β淀粉样蛋白缩小,让部分受损的脑组织得以恢复。
人们第一次找到推迟认知能力退化的简单方法。由于胰岛素抵抗源于糟糕的饮食。那么去掉高脂肪和高糖食品可能帮助减少患阿尔茨海默症的风险。反过来,富含某些脂肪酸的饮食可能帮助大脑维持良好的胰岛素信号。运动也可以鼓励身体战胜胰岛素抵抗———这也许解释了为什么定期的体育运动可将患阿尔茨海默症的风险减少40%.
“即使你体重400磅,并且长期不运动,依然为时不晚。任何形式的体育锻炼都有所帮助,即使是对于那些早就患上糖尿病的人,运动可帮助挽回部分胰岛素敏感性,停止淀粉样蛋白的累积,”麦克内说,“部分已经累积的淀粉样蛋白也可能分解。对于我们其他人,定期去健身馆总不是坏事,众多研究显示,锻炼不仅有利身体,同样有利大脑健康。”
原文:BijalTrivedi
原载:http://www.newscientist.com/article/mg21528805.800-food-for-thought-eat-your-way-to-dementia.html?cmpid=NLC%7CNSNS%7C2012-0309-GLO-BAL%7Cmg21528805.800
编译:宇
[各型糖尿病](来源:南方都市报南都网大闸蟹来袭全城杀价)
●一型:只有约5%的糖尿病患者是一型,又被称为小儿糖尿病,在儿童或少年时期发病。病因是自体免疫反应破坏胰腺中生产胰岛素的细胞,导致身体无法调节血糖。注射胰岛素可帮助病人过上健康的生活。(来源:南方都市报南都网大闸蟹来袭全城杀价)
●二型:多数人患的是二型糖尿病。病因是胰腺无法生产足够的胰岛素,或是肌肉、肝脏、脂肪细胞无视胰岛素信号,没有将血液中多余的糖分吸收。这可导致胰岛素水平升高和血糖升高———二型的主要标志———从而导致心脏病、中风、失明、神经损坏和截肢的风险。超重者,尤其是腹部脂肪过多将增加患二型糖尿病的风险。
●三型:这是一个尚有争议的新分类,由苏珊妮·德·拉·蒙蒂提出,其实就是指阿尔茨海默症。越来越多的研究者认为,三型的病因是脑部组织对胰岛素产生抵抗。从这个意义上说,它相当于发生于脑部的二型糖尿病。
[健脑食品]
最近的研究发现,大量摄取高饱和脂肪或高糖分食物不利于人的脑健康,因为这些食物会导致胰岛素水平居高不下。
加州大学的一项新研究显示,饮用掺有高果糖玉米糖浆的水的老鼠在6周之后就会出现学习和记忆问题,他们的脑组织对胰岛素信号变得迟钝。
但某些食物有可能减少这种风险。饮用糖水加富含欧米加-3脂肪酸的亚麻子油的老鼠没有出现认知力退化的问题。鱼油中同样富含欧米加-3脂肪酸。
一些初步证据显示,茶、红酒和黑巧克力中所含的类黄酮也可以减少老年痴呆的风险。这一切也许解释了为什么地中海式饮食被认为有助减少老年痴呆症的发生。这种饮食的特点是多食用鱼类、植物油、非淀粉类蔬菜和低糖水果,少量饮用葡萄酒。(来源:南方都市报南都网大闸蟹来袭全城杀价)
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