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高功率脑部扫描揭示了亨廷顿舞蹈症 (HD) 中的钠变化

一种新的脑部扫描技术揭示了 HD 患者大脑中较高的钠水平。这可能对临床试验有何帮助?

研究人员首次在 HD 中使用一种新的脑部扫描技术,发现亨廷顿舞蹈症患者大脑中的钠水平可能升高。但是,钠含量升高实际上意味着什么?为什么我们的大脑中会有钠——它不就是盐吗?为什么“咸脑”不好?

为什么我们需要盐

您常见的盐类——食盐、岩盐、海盐等——都由化学物质氯化钠或业内人士所说的 NaCl 组成。

这项研究使用强大的 MRI 扫描仪,揭示了亨廷顿舞蹈症患者大脑中较高的钠水平。
这项研究使用强大的 MRI 扫描仪,揭示了亨廷顿舞蹈症患者大脑中较高的钠水平。

自从我们走出原始汤以来,盐一直是人类以及所有其他哺乳动物饮食的重要组成部分。盐中的钠对于维持我们体内的体液平衡至关重要——换句话说,确保我们的血液、其他体液和细胞中有适量的水,以保持事物正常运转。钠还用于帮助化学物质进出细胞,没有它,细胞将无法正常工作。

最后,也许是最重要的,钠对于思考至关重要。我们指的是,钠是神经元发送电脉冲所必需的。

而且,就像在体内发现的所有化学物质一样,钠会被消耗掉,因此我们必须不断吃盐,否则我们将完全停止运转。

好东西太多了?

我们觉得盐味道好,因为它在我们饮食中占有如此重要的地位,而且我们的祖先会尝试寻找和收集咸的东西来吃。然而,在现代世界,盐的制造变得非常高效,以至于我们可以获得大量的盐。每年生产约 2.1 亿吨,其中大部分被添加到我们的食物中。

现在,我们不必像我们的祖先那样寻找稀有、珍贵的盐,而是实际上必须避免吃太多,否则会有中风、心脏病和其他令人讨厌的事情的风险。

像生活中的大多数事情一样,盐太多或太少都是一件坏事,我们需要尝试吃均衡的量。但这与亨廷顿舞蹈症有什么关系呢?

使用 MRI 扫描仪测量钠

由于盐中的钠对于大脑的运作至关重要,因此如果能够测量活人中的钠含量,那就太好了。这就是钠组织浓度成像背后的想法。

通过巧妙地将一台特别强大的磁共振成像 (MRI) 扫描仪调谐到钠原子的精确磁频率,研究人员可以绘制出活体大脑的“钠浓度图”。然后可以将这些钠浓度图在 HD 患者和健康对照参与者之间进行比较。

尾状核中钠含量增加?

这正是德国于利希研究中心和亚琛大学的一些研究人员最近所做的,他们的研究结果刚刚发表在《神经影像》杂志上。

“HD 患者大脑中的钠浓度较高,尤其是在一个名为尾状核的大脑区域。”

研究人员发现,HD 患者大脑中的钠浓度较高,尤其是在一个名为尾状核的大脑区域。您可能已经听说过尾状核,因为它以成为 HD 早期受影响最严重的大脑部分而闻名。

钠成像研究强调尾状核这一事实符合我们目前对 HD 大脑的理解,并使我们对研究结果的准确性充满信心。

为什么这么咸?

那么,是什么原因导致大脑钠含量增加呢?嗯,大脑中的所有细胞通常都含有适量的钠,而细胞之间的空间(充满液体和化学物质)的钠含量要高得多。

由于我们的大脑细胞生活在咸的环境中,因此它们需要不断泵出过量的钠,以维持适当的水平。导致 HD 的突变亨廷顿蛋白的一个影响可能是削弱细胞泵出过量钠的能力。这将导致 HD 脑细胞中的钠水平高于正常水平。它也可能影响细胞的运作情况。

HD 中钠浓度增加的另一种可能的解释是,突变蛋白正在导致脑细胞死亡。因此,当扫描仪观察特定的大脑区域时,它将包含更少的细胞,以及更多细胞之间的高盐液体。这意味着大脑区域中的平均盐浓度会更高。

这如何帮助对抗 HD?

太好了,我们已经看到 HD 大脑通常更咸。但是,这对于寻找 HD 治疗方法有何帮助,而不仅仅是一种测量盐的昂贵方法?

嗯,除了观察钠水平外,研究人员还测量了不同大脑区域的大小。虽然这在 HD 中已经做过很多次了,但他们想比较钠水平与大脑区域的大小。

正如预期的那样,在 HD 早期阶段已经萎缩的大脑区域(例如尾状核)中发现了最高的钠水平。

然而,在没有萎缩的大脑部分(例如杏仁核)中,钠水平也异常高。

这可能意味着钠的增加实际上发生在任何大脑萎缩之前。这个想法符合关于 HD 中钠的理论。如果这是正确的,那么测量钠水平可能是检测大脑变化的最早阶段的好方法。

尾状核中的钠含量最高,尾状核在亨廷顿舞蹈症的早期受到影响。
尾状核中的钠含量最高,尾状核在亨廷顿舞蹈症的早期受到影响。
图片来源: Life Science Databases

更重要的是,如果我们想测试一种潜在的 HD 治疗方法,我们可以看看该药物是否有助于将钠浓度保持在正常水平,从而了解该药物是否在临床症状开始之前甚至在大脑区域开始改变大小之前起作用。

当一项测量告诉我们关于疾病的有用信息时,我们称之为生物标志物

等一下……

如果 HD 大脑中的钠含量高于正常水平,那么这项研究是否意味着我只要少吃盐就可以对抗 HD?

不幸的是,没有那么简单。

结果仅表明,在 HD 中,钠在整个大脑中的分布不均匀,这可能是事情出错的迹象。改变饮食中的盐含量不会影响这种不均匀的分布。

在解释这项研究的结果时,还需要牢记其他一些事项。钠浓度成像是非常新的,并且该技术不像其他脑成像方法那样完善。它产生的图像分辨率要低得多,就像旧数码相机拍摄的照片一样。这意味着尝试将钠水平与特定大脑区域进行匹配不是很准确。希望随着时间的推移,该技术会有所改进。

此外,这项研究仅在由 13 名亨廷顿舞蹈症患者和 13 名对照者组成的小组中进行。在我们可以肯定地说 HD 大脑中的钠含量较高之前,需要对更大的群体进行研究。

最后

在亨廷顿舞蹈症中使用钠成像进行研究还处于早期阶段。然而,这项研究具有创新性,并显示出与我们对 HD 中大脑问题的理解相符的有趣结果。如果更多的人决定使用这种方法,并使用更精细的方法测试更大的群体,那么大脑的盐度可能会成为 HD 治疗反应的生物标志物。

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