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为探究阿尔茨海默病(AD)和路易体痴呆(DLB)患者脑组织缺氧状态,研究人员测量其脑血流量(CBF)、脑氧代谢率(CMRO2)和脑乳酸浓度。结果发现患者与健康对照在CMRO2和乳酸浓度上无显著差异,这挑战了传统认知,为疾病研究提供新思路。
在神秘的大脑世界里,痴呆类疾病一直是困扰医学界的难题。阿尔茨海默病(AD)和路易体痴呆(DLB)作为常见的痴呆类型,严重影响患者的生活质量和认知功能。以往研究发现,这类患者大脑存在葡萄糖代谢降低的现象,也就是所谓的低代谢。通常人们认为,这可能是由于脑组织缺氧导致的。而脑组织缺氧的一个重要原因,被怀疑是脑血管功能障碍。因为脑血管出现问题,会影响血液和氧气输送到大脑,就像道路堵塞会让物资无法顺利送达目的地一样。
可是,之前关于 AD 和 DLB 患者脑氧代谢率(CMRO2)和脑乳酸水平的研究,结果各不相同。有的研究发现CMRO2降低或不变,有的研究测量脑乳酸水平时,脑脊液(CSF)中的结果有高有低,甚至还有无差异的情况。这让人们对痴呆患者大脑中的代谢变化更加困惑,就像陷入了一团迷雾之中。所以,为了揭开这团迷雾,来自丹麦哥本哈根大学医院等研究机构的 Christian Sand?e Musaeus、Gunhild Waldemar 等研究人员开展了一项探索性研究。
研究人员想通过测量脑血流量(CBF)、CMRO2和脑乳酸浓度,来看看 AD 和 DLB 患者脑组织是否真的处于缺氧状态。他们假设患者存在组织缺氧,会表现为CMRO2降低和脑乳酸浓度升高。这项研究意义重大,如果能明确患者大脑的代谢情况,就能为痴呆类疾病的治疗和研究提供新的方向。该研究成果发表在《GeroScience》上。
在研究方法上,研究人员招募了 25 名 AD 患者、10 名 DLB 患者和 15 名健康对照者(HC)。所有参与者都要进行一系列检查,包括病史询问、身体和神经系统检查、简易精神状态检查表(MMSE)评估认知功能等。之后,他们还要接受磁共振成像(MRI)扫描,在扫描过程中,会监测心率和外周血氧饱和度。研究人员使用了多种 MRI 技术,比如用相位对比成像(PCM)测量全球脑血流量,用伪连续动脉自旋标记(PCASL)测量区域脑血流量,用基于磁化率的血氧测量(SBO)技术测量静脉血氧饱和度来计算CMRO2,还用磁共振波谱(MRS)测量楔前叶和枕叶的乳酸和 N - 乙酰天冬氨酸(NAA,一种神经元密度和功能的生物标志物)浓度。
下面来看看研究结果:
- 参与者特征:研究人员详细记录了参与者的各项信息,包括年龄、性别、教育程度、是否使用药物等。从数据中可以看出,不同组在年龄、教育程度上差异不大,但在性别分布和 MMSE 评分上有明显差异。比如,DLB 组男性比例较高,AD 组和 DLB 组的 MMSE 评分明显低于 HC 组 。
- 乳酸和 N - 乙酰天冬氨酸(NAA):在楔前叶,AD、DLB 和 HC 组的乳酸浓度没有显著差异,但 NAA 浓度有显著差异,AD 组的 NAA 浓度明显低于 DLB 组。在枕叶,三组的乳酸和 NAA 浓度都没有显著差异。
- 全球脑氧代谢率(CMRO2):AD、DLB 和 HC 组的CMRO2没有显著差异,这说明患者大脑的氧代谢情况并没有像研究人员假设的那样出现明显变化。
- 全球脑血流量:全球脑血流量在三组之间存在显著差异,DLB 组的全球脑血流量明显低于 AD 组,与 HC 组相比也有差异。不过,研究人员发现,深部白质高信号(Fazekas 评分)与脑血流量没有显著差异,虽然 Fazekas 评分高的患者脑血流量有降低的趋势。
- 楔前叶区域脑血流量和乳酸:楔前叶的区域脑血流量在 AD 组和 HC 组之间有显著差异,AD 组的区域脑血流量更低。但奇怪的是,楔前叶的乳酸浓度和区域脑血流量之间并没有显著关联。
综合这些研究结果,研究人员在讨论中指出,原本预期会在 AD 和 DLB 患者中发现组织缺氧的迹象,也就是脑乳酸浓度升高和CMRO2降低,但实际并没有。虽然 AD 患者楔前叶区域脑血流量降低,DLB 患者全球脑血流量降低,看起来可能存在灌注不足导致的缺氧,但并没有伴随CMRO2降低或脑乳酸浓度升高。这表明,患者大脑灌注减少更可能是由于神经元丢失,而不是组织缺氧。而且,研究中 AD 患者楔前叶的 NAA 浓度低于 DLB 组,也进一步支持了 AD 患者存在神经元丢失的观点。
此外,研究结果还挑战了组织缺氧是神经退行性疾病病理驱动因素的假设。对于 AD 患者来说,在考虑到潜在的脑萎缩后,他们的氧代谢和全球脑血流量似乎是保留的,这意味着这些生理系统可能不是有效的治疗靶点。而 DLB 患者表现出的灌注不足,可能代表着该疾病独特的血管病理贡献。不过,该研究也存在一些局限性,比如样本量较小,尤其是 DLB 患者数量较少,而且研究时没有同时进行氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG - PET),无法直接对比代谢情况。
总的来说,这项研究通过对 AD 和 DLB 患者大脑代谢的深入探究,打破了以往对这两种疾病的一些认知,为后续研究指明了新方向。未来需要更大样本量的研究,并且结合 FDG - PET 和 MRI 等多种技术,进一步深入了解痴呆疾病大脑代谢变化的机制,为开发更有效的治疗方法提供依据。