由医学博士Kai C. Sonntag和医学博士Bruce M. Cohen领导的麦克莱恩医院和哈佛医学院的一组研究人员发现，能量生产中断与晚期阿尔茨海默氏病的发展之间存在联系(加载)。该发现发表在最新一期的《科学报告》中。
“这些发现对于理解和发展对LOAD的潜在治疗干预具有若干含义，”麦克莱恩医院副干细胞研究员，哈佛医学院精神病学助理教授Sonntag解释说。“我们的结果支持这样的假说，即生物能学代谢的多个相互作用成分的损伤可能是导致这种破坏性疾病的风险和病理生理的基础，并对其做出贡献。”
三十年来，人们一直认为大脑中小的有毒分子的积累(称为淀粉样蛋白β，简称Aβ)是阿尔茨海默氏病(AD)发展的关键)。有力的证据来自研究家族性或早期发作形式的AD(EOAD)，其影响约5%的AD患者，并且与导致大脑中Aβ异常高水平或异常加工的突变相关。但是，“Aβ假说”不足以解释更为常见的LOAD的病理变化，这种变化影响了美国500万以上的老年人。
“由于迟发性阿尔茨海默氏病是一种老年疾病，因此随着年龄的增长，许多生理变化可能会导致该疾病的风险，包括生物能和代谢的变化，”麦克莱恩医院神经精神病学研究计划主任科恩说。哈佛医学院斯蒂尔精神病学教授。“生物能学是细胞，器官和环境之间以及之间的能量的产生，使用和交换。早就知道，生物能的变化会随着年龄的增长而发生，并影响到整个身体，但更重要的是，大脑对能量的需求很高。”
根据Sonntag和Cohen的说法，目前尚不清楚生物能学的哪些变化是潜在的，哪些是衰老和疾病的结果。
在他们的研究中，Sonntag和Cohen分析了LOAD患者和健康对照者皮肤成纤维细胞的生物能谱，并根据年龄和疾病进行了分析。科学家研究了在细胞中产生能量的两个主要成分：糖酵解(糖酵解是将葡萄糖转化为线粒体消耗的燃料分子的机制)，以及线粒体中燃烧这些燃料的过程，线粒体中的氧气利用这种过程称为氧化磷酸化或线粒体呼吸研究人员发现，LOAD细胞显示出受损的线粒体代谢，并减少了对能量产生至关重要的分子，包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)。LOAD成纤维细胞还证明了能量产生向糖酵解的转变，尽管无法响应胰岛素类似物IGF-1而增加葡萄糖摄取。LOAD细胞中线粒体代谢异常和糖酵解的增加都是疾病特异性的，而不是年龄特异性的，而葡萄糖摄取的减少和对IGF-1的无反应是年龄和疾病的特征。
“观察到LOAD成纤维细胞线粒体代谢潜能不足，维持能量供应的糖酵解活性增加表明线粒体衰竭，并且符合当前的知识，即衰老的细胞越来越多地遭受氧化应激，从而削弱了线粒体的能量产生，桑塔格说。
科恩补充说，由于大脑的神经细胞几乎完全依赖线粒体来源的能量，因此线粒体功能衰竭虽然遍及全身，但在大脑中可能特别有害。
这项研究的结果与其他研究的发现相关，即与能量有关的分子(特别是NAD)的减少是正常衰老的特征，这表明涉及这些分子的过程异常也可能是神经退行性疾病(如LOAD)的一个因素。调节这些化合物是否可以减缓老化过程并防止或延迟LOAD的发作尚不清楚。但是，目前正在进行一些临床试验来检验这种可能性。其他更改是AD特有的，这些更改也可能是干预的目标。
尽管这些发现意义重大，但该论文的作者强调LOAD的发病机制是多因素的，生物能学是风险确定的一部分，并指出所研究的皮肤成纤维细胞不是LOAD所影响的主要细胞类型。
Sonntag说：“但是，由于生物能学的变化遍及整个人体，因此在成纤维细胞中观察到的结果也可能与脑细胞有关。”“实际上，诸如葡萄糖摄取减少和胰岛素/ IGF-1抵抗力下降等代谢变化可能是各种衰老疾病之间的关联，例如2型糖尿病和AD。”
标签： 神经元细胞
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