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類澱粉蛋白——腦血管交通的阻礙者

109/06/16 瀏覽次數 6128
失智症最常見的類型是阿茲海默症,它的致病原因至今仍未全盤釐清,除年齡及遺傳等常見危險因子外,學界目前多將主因歸咎於類澱粉蛋白(amyloid)對腦部造成的傷害。
 
類澱粉蛋白究竟是何方神聖
 
類澱粉蛋白是種不可溶的纖維蛋白,包括任何在體內或體外、細胞內或細胞外聚合形成交叉β結構的多肽(polypeptide)。健康的蛋白質失去正常結構和生理功能(錯誤折疊)時,就可能會形成致病性類澱粉蛋白。
 
而「類澱粉蛋白沉積」則是蛋白質結構異常的疾病!類澱粉蛋白在細胞周圍的斑塊中形成纖維狀沉積物,進而破壞組織和器官的正常功能,導致腦部或其他器官退化或功能障礙。許多神經性疾病,如阿茲海默症、帕金森氏症中,都可觀察到神經系統中出現大量類澱粉蛋白的累積沉澱。
 
任何人都可能出現類澱粉蛋白沉積,成因有家族性、傳染性(例如狂牛症)、慢性發炎、醫源性等。增加風險的因素如下:
 
一、年齡:「AL類澱粉蛋白沉積」(又名「免疫球蛋白輕鏈類澱粉蛋白沉積」)的患者,多數年齡在60到70歲之間。
二、性別:「AL類澱粉蛋白沉積」患者中將近70%是男性。
三、其他疾病:患有慢性傳染性或炎性疾病會增加罹患「AA類澱粉蛋白沉積」(又名「繼發性類澱粉蛋白沉積」)的風險。
四、家族史:某些類澱粉蛋白沉積是遺傳性的。
五、腎臟透析:當透析未能完全去除血液中的蛋白質,導致異常蛋白質在血液中積聚,最終沉積在組織中。
 
類澱粉蛋白沉積如何影響大腦?

腦部血管的主要功能,是負責供應所有大腦結構的氧氣與養分,如同樹根,分支密密麻麻;當這些錯誤摺疊的類澱粉蛋白堆積時,就像生長中的樹根撞上石頭,血管因而扭曲轉向,以便繞過障礙物,才能提供大腦神經需要的營養。
 
通過光子顯微鏡拍攝之老鼠血管。左圖為正常血管,右圖為扭曲血管。(圖/美國國家科學院院刊2018年115期)通過光子顯微鏡拍攝之老鼠血管。左圖為正常血管,右圖為扭曲血管。(圖/美國國家科學院院刊2018年115期)
 
2018年美國國家科學院院刊(PNAS)刊登的研究指出,從螢光顯微鏡觀察類澱粉蛋白與腦血管的互動,發現扭曲的血管相較於一般腦血管,更容易觸發病變,導致一連串惡性循環,提高了血管周圍的病變和累積異常蛋白之機率,使得腦部血液供應更加不足,血管與神經細胞凋亡遽增,大腦因而無法順利運作,觸發腦血管病變。
 
類澱粉蛋白(橘色)在血管(綠色)周圍堆積示意圖(圖/美國國家科學院院刊2018年115期)類澱粉蛋白(橘色)在血管(綠色)周圍堆積示意圖(圖/美國國家科學院院刊2018年115期)
 
而目前明確與人類疾病相關的致病性類澱粉蛋白至少有30多種,例如:β類澱粉肽與阿茲海默症有關、微管相關蛋白tau則與某些額顳葉失智有關。
 
避免類澱粉蛋白沉積一直都是科學家研究的重點,《自然》期刊曾刊登有科學家試圖搜尋能夠辨認β類澱粉蛋白的抗體,以便清除腦內β類澱粉蛋白沉積,延緩退化病況。然而該測試仍在實驗階段,臨床上仍未證實有效。
 
醫學與科技發達的現今,雖能透過血管攝影得知腦部血管的扭曲與阻塞狀況,卻仍缺乏技術對病程進行治療、延緩,甚至回復,只有少數暫時緩解或改善症狀的方法。

多運動 預防與延緩阿茲海默症

當氣溫劇烈變化,腦血管容易收縮而導致血液流速與流量產生變化,增加腦梗塞與腦溢血的機率。此外,血液濃稠度增加,也容易促使血管硬化和阻塞。小血管阻塞後,會產生類似輕微腦中風之症狀;初次症狀發生後,10%的患者一年內將會再度腦中風。隨著阻塞次數持續增加、累積,極可能演變成血管性失智症,甚至是阿茲海默症。

要預防與延緩阿茲海默症,最重要的是規律運動,促進腦部血液循環與生理代謝功能,增加血管活性。若是將血管比喻成泥沙淤積的河川,運動能使水流量增加,減少泥沙堆積,避免河流持續出現異常變化,進而保護腦部的認知功能。

其次,健康的飲食習慣也是長期的改善之道。阿茲海默症患者因大腦內的發炎因子及胰島素阻抗而傷及腦神經元,導致腦細胞間的溝通受阻,多吃蔬果或地中海型食物可以改善這些情況。

最後則是多動腦。各式可以觸發大腦思考與反應的活動,能保持腦部神經細胞的敏銳度,降低及減緩阿茲海默症的症狀與病程。
 
資料來源
  • 科技部107年度「科轉計畫:前沿科技轉化暨教育應用推廣」專案計畫
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