摘要
你能想象一个当我们生病时医生给我们开食物的世界吗?传统上，医生会开处方药来治疗疾病。这些药物大多被称为药物，是由研究人员开发的。药物可以与特定疾病的相关分子相互作用，从而减轻患者的症状。最近的研究表明，食物中的天然化合物可以缓解疾病。与药物相反，我们可以通过每天吃的食物摄入这些被称为营养药品的化合物。营养食品已经在各种生物体中进行了研究，它们对生活在消化系统中的细菌的影响也已被研究过。对果蝇的研究表明，营养食品对治疗某些脑部疾病有益。这篇文章将描述有前途的营养药品，可以用来治疗阿尔茨海默病，这种疾病影响着世界各地的许多老年人。
当遗忘成为一个问题
你有多少次忘记了在聚会上认识的新朋友的名字?或者有多少次你早上到了学校，突然想起那天要考试?这没什么好担心的;我们有时候都很健忘!但当人们变老时，忘记简单的信息和任务可能是一种健忘的迹象神经退行性疾病．神经退行性疾病是一种不可逆的、恶化的大脑疾病，它会慢慢破坏大脑细胞神经元．阿尔茨海默病(AD)是一种众所周知的神经退行性疾病，全世界有超过3600万人受到影响，其中大多数年龄在65岁以上[1，2]。阿尔茨海默症最先受到影响的神经元是那些负责记忆和思考技能的神经元。随着阿尔茨海默病的发展，患者失去了进行正常日常活动的能力，他们的行为发生了变化，慢慢地失去了饮食和交流的能力。需要注意的是，AD不同于正常的衰老。在阿尔茨海默病患者中，神经元的丧失、记忆力和其他技能的下降比没有阿尔茨海默症的老年人发生得更快。
阿尔茨海默病的不同阶段
阿尔茨海默病是一种进行性疾病，这意味着它会随着时间的推移而恶化。AD可分为三个主要阶段——早期、中期和晚期——每个阶段都有特定的症状(图1) [1]。
- 图1 -阿尔茨海默病的三个阶段
- AD通常经历三个阶段:早期、中期和晚期。每个阶段都有特定的症状。然而，由于早期的症状往往被误认为是简单的衰老迹象，AD的诊断可能需要在最初症状出现后长达8年的时间[1]。诊断后患者可存活~10年，在此期间症状加重。
早期阶段通常被不恰当地诊断为“老年”。一般来说，患者在65岁左右被诊断为早期AD [2]。早期的阿尔茨海默症患者可能难以完成简单的运动任务，如扣衬衫或打开罐子。没有AD的人可以毫不费力地完成这些任务。此外，AD患者通常词汇量减少，学习困难，记忆新信息(如新名字或新方向)有问题。1]。
在中期，患者通常开始难以独立生活。影响走路的运动技能和协调能力下降会增加受伤的可能性。患者开始出现长期记忆问题，使他们无法识别熟悉的面孔，包括他们所爱的人。在这个阶段，患者开始出现不寻常的行为和情绪变化。在这个阶段，病人可能需要家庭照顾或辅助生活照顾，以维持日常生活[1]。
在AD的最后阶段，症状最为严重。在最后阶段，患者需要全天候护理。个人往往会失去照顾自己的能力，包括他们最基本的需求，如洗澡、运动和吃饭。在这个阶段，患者也失去了交谈或交流他们的愿望、需求和感受的能力。1]。最终，患者需要临终护理，以便他们能够尽可能舒适地度过最后的日子。
阿尔茨海默病的病因?
如果让你猜你的大脑有多少细胞，你会猜多少?一万，十万，还是一百万?我们的大脑实际上包含大约1000亿个神经元!神经元发送和接收信息，使大脑和身体其他部位能够快速交流。在阿尔茨海默症患者的大脑中，这些连接被中断了，但科学家们还不完全明白其中的原因。研究发现了AD的三种可能原因[1]。当一个人患有AD时，一种叫做淀粉样蛋白的蛋白质在神经元之间积聚，形成一种叫做β-淀粉样斑块在细胞外。另一种不寻常的蛋白质叫做tau，在神经元内部形成密集的缠结。淀粉样斑块和缠结阻碍神经元发送和接收信号，导致神经元死亡。因此，由于许多神经元的死亡，大脑的某些部分往往会缩小，导致上述症状。
研究果蝇的阿尔茨海默病
虽然看起来果蝇和人类有着难以置信的不同，但实际上，当涉及到疾病相关基因时，它们有75%的相似之处[3.]。一种名为淀粉样前体蛋白(APP)的蛋白质的编码基因，是导致AD的蛋白质之一，也存在于果蝇中，被称为APP样蛋白(APPL) [1]。利用现代基因工具，可以将人类APP植入容易进行实验的苍蝇体内。
在果蝇身上进行的一些AD实验涉及在果蝇大脑中产生突变的人类APP蛋白。所选择的突变已在AD患者中发现[1]。一个这样的实验表明，APP突变的果蝇有异常的睡眠模式，这在早期AD患者中也很常见[1]。另一项实验表明，突变的APP破坏了细胞内正常的“房屋清洁”功能，导致某些不必要分子的积聚[1]。研究人员还创造了APPL不存在或存在水平降低的果蝇，并发现这些果蝇的学习和记忆技能受到了负面影响[1]。
ad相关症状可以通过观察果蝇神经元形状的变化来评估。4]。症状也可以通过观察苍蝇的行为来评估，例如通过攀爬测试来测量苍蝇的移动能力[5]。总之，因为它们很容易在实验室里研究，而且在症状和所涉及的蛋白质方面与人类有相似之处(图2)，果蝇对于了解阿尔茨海默症的发病机制非常有用。
- 图2 -人类和果蝇的AD症状。
- (一)AD的果蝇模型表现出与人类相似的症状。(B)果蝇大脑的大小约为250 μm，而人类大脑的平均长度约为15厘米。(C, D)在阿尔茨海默病中，健康的神经元因细胞间的β淀粉样蛋白斑块和细胞内的tau蛋白缠结而死亡。
药品和保健品在AD
不幸的是，目前还没有治愈阿尔茨海默病的方法，但研究人员正在尝试用各种方法治疗这种疾病。主要的治疗方法包括制药化合物(药物)与各种已知在AD中起作用的分子相互作用。在给患者使用之前，这些药物必须先经过批准程序，以评估它们的疗效以及是否安全。近年来，大公司开发了许多治疗AD的药物;然而，由于严重的副作用，大多数药物都未能通过审批程序。1]。这促使研究人员寻找治疗阿尔茨海默症的替代疗法。
幸运的是，另一类很有前途的化合物叫做保健品，可能有助于缓解AD症状。虽然“营养品”和“药品”听起来很相似，但营养品来自人们每天吃的食物。营养品是天然产生的可能具有药用特性的食品化学物质[1]。可减轻AD症状的营养品包括没食子酸、花青素、肉桂醛、姜黄素和水飞蓟宾(图3) [1]。尽管你以前可能没有听过它们的名字，但这些化学物质存在于你可能非常熟悉的食物中。例如，没食子酸存在于草莓、香蕉和葡萄等水果中。没食子酸已被证明可以降低体内有毒分子的水平，并减少β淀粉样斑块的积累[1]。花青素是另一种很有前途的营养品。蓝莓、桑葚和其他水果和蔬菜中含有蓝紫色。花青素还能降低有毒分子水平，对消化系统有益[1]。最后，肉桂醛(存在于肉桂中)、姜黄素(存在于姜黄和咖喱香料中)和水飞蓟素(存在于草药茶中使用的牛奶蓟中)都是常见的家庭化合物，根据对果蝇的观察，这些化合物被证明可以缓解一些与ad相关的症状[1]。
- 图3 -常见的营养品及其益处
- 营养品是天然存在于食物中的具有药用价值的化学物质。
除了直接改善AD的一些症状，一些营养食品也被证明有作用间接，通过影响消化系统中的细菌[1]。人类的消化系统中生活着各种各样的细菌;它们合在一起被称为肠道微生物组．肠道微生物组影响身体的许多部位。肠道细菌帮助大脑的想法听起来可能很奇怪，但一些研究表明，肠道微生物组会影响大脑功能通过所谓的脑肠轴1]。科学家们仔细研究了微生物组对许多生物的AD症状的影响，他们发现了一些共同的特征，包括对免疫系统、炎症和大脑功能的影响[1]。
一些发酵食品含有活的微生物益生菌众所周知，吃了它们会产生有益的影响。益生菌食物的例子包括酸奶、开菲尔酒、康普茶和酸菜。研究人员正在研究微生物如何从益生菌中受益。例如，一种益生菌治疗包括三种经常在发酵食品中发现的细菌菌株，与一种促进有益微生物生长的富含营养的草药化合物(这种化合物被称为益生菌制剂)搭配使用前生物) [1]。这种治疗帮助果蝇活得更久，提高了它们的机动性，并减少了大脑中β淀粉样蛋白斑块的积累[1]。虽然这些结果很有希望，但还需要进一步的研究来建立营养食品、肠道微生物组和AD之间的关系。
结论
阿尔茨海默病远未被治愈。然而，科学家们正在努力开发安全有效的方法，以针对AD的重要因素，减轻AD症状。营养营养品——存在于我们日常食用的许多食物中的物质——是一种很有前途的药物治疗的替代品，到目前为止，药物治疗还没有被证明非常有效。除了营养食品，分子生物学和医学的最新进展为潜在的治疗开辟了新的途径。这些进步结合在一起，加上肯定会发明的创造性新方法，使理解和有效治疗AD的潜力比以往任何时候都高。希望未来AD研究的发现能对无数老年人及其家庭的生活产生积极影响。
术语表
神经性疾病：↑一种导致大脑或脊髓细胞停止工作或死亡的疾病。
神经元：↑能够发送对大脑功能和记忆很重要的电信号和化学信号的细胞类型。
β-淀粉样斑块：↑AD患者大脑中β淀粉样蛋白片段的积累。
药品：↑药品制药公司为医疗目的生产的药品
保健品：↑我们吃的食物中发现的可能被用来治疗疾病的成分。
肠道微生物组：↑收集胃肠道中发现的微生物。
益生菌：↑含有活细菌或酵母的补充剂有助于我们的肠道微生物群。
前生物：↑促进肠道有益微生物生长或活动的食物
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
致谢
我们感谢Vonhoff实验室成员对手稿的有益评论。感谢UMBC自然科学预备教授奖学金对FV的支持。AC和CP由UMBC的LSAMP计划支持，该计划由国家科学基金会(奖励#1002566)资助。CP还得到了UMBC的本科生研究奖计划的支持，该计划由本科生学术事务部资助，由Meyerhoff学者计划资助，由Howard Hughes医学研究所通过HHMI适应项目向UMBC拨款，并由UMBC的U-RISE计划资助。UMBC的URISE得到了美国国立卫生研究院(NIGMS/NIH)国家普通医学科学研究所的支持，资助金额为T34GM136497。
作者免责声明
内容仅为作者的责任，并不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。
参考文献
[1]↑贾拉里，D.，格瓦拉，J. A.，马丁内斯，L.，洪，L.和冯霍夫，F. J. 2021。营养和益生菌的方法来检查淀粉样前体蛋白APP的分子相互作用果蝇阿尔茨海默病的模型Int。理学。22:7022。doi: 10.3390 / ijms22137022
[２]↑阿尔茨海默病的事实和数据。预防老年痴呆症．(2020) 16:391 - 460。doi: 10.1002 / alz.12068
[3]↑田勇，张志超，韩杰。2017。果蝇．自闭症谱系障碍的研究。>。公牛。33:737-46。doi: 10.1007 / s12264 - 017 - 0166 - 6
[4]↑Sunderhaus, E. R.和Kretzschmar, D. 2016。定量神经退行性变的肿块组织学果蝇．J. Vis. Exp。15:54809。doi: 10.3791/54809
［5］↑Madabattula, s.t.， Strautman, j.c.， Bysice, a.m.， O 'Sullivan, j.a.， Androschuk, A.， Rosenfelt, C.等。2015。a钢爬升缺陷的定量分析果蝇神经退行性疾病模型。J. Vis. Exp。100: e52741。doi: 10.3791/52741