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科学家称，为大脑白质提供营养的微小血管疾病与阿尔茨海默氏症患者认知功能恶化和记忆缺陷有关。
图片:Zsolt Bagi博士和合著者Katie Anne Fopiano, AU研究生，以及Yanna Tian博士，她刚刚从AU获得了研究生学位，并开始了北卡罗来纳大学教堂山分校的博士后研究。
图片来源:奥古斯塔大学Michael Holahan
科学家报告称，为大脑白质提供营养的微小血管疾病与阿尔茨海默氏症患者更糟糕的认知功能和记忆缺陷有关。
“这篇论文的主要信息是我们所称的混合病理学——微血管疾病和阿尔茨海默病——与更多的脑损伤、更多的白质损伤和更多的炎症有关，”奥古斯塔大学乔治亚医学院生理学血管生物学家Zsolt Bagi博士说。
研究人员在杂志上写道，他们和其他最近的研究结果表明，一些患有阿尔茨海默氏症的人，如果没有这种潜在的血管功能障碍，他们的大脑发生与阿尔茨海默氏症广泛相关的变化，比如淀粉样斑块，可能不会患上痴呆症GeroScience．
Bagi说:“我们建议，如果你阻止微血管成分的发育，你至少可以为阿尔茨海默氏症患者增加数年的正常功能。”
他和Stephen Back博士，儿科神经学家，Clyde和Elda Munson儿科研究教授，以及俄勒冈健康与科学大学发育和成人大脑白质损伤和修复专家，是这项新研究的共同通讯作者。
Bagi说，好消息是血管疾病是可以改变的，可以通过减少高血压、肥胖、糖尿病和缺乏运动等主要因素。
科学家们观察了参加“成人思维变化研究”(ACT)的28个人的大脑。ACT是凯泽永久华盛顿研究所(Kaiser Permanente Washington Research Institute)和华盛顿大学(University of Washington)联合发起的一项研究，华盛顿大学的科学家也是这项新研究的合作者。
ACT是一项对华盛顿州西雅图地区社区志愿者认知健康的纵向研究，目的是找到延缓或防止记忆衰退的方法。65岁或65岁以上、在入组时没有认知问题的参与者被跟踪调查，直到他们死亡，大约25%的人同意尸检，并从他们的血液和/或脑组织中提取基因组DNA供科学家使用。
作为研究对照组的人，他们的大脑中没有阿尔茨海默氏症或血管疾病的迹象。其他组有没有血管疾病的阿尔茨海默病，有没有阿尔茨海默病指标的血管疾病，或同时有阿尔茨海默病和血管疾病。
他们的研究重点是脑白质。脑白质约占大脑质量的50%，使大脑的不同区域能够进行交流，并由被称为轴突的长臂组成，这些轴突将神经元彼此连接起来，并将身体上的其他细胞(如肌肉细胞)连接起来;微小的小动脉直接为白质提供血液、氧气和营养。
他们想要验证他们的理论，即当这些毛发般细的小动脉扩张困难，从而支持大脑的这一部分时，就会导致白质的变化，这在复杂的核磁共振成像中很明显，尤其是当微血管问题与阿尔茨海默氏症的更典型的大脑变化并存时。
他们发现，与那些没有明显微血管功能障碍的人相比，那些被诊断为阿尔茨海默氏症患者的小动脉和这些小动脉功能障碍的人，在响应强大的血管扩张剂缓激肽时，其扩张能力确实受损。扩张的问题与白质损伤和MRI上可见的白质结构改变有关。
在这两种情况下，同样强大的血管扩张器一氧化氮前体的表达也减少了，而产生超氧化物、损害血管的一氧化氮的表达增加了。
复杂的核磁共振成像扫描显示，小动脉功能障碍还与更多的白质损伤有关，以及支持神经元的脑细胞(称为星形胶质细胞)数量的增加。
研究人员之前曾报道过，随着微血管的改变，这些星形胶质细胞会增加。这次他们发现，当阿尔茨海默病和微血管变化同时出现时，星形胶质细胞变得更加反应性、炎症性和破坏性。
在Back的带领下，俄勒冈健康与科学大学的同事们用一种名为扩散张量成像(diffusion tensor imaging)的精密MRI技术观察了同一个脑组织，这种技术利用细胞间的水扩散来观察白质的微观结构及其连通性。
他们无法看到单个的小动脉，因为它们太小了——大约30微米或0.0011811英寸——不用显微镜就看不见。但他们可以看到小动脉疾病导致的白质损伤，并再次发现Bagi通过直接观察组织描述的血管损伤和组织损伤之间的相关性。在他们研究的大脑中，50%的人患有这种血管疾病，其他尸检研究也显示了类似的高比率。
他们发现，那些大脑变化较少的人，小动脉扩张能力更好，大脑的这一区域有更好的连通性，在死后核磁共振成像上显示的损伤更少。
众所周知，白质中的这些小血管扩张能力受损与白质损伤有关，就像在专门的MRI扫描中可见的那样。研究人员写道，在实验室研究和人类研究中都有证据表明，这种血管功能障碍不仅恶化，而且在阿尔茨海默氏症患者的认知能力下降和痴呆的发展中发挥了作用。
事实上，血管功能障碍可能在脑组织损伤和认知功能障碍明显之前就已经存在。例如，在被培育成患阿尔茨海默氏症的研究动物中，有证据表明，与阿尔茨海默氏症相关的大脑区域的微血管在很小的时候就出现了问题，比如学习和记忆中心海马体。
这项新研究证实了一个日益增长的概念，即小血管疾病可能有助于预测痴呆症的严重程度，并且/或使用DTI核磁共振成像可能有助于识别那些足够早的疾病患者，减少或减缓小血管疾病的策略可能有助于延缓或减少他们的认知损失。这项技术也可能有助于评估干预的潜在好处。
Bagi说:“如果这些人能够锻炼身体，控制血糖水平和血压，他们可能会受益良多。”
一些患有阿尔茨海默病的患者在MRI扫描中显示出白质高强度，基本上就是在扫描中显示特别明亮的受损区域，这些区域与痴呆等问题有关。巴吉指出，很大一部分阿尔茨海默氏症患者还患有血液中脂质水平高和高血压等疾病，这些疾病已知会损害血管功能，包括最小的血管。大脑小血管疾病在老年人中也很常见，可能意味着中风或痴呆等问题的风险增加。复杂的脑部扫描也经常显示出微梗塞，本质上是微小的中风，它也倾向于随着年龄的增长而增加，并与记忆障碍有关。
年龄和家族病史是阿尔茨海默病的主要风险因素，有两类基因与风险增加有关，包括风险基因，如APOE-e4，根据阿尔茨海默病组织，这是第一个被发现的基因，也是对风险影响最大的基因。还有一些基因可以直接导致阿尔茨海默病，这些基因被称为确定性基因，它们影响β -淀粉样蛋白的产生或加工，而β -淀粉样蛋白是与阿尔茨海默病相关的斑块的主要成分，但即使拥有这些罕见的基因也不能保证患病。
巴吉说:“你有一些遗传倾向，但人们意识到，不是每个人都会出现记忆衰退或认知缺陷，除非有其他因素。”他指出，他们还没有为这项研究分析基因。
接下来的步骤包括研究他们在更多人类大脑中发现的关联，并进行更多的研究，以更好地理解小血管疾病是如何发生的，这可能为干预指明新的目标。
这项研究得到了美国国立卫生研究院、国立衰老研究所、国立神经疾病和中风研究所以及南希和巴斯特阿尔沃德基金会的支持。科学家们还感谢了ACT研究的参与者，“他们对关键人类研究的支持”使发表的工作成为可能。
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