腦酸度與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)

在一項(xiàng)全球研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了大腦中的新陳代謝問題與一系列神經(jīng)精神和神經(jīng)退行性疾病之間的關(guān)系，從孤獨(dú)癥自阿爾茨海默氏癥疾病等等。

盡管癥狀各不相同，但這些情況——以及抑郁癥癲癇精神分裂癥、智力障礙和雙相情感障礙——都涉及一定程度的認(rèn)知障礙和經(jīng)常分享遺傳或代謝特征，暗示共同的生物學(xué)基礎(chǔ)。

國際腦pH項(xiàng)目聯(lián)盟（International Brain pH Project Consortium）的廣泛合作涉及來自七個(gè)國家的105個(gè)實(shí)驗(yàn)室的131名科學(xué)家，將動(dòng)物大腦酸度和乳酸水平的變化確定為這種代謝功能障礙的關(guān)鍵跡象。

“我們先前演示過在精神分裂癥、雙相情感障礙和自閉癥的五種小鼠模型中通常觀察到這種改變，“該團(tuán)隊(duì)在他們發(fā)表的論文中寫道.

“然而，在動(dòng)物模型中對(duì)這種現(xiàn)象的研究仍然有限，使其在其他疾病動(dòng)物模型中的普遍性不確定。

他們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)帶來診斷和治療這些復(fù)雜疾病的新方法，這些疾病影響了全球很大一部分人口。

“這項(xiàng)研究可能是確定各種神經(jīng)精神疾病中共同治療靶點(diǎn)的墊腳石。說日本琉球大學(xué)的分子和細(xì)胞生理學(xué)家Masayuki Matsushita。

乳酸變化可以影響神經(jīng)元中的信息傳遞通過破壞興奮性和抑制性大腦網(wǎng)絡(luò)之間的功能平衡。大腦中乳酸水平的增加會(huì)導(dǎo)致 pH 值降低，從而降低 pH 值有證據(jù)表明是這里研究的大多數(shù)疾病的另一個(gè)共同特征。

通過檢查多種動(dòng)物模型的全腦樣本，包括小鼠，大鼠和小雞，其中一些經(jīng)過基因修飾以模擬不同的神經(jīng)精神和神經(jīng)退行性疾病，研究小組發(fā)現(xiàn)大腦pH值和乳酸水平的變化一致。

“這是第一個(gè)也是最大的系統(tǒng)研究，評(píng)估一系列神經(jīng)精神和神經(jīng)退行性疾病動(dòng)物模型的大腦pH值和乳酸水平。說第一作者Hideo Hagihara，日本藤田健康大學(xué)的醫(yī)學(xué)科學(xué)家。

值得注意的是，大約 30% 的2,294在109種不同的模型中，研究的動(dòng)物在pH值和乳酸水平方面表現(xiàn)出顯著變化。這意味著這些干擾在許多神經(jīng)精神疾病中很常見。

代表應(yīng)激誘發(fā)抑郁的動(dòng)物模型，糖尿病或結(jié)腸炎 - 所有這些都會(huì)導(dǎo)致更高的抑郁癥風(fēng)險(xiǎn) - 顯示出大腦pH值降低和乳酸水平升高的一致模式。

這表明可能誘發(fā)這些差異的各種遺傳或環(huán)境因素，例如炎癥，可能會(huì)影響大腦新陳代謝并導(dǎo)致神經(jīng)精神疾病的發(fā)展。

在自閉癥模型中觀察到不同的反應(yīng)，其中一些表現(xiàn)出pH值的增加和乳酸水平的降低，而另一些則表現(xiàn)出相反的模式。這暗示可能存在各種子組自閉癥譜系障礙患者的代謝功能障礙.

在行為測試中，研究小組注意到高乳酸水平與工作記憶能力受損之間存在密切聯(lián)系，他們說這表明代謝功能障礙可能直接影響各種神經(jīng)精神疾病的認(rèn)知能力。

線粒體功能障礙是與多種神經(jīng)精神疾病有關(guān)通常表現(xiàn)出工作記憶缺陷作為常見癥狀。神經(jīng)元中的線粒體功能障礙可能導(dǎo)致乳酸攝入量減少用于能量生產(chǎn)，其積累可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)和記憶功能受損。

但乳酸的產(chǎn)生是記憶形成所必需的因此，水平降低也可能導(dǎo)致功能障礙。

總體而言，作者表示，他們的研究結(jié)果表明，大腦pH值和乳酸水平的變化，即使這些變化有助于獲益，可作為認(rèn)知障礙伴有的神經(jīng)精神疾病的生物標(biāo)志物。

“未來的研究將集中在發(fā)現(xiàn)對(duì)大腦pH值變化的不同動(dòng)物模型有效的治療策略上，”Miyakawa說.

“這可能大大有助于為以腦能量代謝特定改變?yōu)樘卣鞯幕颊邅喗M開發(fā)量身定制的治療方法。

該研究已發(fā)表在電子生活.

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