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如何預防「阿茲海默症」和「額顳葉失智症」?你需要優質睡眠來清除Tau蛋白

好萊塢動作巨星布魯斯威利(Bruce Willis)自去(2022)年春天發現有失語症的何預和額問題宣布息影後,前一陣子確定被確診罹患「額顳葉失智症」(frontotemporal dementia,茲海症需簡稱FTD)。默症

大部分的顳葉人可能只知道阿茲海默症,但其實失智症不是失智睡眠只有阿茲海默症而已,FTD其實也是優質常見的早發型失智症之一,而這兩種類型的來清失智症其實有著歷史上的淵源,也有病理上的蛋白連結;Tau蛋白的異常堆積正如橋梁一般,連結了許多大腦退化疾病,何預和額包跨了阿茲海默症和FTD。茲海症需

阿茲海默症是默症由德國醫師Alois Alzheimer在臨床上的發現與報導而命名,而FTD是顳葉先在1892年由Arnold Pick醫師統整臨床上的發現,並在這位德國醫師Alois 失智睡眠Alzheimer的研究中,找到更進一步的優質大腦異常特徵。

Alois 來清Alzheimer醫師也在他的研究中指明FTD與他在1911年發表的阿茲海默症,有很不一樣的臨床表現:通常阿茲海默症非常明顯的病徵是記憶力衰退,並且對時間、地點和人物的辨認出現問題;而FTD則以語言能力上的退化為顯著,且常有人格變化和喪失對行為的控制力。

換句話說,FTD的失智症患者在疾病發病早期時,他們的記憶和生活自理上比較不受影響,但因為額顳葉是大腦控制語言與行為重要的區域,所以額顳葉退化的FTD失智症患者這時常常會有說話變得不流暢、費力、命名困難等漸進性退化現象。在人格的變化上,FTD的失智症患者可能變得失去同情心、脾氣暴躁、反社會人格等。網路上FTD的科普文章多著重在這裡,有非常詳細的列表,這裡就不贅述了。

連結多種腦部重要疾病──什麼是Tau蛋白?

前面說到,Tau蛋白的異常堆積,在包含阿茲海默症和FTD等許多大腦退化疾病非常容易見到,那Tau蛋白究竟是什麼?這要從一點神經生物學的基礎說起。

大家都知道我們的大腦是非常複雜的網路,常常被比喻為橫縱交織、高低交錯高速公路網,而上面的車輛載者不同神經傳導物,必須在一定的出口離開交流道,或是從一號高速公路轉到二號高速公路,才能將神經傳導物在對的時間送到對的地方,保持大腦的正常運作。

當我們不好好睡覺時,或是缺乏睡眠時,高速公路上就會出現不必要的垃圾障礙物或是沒有保養的老爺車,擠塞原本應該通順的高速公路網,也就讓我們的思考變慢,記不住事情。喝酒嗑藥會讓載者不同神經傳導物車輛下錯高速公路,或是發生車禍,讓大腦功能下降,人也變得不像是平常的自己。

高速公路的路本身,在大腦的神經細胞裡,是由一種叫做「微管蛋白」(microtubule)的特殊細胞骨架組成。當微管蛋白不穩定時,讓大腦好好運作的高速公路網就會變得搖搖晃晃很不穩定。Tau蛋白就像是支撐高速公路骨架的橋樑一樣,當Tau蛋白因為年紀、基因突變、疾病、或是大腦損傷時,讓大腦運作原理的高速公路網就會如電影場景般,一一崩壞。而正如電影裡的世界末日的場景般,當高速公路網崩塌到不可收拾的地步時,透過高速公路傳送營養與資訊過活的腦神經細胞就死掉了。

這也是為什麼在流行美式足球(football)的國家中,早發型的失智症比例偏高。當大腦不斷地被撞擊,就增加了Tau蛋白脫離微管蛋白的機會,也就增加了腦神經死亡的機率。

脫離微管蛋白的Tau蛋白就像是樂高一樣,彼此會以勾狀的方式堆疊在一起。再說深一點,當Tau蛋白樂高一樣推起來時,最上面那層的Tau蛋白和最底層的Tau蛋白能量最高(亂度最低),為了降低能量達到安穩的狀態,最上面那層的Tau蛋白和最底層的Tau蛋白,會非常容易跟其他結構正確而不容易堆起來的Tau蛋白交互作用,並改變這些原本結構正確的Tau蛋白成為推積型的Tau蛋白。

這個特性讓Tau蛋白有越疊越多的趨勢,於是當疾病發展到後期時,病人大腦中有大量類澱粉瘢塊和神經纖維糾纏的病理(tauopathies)。

基因突變或是老化則是常常會改變Tau蛋白的結構 (在DNA層次或是後蛋白修飾層次),讓Tau蛋白容易脫離微管蛋白,且自己堆疊的黏度增高,於是就會透過前面所說的樂高原理,容易形成一坨Tau蛋白組成的推積物,沉澱在腦神經細胞中,進一步的增加腦神經的負擔,加速死亡。

Histopathology_of_neurofibrillary_tanglePhoto Credit: 維基百科
箭頭處為高度磷酸化的Tau蛋白聚集形成的神經原纖維纏結(Neurofibrillary tangle)

進一步想,如果能有效抑制Tau蛋白組成的推積物或是沉澱在腦神經細胞中,是不是就能成為抵抗貌似不可逆的大腦退化疾病呢?完全就是這麼一回事。基因治療、免疫療法等現在火紅的生醫技術,就是希望能在在DNA層次或是後蛋白修飾層次上,阻止Tau蛋白推積和沉澱。 這些研究目前都還在臨床試驗中,未來性很高,但目前還沒有公認的療法問世。

把掉下來的Tau蛋白從大腦中清掉?你需要優質睡眠

作為具有睡眠、生理時鐘與大腦疾病研究背景的老王還是要提醒大家,千萬別小看了大腦在睡眠時,清除垃圾物的能力。把掉下來的Tau蛋白從大腦中清掉也是之一。舉個例子:

當實驗老鼠被限制該睡的時候不能睡時,實驗鼠的腦中的Tau蛋白是基礎值的兩倍;如果是以人為測驗對象還會看到這麼高的數據嗎?

在2019年發表的研究中,研究團隊測試了14位年齡介於30-60歲的受試者, 其中七位是能好好睡覺的控制組,另外七位為睡眠剝奪的實驗組。換句話說,在測試期間中,當控制組能好好睡上約6.7小時的時候,實驗組只有22分鐘。在這樣的情況下,研究團隊發現睡眠被剝奪的實驗組的腦脊液中的Tau蛋白,增加了超過50%。


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