根据威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)的一项新的临床前研究,高血压可能比先前理解的更早地损害大脑——甚至在可测量的血压升高之前。这些变化有助于解释为什么高血压是发展认知障碍(如血管性认知障碍和阿尔茨海默病)的主要风险因素。该研究表明,高血压会触发单个脑细胞的早期基因表达变化,这可能会干扰思维和记忆等认知功能。这些发现可能导致既能降低血压又能预防认知能力下降的药物。
与没有高血压的人相比,高血压患者患认知障碍的风险高出1.2至1.5倍,但确切原因尚不清楚。虽然许多当前的高血压药物成功地降低了高血压,但它们通常对大脑功能几乎没有或根本没有效果。这表明血管变化可能会独立于与高血压相关的血压升高而造成损害。
"我们发现,负责认知障碍的主要细胞在小鼠诱导高血压后仅三天就受到影响——在血压升高之前,"威尔康奈尔医学院Feil Family脑与心智研究所所长、神经科学教授和Anne Parrish Titzell神经病学教授、资深作者科斯坦蒂诺·亚德科拉(Costantino Iadecola)博士说。"归根结底,涉及的不仅仅是血压失调。"
威尔康奈尔医学院神经科学博士后研究员安东尼·帕乔尔科(Anthony Pacholko)博士共同领导了这项工作。
在之前的研究中,亚德科拉博士的团队发现高血压会全局影响神经元的功能,但单细胞技术的最新创新使他们能够深入研究大脑不同类型细胞在分子水平上发生的变化。
为了在小鼠中诱导高血压,研究人员施用了升高血压的激素血管紧张素,从而模拟人类的状况。然后,他们检查了不同类型脑细胞在三天后(血压升高前)和42天后(血压高且认知能力受损时)的受影响情况。
在第三天,三种细胞类型的基因表达发生了显著变化:内皮细胞、中间神经元和少突胶质细胞。内皮细胞(排列在血管内表面的细胞)由于能量代谢降低和衰老标志物升高而过早老化。研究人员还观察到了血脑屏障(调节营养物质流入大脑并阻止有害分子进入)变弱的早期迹象。中间神经元(调节兴奋性和抑制性神经信号平衡的脑细胞)受损,导致抑制和兴奋之间的不平衡,类似于阿尔茨海默病中所见。
此外,用髓鞘包裹神经纤维的少突胶质细胞未能正确表达负责其维护和替换的基因。如果没有足够的少突胶质细胞来维持髓鞘的健康,神经元最终会失去彼此交流的能力,这对认知功能至关重要。在第42天观察到更多的基因表达变化,与认知能力下降相吻合。
"高血压引起的早期变化的程度相当令人惊讶,"帕乔尔科博士说。"了解高血压在疾病最早阶段如何在细胞和分子水平上影响大脑,可能会为寻找可能阻止神经退行性的方法提供线索。"
一种已经在临床使用的抗高血压药物氯沙坦(losartan)抑制血管紧张素受体。"在一些人类研究中,数据表明血管紧张素受体抑制剂可能比其他降低血压的药物对认知健康更有益,"亚德科拉博士说。在额外的实验中,氯沙坦逆转了小鼠模型中高血压对内皮细胞和中间神经元的早期影响。
"高血压是造成心脏和肾脏损伤的主要原因,可以通过抗高血压药物预防。因此,无论认知功能如何,治疗高血压都是首要任务,"亚德科拉博士说。
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