新研究发现,大脑里天然锂元素的流失比症状出现得早,这也许能为预防和治疗提供一种安全的治疗途径。
锂在大脑健康中的作用在很大程度上都被归入精神病学范畴,几十年来它一直被用于治疗双相情感障碍;然而,哈佛医学院及其合作者的新研究从不同的角度看待这种低调的元素——将其视为阿尔茨海默病早期阶段的一个潜在因素以及认知衰老中的一个可改变因素。
从新视角看待一种古老元素
这项发表在《自然》(Nature)杂志上的研究,检测了无认知障碍、轻度认知障碍(MCI)和阿尔茨海默病患者死后脑组织中的27种金属含量。在轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者的前额叶皮质里,锂是唯一明显减少的金属,不过血清中的锂含量却保持不变。作者报告称,锂被淀粉样斑块隔离,降低了其生物利用度,并且在小鼠模型中饮食中锂的缺乏会加速淀粉样蛋白和tau蛋白病变,促进神经炎症,并加速认知衰退[1]。
资深作者、哈佛医学院(HMS的布拉瓦尼克研究所)遗传学和神经学教授布鲁斯·扬克纳(Bruce Yankner)在20世纪90年代最先展示了β - 淀粉样蛋白的毒性作用[2]。他说:“锂缺乏可能是阿尔茨海默病病因,这个观点是新的,而且提出了一种不同的治疗方法。”[3]。
《长寿技术》提到,锂长期以来都是精神病学的专属领域,是治疗双相情感障碍的重要依靠。但这项新研究把话题引向了新方向,揭示出这种简单元素在大脑里是动态调节的,它的流失可能是阿尔茨海默病病理早期还没被充分认识的驱动因素。更有趣的是,研究结果显示,内源性锂不只是旁观者,还是正常衰老过程中认知弹性的积极贡献者。换句话说,把锂水平保持在最佳状态,有助于在远超疾病预防这个小范围的情况下维持记忆和神经元完整性。这项工作还凸显了一个诱人的公共卫生联系,就是饮用水里锂含量高的人群患痴呆症的发病率比较低。不过,和它的药理学同类药物不一样,低剂量的乳清酸锂似乎在人体自然范围内起作用,不会产生那些长期以来抑制基于锂的干预措施热情的肾脏和甲状腺问题。[1].
影响很广泛——如果正如越来越多的证据所表明的那样,锂是大脑健康所必需的微量营养素,那么也许是时候把它和镁或者锌同等看待,而不是将其视为一种生硬的精神科“重型武器”;锂是一种元素,因此不可申请专利,这一事实可能会让大型制药公司的热情降温——毕竟,卖元素周期表没多少商业利益可图。这使得公共研究机构和慈善资助者肩负更重的责任来资助后续步骤:开发可靠的生物标志物来测量大脑中的锂含量,以及在有患病风险或处于疾病早期阶段的人群中仔细测试低剂量、可避免淀粉样蛋白的配方。如果这些试验成功,锂的情况最终可能根本就不是关乎稳定情绪,而是关于稳定更为根本的东西——衰老大脑自身的结构。
从消耗到补充
这项研究里,将小鼠饮食中的锂含量降低约一半会导致β - 淀粉样蛋白沉积快速增多、tau蛋白过度磷酸化积累以及小胶质细胞活化。这些影响在五周内出现,在阿尔茨海默病模型小鼠和正常衰老的野生型小鼠中均能观察到。分子分析揭示了多种脑细胞类型的基因表达变化,其中许多与人类阿尔茨海默病组织中的变化相似。
“锂对阿尔茨海默病的各种表现所产生的广泛影响给我留下了最深刻的印象。我研究这种病这么多年,我真的从未见过类似的情况,”扬克纳说[3]。
锂对生物的影响似乎有一部分是通过抑制糖原合成酶激酶3β(GSK3β)来实现的,GSK3β是一种和tau蛋白磷酸化以及淀粉样蛋白产生有关联的激酶。作者发现,锂缺乏会增加GSK3β的活性,而对GSK3β进行药理抑制可逆转许多病理变化,包括突触丧失和小胶质细胞对淀粉样蛋白清除功能受损[1]。
鉴于锂会与大脑中的淀粉样蛋白沉积物结合,该研究小组寻求一种不易结合的形式。乳清酸锂是一种在溶液中电离程度较低的有机盐,和标准碳酸锂相比,它与淀粉样蛋白结合没那么紧密,并且能更有效地提高小鼠非斑块脑组织中的锂水平。以生理剂量给药时,乳清酸锂不仅能预防,而且在老年动物中还能部分逆转淀粉样蛋白和tau蛋白的病理变化,减轻神经炎症,并改善记忆任务的表现[1]。
扬克纳说:‘对我们而言,最让人振奋的发现之一就是,这么低的剂量就有深远影响。’[3]
超越阿尔茨海默病
生理性锂替代具有保护作用,这种作用延伸到正常的大脑衰老过程。对于从中年开始一直被跟踪观察到24个月的野生型小鼠,乳清酸锂治疗保留了树突棘,防止了记忆衰退,并维持了小胶质细胞清除淀粉样蛋白的能力。作者指出,这些发现与将饮用水中较高锂含量与较低痴呆发病率联系起来的观察性研究一致[1]。
扬克纳说:“锂就像我们从环境中获取的其他营养物质,如铁和维生素C一样。”这是首次有人表明,锂以一种具有生物学意义的自然水平存在,而不是以药物形式被给予[3]。
该论文还指出无认知障碍的老年人中存在的相关性:大脑锂水平较高与更好的工作记忆以及在简易精神状态检查表上的更高分数相关。虽然这些数据是观察性和相关性的,但它们表明锂稳态可能是对认知衰退抵抗力的一个可测量和可改变的决定因素[1]。
他说:“我希望锂能发挥比抗淀粉样蛋白或抗tau蛋白疗法更根本的作用,不仅能减轻,还能逆转认知衰退并改善患者的生活。”[3]
平衡之策
作者们提醒说,虽然临床前数据很有说服力,但应用到人类身上时,需要谨慎确定剂量并进行安全监测;低剂量碳酸锂在小型阿尔茨海默病试验中的结果喜忧参半,可能是因为它与淀粉样蛋白的结合性更强[1]。乳清酸锂在人体中的药代动力学仍需详细研究。
如果未来的研究在人类身上证实这些发现,锂可能会从精神病学专家的工具变为与大脑健康广泛相关的微量营养素;挑战将是确定如何在一生中维持大脑中锂的最佳水平而又不陷入有害的过量状态。这是一种微妙的治疗状况,在这里,成功与否将以毫克和微摩尔浓度来衡量,而非药物剂量的强力作用。
[1] 自然杂志文章链接:https://www.nature.com/articles/d41586-025-02255 - w(此为超链接,点击可查看,无外部引用)
[2] 美国国立医学图书馆生物医学文献数据库文章链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2218531/(此为超链接,点击可查看,无外部引用)
[3] 哈佛医学院文章链接:https://hms.harvard.edu/news/could - lithium - explain - treat - alzheimers - disease(此为超链接,点击可查看,无外部引用)
文章《大脑锂含量与阿尔茨海默病发展相关》(Lithium levels in the brain linked to Alzheimer’s progression)首先发表于《长寿技术:最新新闻、观点、分析与研究》。
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