APP下载

微信公众号

CCMTV APP

登录后可享受
同步多端记录
个性推荐视频
登录
文献速递|阿尔茨海默病的神经炎症与营养
CCMTV精神频道 4101次浏览
2025-09-09



点击蓝字 关注我们











图片

引用本文:Park H, Ni M, Le Y. Neuroinflammation and nutrition in Alzheimer's disease. Front Neurol. 2025 Jul 23;16:1622571. 


一项发表在Frontiers in Neurology期刊上的名为“Neuroinflammation and nutrition in Alzheimer's disease《阿尔茨海默病的神经炎症与营养》”的研究,聚焦阿尔茨海默病(AD),探讨神经炎症、饮食及肠道微生物组对神经元健康的影响,强调健康饮食的积极作用。CCMTV精神频道对其进行核心内容整理,以供读者参考。


摘要





大脑约含1000亿神经元及超2000亿胶质细胞,是中枢神经系统(CNS)神经网络的关键组成,其复杂性使神经退行性疾病诊治极具挑战性。神经炎症与神经元死亡推动了神经退行性疾病(如痴呆)的发展,痴呆是指记忆与思维能力的衰退。AD作为最常见的痴呆类型,其病因尚未明确,与淀粉样β斑块、tau蛋白纤维缠结、神经炎症、营养缺陷及基因突变等多种因素相关,这些因素共同作用,可损伤神经元和胶质细胞,引发神经退行性病变。因对神经退行性疾病发病机制认知有限,目前治疗手段匮乏,且缺乏有效的生物标志物与药物靶点。

近年来,研究重心转向干预饮食、生活方式等可改变风险因素,以延缓AD发病。含饱和脂肪酸与精制糖的不健康饮食,若与其他风险因素叠加,会加剧神经炎症与氧化应激,加速认知衰退及神经退行性病变进展。通过抗氧化剂、抗炎营养干预及包含体育锻炼、认知刺激、社交互动的多领域生活方式干预缓解上述风险因素,或可延缓神经退行性疾病发生与认知衰退。本综述聚焦神经炎症在神经退行性病变中的作用及饮食对阿尔茨海默病的影响。




引言





神经元与神经胶质细胞构建神经网络与突触,维持脑内健康微环境。胶质细胞为神经元的轴突功能与突触可塑性提供关键支持,同时是CNS内神经元网络的核心介导者。其中,星形胶质细胞与小胶质细胞是CNS内的主要支撑性胶质细胞,负责应对应激、感染和损伤,并监测微环境变化。

神经退行性病变指功能性神经元渐进性丧失,常由神经炎症、氧化应激、胶质细胞激活及脑血管损伤引发,最终导致神经元死亡,且与AD等神经退行性疾病相关。此类疾病的病理特征包括炎症、基因缺陷、能量代谢异常、细胞骨架结构与蛋白质稳态紊乱、突触网络缺陷及病理性蛋白聚集。

神经炎症由感染、毒性代谢物、应激或代谢紊乱等损伤因素诱发,可激活小胶质细胞进入促炎状态,分泌促炎细胞因子。若不进行临床干预,神经炎症可能引发神经退行性病变、功能障碍,最终导致死亡。

AD患者的三大核心病理特征:(1)脑内β淀粉样蛋白(Aβ)聚集;(2)神经元内tau蛋白纤维化;(3)脑内小胶质细胞过度活化及神经炎症。AD风险因素分为不可改变与可改变两类,二者协同作用推动AD发展。故干预饮食不当、生活方式不健康等可改变风险因素,对延缓AD进展尤为关键。




阿尔茨海默病





AD在美国影响超700万人,典型症状为记忆减退、语言障碍、思维受损及攻击性行为。终末期患者大脑皮层萎缩导致认知功能完全丧失,其发病机制具有多面性。

AD主要分为两类:家族性AD由显性基因(如早老素-1、早老素-2及淀粉样前体蛋白基因)所致,占病例的5%-10%;散发性AD由遗传因素(如载脂蛋白E多态性、髓系细胞触发受体2变异)与环境因素(如心血管健康、饮食、体力活动、社交互动)共同引发,占90%-95%。尽管受脑结构与功能复杂性影响,散发性AD病因尚未明确,因为50%的病例发生于80岁及以上人群,所以年龄是其最显著风险因素。年龄、遗传、女性性别、低教育水平、神经炎症、认知活动缺乏、空气污染、不健康饮食及生活方式等因素叠加,可能引发AD渐进性发展。

淀粉样前体蛋白(APP)是神经元突触中高表达的整合膜蛋白,参与神经生长、损伤修复,且推测可协助神经系统发育、突触发生与轴突生长导向。在AD患者大脑中,β-和γ-分泌酶将APP切割为不溶性Aβ42肽段,其粘性吸引Aβ单体聚集形成斑块,干扰突触信号传导。APP基因或γ-分泌酶的突变与AD相关,以APP基因或γ-分泌酶为靶点的基因治疗有望成为减少斑块积累的潜在治疗策略。

tau蛋白通过微管结合域稳定微管和细胞骨架结构,并调节神经元的轴突运输与突触功能。AD中,tau蛋白过度磷酸化(即p-tau),促进神经退行性病变,p-tau在神经元内形成更多的神经纤维缠结。目前尚未明确神经元内细胞清除机制为何无法清除此类异常蛋白。但在血液样本中已检测到tau蛋白分子,其作为AD血液生物标志物的意义已获重视,需进一步研究。

静息态小胶质细胞监测脑内环境,维持脑稳态。当病原体入侵或发生炎症时,小胶质细胞被激活并分泌细胞因子以缓解炎症。激活的小胶质细胞可分泌两类细胞因子:一类为抗炎细胞因子(如IL-10、IL-13),能促进组织修复与神经保护;另一类为促炎细胞因子(如TNF-α、IL-1β),会推动病理发生与神经毒性。AD中,大量过度激活的促炎小胶质细胞聚集于Aβ斑块周围,招募反应性星形胶质细胞,对脑内微环境产生有害影响。这些促炎星形胶质细胞无法清除Aβ斑块,反而进一步诱发神经毒性。因此,调控脑内小胶质细胞的促炎反应,或为降低AD风险、减轻神经炎症的有效治疗方案。




神经炎症





星形胶质细胞是CNS中含量丰富的胶质细胞类型,能够促进突触形成、参与血脑屏障(BBB)的构建与维持。病理和神经损伤可改变星形胶质细胞的表型、功能和基因表达,促其向抗炎型转变,进而引发神经炎症。促炎细胞因子将星形胶质细胞再次激活为促炎型,使其生成神经毒性细胞因子及活性氧(ROS),再次上调补体系统表达,导致神经毒性。星形胶质细胞是载脂蛋白E(ApoE包含ApoE2、ApoE3、ApoE4)的主要产生者,APOEɛ4等位基因是高风险因素,与记忆受损、认知衰退相关,会导致星形胶质细胞激活及Aβ斑块堆积增加,与AD病理相关。

小胶质细胞是CNS的主要固有免疫细胞。小胶质细胞膜上表达髓系细胞触发受体2(TREM2),可调控ApoE及Aβ淀粉样蛋白斑块的吞噬作用。过度激活的小胶质细胞会释放促炎细胞因子,其与反应性促炎星形胶质细胞共同向神经元传递破坏性信号,进而导致Aβ斑块堆积及神经元内tau蛋白纤维化。此类小胶质细胞还可能出现吞噬功能下降,造成Aβ42淀粉样蛋白斑块堆积、脑内免疫监视异常,最终引发神经炎症与神经元死亡。针对清除激活态小胶质细胞或补充健康小胶质细胞的细胞疗法,可能成为一种有前景的治疗策略。尽管小胶质细胞可通过吞噬作用、免疫过度激活、外泌体分泌等多种机制与Aβ斑块相互作用,但小胶质细胞功能异常是AD的病因还是结果,目前尚未明确。

CNS内高度病理性神经炎症,与胶质细胞激活、促炎细胞因子及趋化因子生成、外周免疫细胞浸润以及BBB通透性增加与功能衰竭相关。多种因素(环境毒素、毒性代谢物、感染及应激)均可诱发神经炎症。然而,神经炎症在不同疾病背景和阶段可兼具保护与有害作用,其如何推动神经退行性疾病的进展尚不明确。




饮食影响与神经炎症





全球超过40%的痴呆症病例与12种可修改的风险因素有关,包括教育程度较低、听力损失、脑外伤、高血压、酒精、肥胖、吸烟、抑郁、社交隔离、缺乏运动、糖尿病和空气污染。这些风险因素相互关联,对其中多项进行干预可显著改善认知功能。

流行病学研究显示,饮食调整或可预防认知下降与痴呆;生活方式的改变及环境因素(含心血管健康状况、体力活动),则可能影响AD的发展及病理。营养是影响心血管健康及代谢风险的关键可改变因素,可延缓老年人群认知下降及痴呆发生。

四种抗炎抗氧化饮食有益脑健康并降低AD风险,分别为地中海饮食(MeDi)、终止高血压膳食疗法(DASH)及地中海-终止高血压神经退行性延迟干预饮食(MIND)。①MeDi:以高植物油、低饱和脂肪为特征。其神经保护作用已通过情景记忆、工作记忆、语义记忆及视觉空间能力等认知测试证实。②DASH:以低钠摄入为核心,降低高血压及痴呆风险。③MIND:以摄入10类脑健康食物(绿叶蔬菜、其他蔬菜、坚果、浆果、豆类、全谷物、鱼类、禽肉、橄榄油及葡萄酒)为核心,在改善脑健康的同时限制动物性食物及高饱和脂肪摄入。④生酮饮食(KD):高脂肪、低碳水化合物饮食,以酮体为大脑供能,改善轻至重度AD患者的认知能力及生活质量。

神经保护类生物活性化合物(如ω-3脂肪酸、维生素E、B族维生素及胆碱)可维持脑健康并保障大脑最佳功能。免疫调节剂(包括多酚、抗氧化剂及不饱和脂肪酸)能降低全身炎症与氧化应激风险,改善认知功能及脑内神经炎症。多脂鱼类中的二十二碳六烯酸可减少p-tau缠结堆积,上调脂蛋白受体11表达,降低Aβ水平。蔬菜、全谷物、坚果、籽类及水果中的多不饱和脂肪酸,对预防AD有益。短链脂肪酸(SCFAs,如乙酸、丙酸、丁酸)由结肠内肠道细菌发酵膳食纤维生成,其可增强肠道屏障完整性、调控糖脂代谢,并调控免疫系统及炎症反应。此外,可改变的生活方式(包括运动、认知活动、社交参与及全身健康决定因素)亦会影响AD的发生发展。




肠道微生物群与神经炎症





胃肠道与CNS经由肠-脑轴实现双向信号传递,肠-脑轴可反馈调节神经炎症与氧化应激。口腔为消化道主要入口,定植多样微生物群(即口腔微生物群)。肠道与口腔微生物群对决定饮食如何影响全身(含CNS)至关重要。多样微生物群代谢产物如SCFAs、叶酸和维生素K,参与代谢调控、神经递质调整及免疫信号传导。

个体间微生物群组成差异显著,肠道微生物多样性对维持体内健康肠道菌群至关重要。肠道微生物多样性降低或微生态失衡,均与神经炎症及AD相关。已有研究证实肠道微生物群可调控淀粉样蛋白沉积。另有研究表明,牙周炎与认知功能低下及AD相关,提示口腔微生物群或参与AD发生发展。

膳食益生元在大肠内经肠道细菌发酵后生成SCFAs。SCFAs可减少神经炎症,并显著降低Aβ斑块沉积。MeDi与DASH均富含膳食纤维,通过增加微生物群多样性、生成抗炎代谢物发挥神经保护作用。其中,地中海饮食可为肠道菌群提供高纤维,菌群继而生成SCFAs代谢物,该代谢物可调控脑内神经胶质细胞使其发挥抗炎功能。此外,改良生酮饮食允许增加蔬果摄入,同时摄入健康来源的脂肪与蛋白质,可改变肠道菌群结构并增加有益SCFAs生成。

两种常见的益生菌(如双歧杆菌属与乳杆菌属)可通过增强肠道屏障、减轻炎症,助力构建健康肠道菌群。因此,通过益生元与益生菌调控肠道菌群组成及多样性,或可减轻神经炎症、延缓AD进展。




结论





AD确切病因尚未明确,然大量研究提示,可能与遗传、年龄、神经炎症及不健康饮食与生活方式等有关。当前延缓AD进展的治疗手段有限,如小分子药物改善突触功能,免疫疗法清除斑块、减少tau蛋白纤维缠结,但此类方法疗效有限。

AD治疗研发受制于AD病因认知不足、早期诊断手段匮乏及仿生临床疾病模型构建难度大。新兴诊断技术或可改善此局面,如基于Aβ与p-tau217蛋白的血液检测,已实现对AD诊断预测,准确率达88%-92%。可保留人脑特有空间结构及神经元-神经胶质细胞相互作用的替代性体外 3D AD 模型正处研发阶段。此外,人体3D脑类器官可呈现脑空间结构、实现细胞间相互作用。利用仿生3D人体体外/类器官模型鉴定AD生物标志物及治疗靶点,或为优化药物研发提供契机。在AD中,神经炎症呈双刃剑效应,兼具有益抗炎作用与有害促炎作用。利用靶向抗炎药物及时调控小胶质细胞功能以调节神经炎症,或为AD治疗的可行策略。

干预AD的可调节风险因素或可改善认知健康。其中,可增强抗炎、抗氧化功能及心血管健康的饮食,是最重要的可调节因素之一。MeDi、DASH、MIND及MMKD,可发挥抗炎、抗氧化及神经保护作用,助力健康衰老。口腔与肠道微生物群可诱发脑内炎症、BBB通透性及Aβ斑块沉积,进而参与AD发病。故借益生元与益生菌维持健康的口腔及肠道微生物群,对延缓AD发病至关重要。



编辑:张娜

发送
CCMTV精神频道
关注公众号及时获取最新资讯
扫一扫关注公众号