南卡罗来纳医科大学(MUSC)领导的一项开创性研究对鱼油补充剂对反复轻度脑外伤患者的价值提出了质疑。在《细胞报告》(Cell Reports)杂志发表的文章中,研究人员表示,通常被视为具有神经保护作用的补充剂实际上可能会损害脑损伤后的愈合过程。
MUSC副教授、国家创伤学会委员会成员奥恩德·阿尔巴亚姆(Onder Albayram)博士是这项机制研究的主要调查员。该研究考察了塑造脑损伤后脑血管修复的生物通路。
作为背景,根据富达商业洞察(Fortune Business Insights)的数据,鱼油中omega-3脂肪酸的需求正在不断增长。鱼油甚至开始出现在一些饮料、乳制品替代品和零食中。
阿尔巴亚姆对此并不感到意外。他表示:"鱼油补充剂无处不在,人们出于各种原因服用它们,往往对它们的长期影响缺乏清晰理解。"
"但在神经科学方面,我们仍然不知道大脑对该补充剂是否有抵抗力或适应性。这就是为什么我们的研究是该领域的首创。"
阿尔巴亚姆与埃达·卡拉卡亚(Eda Karakaya)博士以及阿德维耶·厄尔古尔(Adviye Ergul)医学博士共同进行了这项研究,还有MUSC及其他机构的几位研究人员参与。其中包括他在纽约冷泉港实验室癌症中心(Cold Spring Harbor Laboratory Cancer Center)的长期合作者塞米尔·贝亚兹(Semir Beyaz)博士。
研究人员发现了一种与环境相关的代谢脆弱性,即细胞处理能量的方式发生转变,可能导致组织恢复能力下降,这与许多鱼油补充剂中发现的一种omega-3脂肪酸在大脑中的积累有关。这种脂肪酸是二十碳五烯酸,更广为人知的名称是EPA。在研究的模型中,大脑中较高的EPA水平与损伤后修复能力降低相关。
阿尔巴亚姆表示,有强有力的证据支持二十二碳六烯酸(DHA)的益处,DHA是鱼油中的omega-3脂肪酸,是神经元膜的主要结构成分。相比之下,EPA在大脑中遵循不同的生物路径,膜整合更为有限,其效果可能因暴露时间和生理环境而异。因此,持续摄入omega-3的长期影响,特别是对损伤后脑血管适应和恢复的影响,一直未得到充分界定。
因此,研究团队采用了逐步的方法,通过多种模型将饮食、大脑生物学和恢复联系起来。在小鼠模型中,他们研究了长期鱼油补充如何影响反复轻微头部撞击后大脑的反应,重点关注与血管稳定性和修复相关的信号。
随后,他们使用人类脑微血管内皮细胞更仔细地研究了大脑的血管内衬,这些细胞有助于维持大脑与血液之间的屏障。在这些实验中,EPA(而非DHA)与较弱的内皮修复相关功能相关联,这与动物研究中观察到的更广泛模式一致。
最后,为了将工作置于人类疾病背景下,研究人员分析了经神经病理学证实的、有反复创伤性脑损伤史的慢性创伤性脑病(CTE)患者的死后上额叶皮层组织。
研究人员在报告中表示,他们的发现"对精准营养、治疗策略和针对脑损伤和神经退行性疾病的饮食干预设计具有重要意义。"
研究人员列举了关键发现
他们的报告中的表述首先列出,随后是简要解释。
1. 由EPA驱动的神经血管不稳定性在创伤性脑损伤后引发血管周围tau蛋白病变和认知能力下降。
"在小鼠建模的敏感大脑状态下,长期鱼油补充揭示了一种延迟性脆弱性。随着时间推移,这些动物表现出更差的神经学和空间学习能力,同时皮层中血管相关tau蛋白积累的明确证据,将受损恢复与神经血管功能障碍和血管周围tau病理联系起来,"阿尔巴亚姆说。
2. EPA重塑皮层转录反应并抑制创伤性脑损伤后的血管生成信号。
"在受损皮层中,研究团队观察到通常支持血管稳定性和修复的基因程序发生了协调转变,"阿尔巴亚姆说。"这种模式包括与细胞外基质组织和内皮完整性相关的基因表达减少,以及与损伤后脂质处理改变一致的更广泛变化。"
3. 在允许的代谢条件下利用EPA会损害血管生成和内皮完整性,重现创伤性脑损伤后的脑血管功能障碍。
阿尔巴亚姆表示,在人类脑微血管内皮细胞中,EPA并不表现为普遍毒素。"相反,当细胞被置于鼓励脂肪酸参与的条件下时,EPA与较弱的血管生成网络形成和降低的内皮屏障完整性相关,与体内观察到的神经血管修复缺陷的关键特征相匹配。"
4. CTE大脑显示神经血管和脂肪酸代谢重编程与EPA相关脆弱性一致。
"在经神经病理学证实的、有反复脑损伤史的CTE病例的死后皮层中,研究人员发现了脂肪酸平衡紊乱和影响血管和代谢通路的广泛转录变化的证据,"阿尔巴亚姆说。"这项人类研究部分用于提供转化背景,询问慢性疾病组织是否显示出改变的脂质处理和降低的血管稳定性的趋同特征。"
这些发现意味着什么?
阿尔巴亚姆强调,这项研究并非呼吁公众放弃鱼油补充剂。"我并不是说鱼油在某种普遍意义上是好是坏,"他说。"我们的数据强调的是,生物学是环境依赖的。我们需要了解这些补充剂在体内随时间的行为方式,而不是假设相同的效果适用于每个人。"
他和他的同事希望这些发现能鼓励科学家、医疗保健提供者和公众更仔细地审视omega-3补充的潜力和局限性。这项工作聚焦于一个特定的生物环境——反复轻度创伤性脑损伤,并使用CTE组织提供观察性一致,而非声称直接的因果关系。
"与任何研究一样,存在重要的边界,"阿尔巴亚姆说。"在人类CTE组织中,我们可以观察模式,但无法证明是什么驱动了它们。我们也不能捕捉到在现实生活中塑造omega-3处理的每一个变量,包括整体饮食、健康状况和生活方式。"
研究团队表示,下一步将是定义EPA如何在体内被吸收、运输和分布,特别关注脂肪酸运输机制。"这篇论文是一个起点,"阿尔巴亚姆说,"但它是一个重要的起点。它开启了关于神经科学中精准营养的新对话,并为该领域提供了一个框架,以提出更好、更可测试的问题。"
关于南卡罗来纳医科大学
MUSC于1824年在查尔斯顿(Charleston)成立,是该州唯一的综合性学术健康系统,使命是通过教育、研究和患者护理来保护和优化南卡罗来纳州的人类生命。每年,MUSC在六个学院教育超过3,300名学生,并在其健康系统中培训超过1,060名住院医师和研究员。MUSC在联邦、美国国立卫生研究院和其他研究资金方面领先全州。有关学术项目的更多信息,请访问musc.edu。
作为南卡罗来纳医科大学的医疗保健系统,MUSC Health致力于提供最高质量和最安全的患者护理,同时教育和培训几代杰出的医疗保健提供者和领导者,为南卡罗来纳州及更广泛地区的人们服务。2025年,MUSC Health查尔斯顿大学医学中心连续第11年被《美国新闻与世界报道》评为南卡罗来纳州排名第一的医院。有关临床患者服务的更多信息,请访问muschealth.org。
MUSC的总企业年度运营预算为82亿美元。近34,000名MUSC成员包括世界一流的教师、医生、专科提供者、科学家、合同员工、附属机构和护理团队成员,他们提供突破性的教育、研究和患者护理。
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