美国华盛顿大学医学院的研究者在动物实验中发现,三磷酸腺苷敏感性钾离子(adenosine triphosphate-sensitive potassium,KATP)通道激活介导了海马神经元对高血糖的反应,引起神经元活性增强、组织液β淀粉样蛋白(amyloid-β,Aβ)增多,提示单纯血糖偏高也可能与阿尔兹海默病(Alzheimer’s Disease,AD)的发病机制有关。
Aβ在大脑中的异常沉积是AD发病的关键始发因素,可早于认知障碍15年出现。在亚临床期,那些有AD病理倾向的脑组织除了存在Aβ沉积和随后的tau蛋白聚集,还出现了葡萄糖代谢下降。
流行病学调查显示,2型糖尿病与AD发病率似乎存在某种关联。2型糖尿病患者罹患AD的概率高出2倍~4倍,轻度认知障碍者血糖偏高后很快就进展成AD。一些学者注意到这些现象,在AD的发病机制中积极探索与2型糖尿病有关的几个主要特征,包括胰岛素抵抗增加和胰岛素分泌减少,却鲜有研究关注单纯的血糖偏高与AD的关系。
为了搞清楚葡萄糖代谢在AD中的作用,研究人员建立了AD小鼠模型。利用葡萄糖钳夹和在体微透析技术,在小鼠清醒、自由活动时动态调节血糖水平,实时监测海马组织液Aβ、血糖和乳酸的变化。诱导年轻小鼠出现急性高血糖后,组织液Aβ和乳酸都增加了,标志着神经元活性增强。这一效应在Aβ斑块病理改变明显的老年小鼠中表现得更强。神经元和星型胶质细胞的细胞膜上都有KATP通道。予KATP通道激动剂处理小鼠海马区,无论是否存在高血糖,组织液Aβ均未见明显变化。换用KATP通道拮抗剂后,组织液Aβ和乳酸水平与血糖浓度呈剂量依赖性增加。
这表明,是KATP通道把葡萄糖代谢和神经元活性、组织液Aβ结合起来,介导了海马神经元对高血糖的反应。非胰岛素抵抗引起的血糖偏高也可能与AD发病机制有关,提醒临床医生在AD亚临床期积极控制血糖可能降低AD发病风险。(作者:仇正虹)
参考文献:Journal of Clinical Investigation 2015;125:2463-2467