作者:张昌飞,谷涓华,田孟华,余显伦,杨为民
老年痴呆症又称阿尔茨海默症(AD),据国际阿尔茨海默症联合会近日公布的《世界阿尔茨海默症年报告》称,随着我国社会人口老龄化进程加快,老年痴呆症发生率呈逐年上升趋势。目前,全球约万老年痴呆症患者,据推算,至年,该疾病患者将超过1亿,而我国AD患者有-万。老年痴呆症的严重程度已成为仅次于心、脑血管病和癌症,成为导致老年患者死亡的“第四大杀手”。
天麻素
天麻素为兰科植物天麻干燥块茎的有效活性成分。大量研究发现,天麻素具有健脑增智、镇静安神、延缓衰老的作用,对治疗老年性痴呆症疗效明显。老年痴呆症是一种综合疾病,其病理表现主要为神经纤维缠结、老年斑和神经元丢失,同时出现抗衰老相关酶活性降低,神经元凋亡,胶质细胞增生、丙二醛含量增加等,临床表现为认知功能障碍和记忆力减退。近年来,天麻素广泛应用于临床,可有效改善老年性痴呆症患者的记忆能力,具有提高患者生活能力的作用。
天麻素对治疗老年痴呆症的作用
脑神经保护作用:天麻素具有全面的神经保护作用。Peng等动物实验发现,天麻素可有效抑制短暂性缺血处理动物的脑内炎性细胞因子的表达,表明天麻素具有有效的神经保护作用。学习记忆能力下降主要是由于机体大脑皮质病变和海马神经元凋亡造成,而复方天麻提取物可减弱凋亡通路的相关机制,有效改善模型鼠的学习记忆功能。Zeng等发现,天麻素可明显抑制缺氧缺糖和谷氨酸大鼠的神经元死亡,降低细胞外谷氨酸和Ca2+、NO浓度;其次还可减少短暂大脑中动脉闭塞大鼠的脑梗死面积和水肿面积,改善神经元相关功能。同时,天麻素可通过清除氧自由基、抗细胞毒性、保护细胞膜、抑制能量代谢、抗细胞凋亡、抑制一氧化氮合酶活性、抑制胶原纤维酸性蛋白增多等机制发挥脑神经保护作用。
β-淀粉样蛋白(Aβ蛋白)表达的调节作用:Aβ蛋白是由人淀粉样前体蛋白(APP)经β-分泌酶(BACE)和γ-分泌酶水解形成的一种39-43个氨基酸多肽,是大脑皮质老年斑的主要成分。目前大量表明,Aβ蛋白生成、代谢及其毒性作用在AD发生、发展过程中具有关键作用,Aβ1-42可促进脑细胞凋亡通路蛋白X的表达,激发体内炎性反应,加速脑内胶质细胞活性增加等,进而导致Aβ蛋白纤维周围出现一系列病理损。体外试验研究表明,天麻素可明显降低双基因稳定转染细胞的β-分泌酶基因mRNA转录,还可明显降低该细胞内外分泌Aβ含量,且降低效果呈浓度依赖性,并抑制细胞BACE蛋白表达,表明天麻素可能是通过下调β-分泌酶转录以减少β-分泌酶蛋白表达,从而进一步抑制Aβ蛋白生成和老年斑形成,最终抑制或阻止老年痴呆症病变的发展。在SW和APP细胞培养液中加入天麻素培养,其Aβ蛋白水平也有明显降低。相关研究发现,天麻素可防止Aβ蛋白对原发性神经前体细胞(NPCs)产生神经毒性作用,NPCs可自我更新和分化成各种神经元,其作用处理和传送信息及支持神经元的功能对机体生理功能具有重要的调节作用,表明天麻素可有效抑制Aβ蛋白生成和纤维斑块斑形成,进而发挥防治老年痴呆症的作用。
对胶质细胞增生和神经元凋亡的调控作用:胶质细胞是分布于中枢和周围神经系统中的支持细胞,具有神经毒性作用,其参与神经元变性。同时胶质细胞还可释放多种炎症介导因子,在退行性神经疾病中扮演着重要角色。天麻素可通过抑制脂多糖诱导的神经小胶质信号通路和丝裂原活化的蛋白激酶磷酸化,使一氧化氮合酶、环氧合酶2、促炎性细胞因子、肿瘤坏死因子α、白介素1β等促炎性细胞递质和细胞炎性因子表达水平降低,进而对神经元起到保护作用。
老年痴呆症的发病机制主要为Aβ蛋白在脑内沉积形成老年斑,通过氧化应激等途径造成神经元损伤,最终导致神经元凋亡。神经元可自发产生氧活性物质(ROS),ROS产生过多时则会发生脂质过氧化,使细胞膜受损,引发钙超载,环氧酶表达和活性下降,促进细胞色素C释放,激活凋亡相关酶类家族,导致细胞凋亡,而天麻素可阻断细胞凋亡信号,促进蛋白激酶1和钙调蛋白依赖性蛋白激酶II激活,抑制半胱氨酸、天冬氨酸特异性蛋白酶活性,进而抑制p38丝裂原活化蛋白激酶磷酸化,调节Bcl-2蛋白表达,从而减少神经元凋亡,表明天麻素可减轻老年痴呆症患者神经元损伤,抑制中枢神经系统凋亡和减缓衰老进程,从而对老年痴呆症患者起到防治作用。
对超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)调节作用:SOD可有效减轻脂质过氧化作用对细胞的损伤,提高机体免疫力,使机体免受炎症、肿瘤侵犯,延缓衰老。MDA是膜脂过氧化最重要的产物之一,其可影响线粒体呼吸链复合物及线粒体内关键酶活性,同时加剧膜损伤。SOD和MDA存在于老年痴呆症患者的血液中,均为常用的氧化应激标志物,是反映脂质过氧化的重要指标。现代药理学显示,天麻素具有清除自由基、提高SOD、降低MDA含量的作用,可改善患者记忆学习能力,对脑神经具有保护作用。天麻素可使大鼠海马组织中MDA含量降低,SOD活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性及SOD/MDA比值升高,而GSH-PX水平可在一定程度上反映机体的抗氧化能力,而SOD/MDA比值更能反映机体抗氧化作用的程度。相关研究表明,天麻素可明显增强衰老小鼠肝、脑、心、血清中SOD、过氧化氢酶及血清中谷胱甘肽过氧化物酶活性,抑制其血清、肝、脑、心组织中MDA形成。天麻素具有较好的清除自由基、降低MDA含量、减轻氧化损伤、提高了机体抗氧化的作用,从而延缓细胞衰老。
对乙酰胆碱(Ach)和γ-氨基丁酸调节作用:Ach是中枢胆碱能神经系统与记忆学习有关的重要递质,是形成长期记忆的生理基础,脑内含量的减少会导致中枢神经系统功能障碍,从而出现学习记忆和认知功能障碍。研究发现,大脑胆碱能神经功能与学习记忆能力关系密切,学习记忆能力的改变和大脑胆碱能神经功能的增强与降低相平行,从而形成学习记忆的中枢胆碱能学说。老年痴呆症患者中大脑胆碱能神经元丢失和胆碱受体数量减少与智力丧失及皮质嗜银斑块、神经元缠结增加程度一致,因此,胆碱能神经系统异常在老年痴呆症患者中具有重要作用。乙酰胆碱酯酶(AChE)和乙酰胆碱转移酶(ChAT)分别是分解和合成ACh的两个重要酶,而天麻素可通过调节AChE或ChAT活性以发挥胆碱能效应,增强神经突触兴奋,从而改善学习记忆能力。γ-氨基丁酸(GABA)是一种可抑制动物活动、减少能量消耗的抑制性神经递质。天麻素可明显降低海马区γ-氨基丁酸转氨酶、琥珀酸半醛脱氢酶及琥珀酸半醛还原酶活性,抑制GABA代谢,提高GABA浓度,对脑具有镇静和催眠作用。
小结
老年痴呆症是一种神经退行性疾病。自年阿尔茨海默发现AD以来,学者开始对其治疗进行了广泛深入的研究。目前,临床常用的治疗药物包括干扰机体Aβ蛋白形成和沉积药物、乙酰胆碱酯酶抑制剂、促脑代谢药物、抗炎药物、基因治疗、减少氧自由基形成药物、中医药等,某些合成类药物在服用过程中常会出现一定的不良反应,也会在一定程度上改善老年痴呆症的临床症状。单一药物治疗老年痴呆症一直是临床研究的热点,但由于疾病病理学复杂,目前尚未发现明确的可治愈药物。传统中药备受