失智症及阿茲海默氏症

由於現在醫學的發達使得人們生存年紀越來越大,以大陸及台灣來說,現在已經變成是一個明顯的老人化社會,現有最困擾人們的疾病不是癌症也不是心肌梗塞,而是失智症(癡呆症)問題!

很多人談到失智症都以為是神經退化的問題,也就是目前人們所朗朗上口的阿茲海默氏症,但是失智症只是一種對記憶喪失的現象,基本上大致可以分為兩大類:第一類就是大家所熟知的因為神經退化所引發的記憶上是問題,也就是阿茲海默氏症。而第二類則是因為大腦血氧供應不足而所產生的暫時性的記憶損傷,例如暈眩或昏迷甚至中風等等常見的病症,一般稱作為血管性痴呆症。

我的研究發現不論是長期的神經退化所引發的記憶退化問題,還是短期因為缺血所造成的記憶喪失問題,他們的根源都是因為缺氧所引發的病症。在我的新書裡面我定義它們稱作缺氧型失智症。

缺氧型失智症是一種起源於短期或長期慢性缺氧所引起記憶喪失的病症,主要是因為大腦神經細胞因為血氧供給不足,而產生了神經細胞病變或凋萎的現象。由於缺氧所造成神經細胞能量不足,初期部分的神經波因為能量不足而使得震幅衰減,從而使得神經網絡分岔的記憶交聯刺激強度不足,因此而使得記憶的強度減弱。另外慢性的神經細胞缺氧,也造成大量耗用能量的神經部位,如大腦海馬迴中的齒狀回部位的神經細胞發生慢性發炎,這些神經細胞為了獲得多一點的血氧供給,以增大氧氣滲透的空間,於是釋出大量的 膠原蛋白破壞物質(例如MMP),將原本包覆在神經纖維節點(突觸)外面的纖維物質給剪碎破壞,當漸漸累積之後,而形成澱粉質瘢的堆積,同時也使得記憶神經逐漸失去作用及凋萎。

所以我研究發現,不論是短期的血管性失智症以及長期的阿茲海默氏症,這兩項的病症其實都是源自於大腦慢性缺氧所產生的結果,要治療他們這必須先從缺氧的根源來著手!

大腦海馬迴中的澱粉質瘢塊沉積

相信很多人都已經聽過阿茲海默氏症的一項重要病理特徵,就是在大腦的海馬迴裡面會出現 β型澱粉質瘢塊的沉積,而這個澱粉質斑塊的生成原因到目前為止科學仍舊沒有辦法提出任何的有利的解釋,也因此當病原根本還沒法找到的時候,那就不容易針對這個疾病做任何的有效治療。

經過很多次的研究後,我們發現 β型澱粉質瘢塊的形成起源的根本原因,是大腦海馬迴中的神經細胞因為慢性缺氧所引發金屬基質蛋白酶MMP大量生成,因而破壞神經膠質細胞的連鎖機制所致。

當大腦部位的海馬迴面臨到長期慢性缺氧的時候, 神經膠質細胞因為介於神經元細胞和血管之間,為了更有效率取得一些氧氣 ,因此只能解脫兩者之間的一些束腹。也就是神經元和神經膠質細胞之間的細胞間質,便在缺氧誘發因子HIF的刺激之下,啟動金屬質消化蛋白酶MMPs將基質間的微細膠原蛋白剪碎破壞,以加強更大的氧氣滲透率。

 只不過像這樣類似發炎的現象被啟動之後, 大腦裡扮演警衛角色的星狀膠質細胞以及像巨噬細胞的小膠質細胞microglia,就會很快的到現場去進行類似滅火及修補的動作,隨後的修補動作雖然會將這些缺口包覆起來,但同時也讓這些神經細胞發生了更嚴重的缺氧現象。

在如此因缺氧而開始破壞,然後再修補、再缺氧、再破壞….的交替循環之後,其中有一型的膠原蛋白因為被剪碎的時候,竟然使得原本可溶於水的透明狀態,轉變成不可溶狀態,因而形成像澱粉一般的纖維素,並且開始在缺氧發炎嚴重的突觸地方沉澱下來。漸漸的,這些神經細胞也就慢慢失去功能,並開始發生凋微的現象。

失智症的大腦皮質皺摺退化縮減

慢性的神經退化問題,除了當事人本身很難以自我的意識發覺之外,在一旁的家人也常常難以察覺到變化,常常到了病症很嚴重的時候 才發覺患了失智症的問題,到了那個時候,恐怕一切都太晚了!

研究顯示,嚴重的失智症患者在透過電腦斷層檢查之下,他們的大腦皮質皺褶明顯 的比正常人平滑許多, 如果用病理切片檢查該患者(當然是已經上天堂了)大腦皮質神經細胞時,常常發現這些所謂的皺褶平滑現現象,其實都是因為神經細胞凋萎所引起的,簡單的講,失智症就是大腦神經細胞漸漸凋萎死亡所引發 的記憶喪失病症。

我們的研究發現上了年紀的人,如果每年能夠定時的先透過電腦斷層掃描檢查 大腦皮質的的皺褶程度,然後逐年的對比之前的皺褶深淺程度,如果發現皺褶的紋路開始有減縮的現象時,一般來說就是失智症已經進入初期的狀況囉。

神經記憶暫存及記憶儲存

我們電腦硬體的結構設計也不知道是不是一開始的時候就是利用仿生學的原理, 因為在電腦記憶體的儲存上面的架構, 確實就好像我們的大腦那樣的結構方式。在我們所熟知的傳統電腦裏頭(不是目前最新款的電腦),除了中央處理器(CPU)以外,所有的資料存取分為則分為隨機存取記憶體(RAM或ROM)以及主記憶體(main memory) 這兩大類。

所謂的隨機存取記憶體是與中央處理器(CPU)直接交換資料的記憶體,它可以隨時讀寫資料,而且速度很快,通常作為作業系統或其他正在執行中的程式的臨時資料儲存媒介。一般來說相對的價格貴、儲存的空間相對的也小一些。當電源關閉時RAM不能保留資料。如果需要儲存資料,就必須把它們寫入一個長期的儲存裝置中(例如硬碟),當然隨著科技的進步現在又發展一種叫做ROM的 隨機存取記憶體,在斷電以後儲存在上面的短暫資料不會消失。而主記憶體就跟我們所熟知的硬碟其實很相像,可用來的儲存經過處理消化同時需要長期存放的資料,所以它們的儲存空間很大,但是處理的速度會比稍微慢一些。

重要的是CPU處理過或者是新的外在訊息進入到電腦之後,都會先進入到RAM暫存和處理,之後再透過忙碌的線路連結傳遞到主硬碟裡面。所以在之前電腦系統裡面最難克服的其實是電子零件傳遞發熱的問題,因為只要過熱,這些的記憶體的傳輸端子或線路就可能像短路一樣的破壞機件,電腦就會當機或者是報銷了。

我們的神經記憶儲存系統其實就像前面所講的一樣, 我們的大腦皮質其實很像是主記憶體那種硬碟,而包覆在大腦皮質下方的海馬迴就像前面所講的隨機存取記憶體一樣, 幾乎包括 所有的神經刺激所傳遞的訊號基本上都會先在海馬迴這裡做短暫的儲存動作,之後透過在海馬迴裡頭的一小區叫做齒狀回的構造傳遞訊息到大腦皮質裡面的神經分區儲存。

在這區齒狀回區域,因為必須要隨時將訊息做交換傳遞的動作,因此它所用到的能量消耗是相當相當的大,如果這一區的血氧供給系統發生相對不足的時候 (也就是它的耗能很大可是它的供氧卻不夠),那麼就會開始發生一系列的病變現象,就好像我們電路因為過熱而發生燒熔保護的塑膠外皮,而造成短路一樣! 我認為這才是要解決阿茲海默氏症的最重要的核心點。

海馬迴神經突觸的特化

我們大腦的神經細胞大致上分成3大類,那就是我們常說的神經元細胞,而第二類就是扮演著類似警察功能的星狀膠質細胞以及像巨噬細胞的小膠質細胞microglia ,而有意思的是第三類 扮演者保母角色的神經膠質細胞, 這類細胞生長介於大腦的微血管和神經元細胞中間, 透過它的星狀分佈的『足部』, 一方面將大腦的微血管團團包覆起來形成所謂的血腦屏障(blood–brain barrier ,BBB),另一方面也將大腦的神經元細胞團團包覆起來,在這樣的狀況下所有血液裡面的氧氣和養份,通通必須藉由這個神經膠質細胞消化運作以後,再傳遞到神經元細胞裡頭。 這個關係有點像是電線和外圍所包覆的絕緣塑膠皮那個樣子。

只不過在海馬迴裡面的神經突觸不但是扮演著保母的角色,另外可能又更進一步的扮演了調解和把關的角色。 研究發現在海馬迴裏頭的神經元和神經元對接傳遞訊息的突觸隙縫中間, 這裡的神經膠質細胞已經進化到取代部分神經元的功能,他們的觸角除了包覆神經軸突之外,同時還延伸到兩個神經接點之中,到底在扮演什麼樣子的功能目前科學界還沒有辦法去定論,但是由於這裡需要的能量非常的高,同時阿茲海默氏症 許多病變的起始點以及現象也發生在這些接點處, 因此很可能這些 特化的突觸 是用來保護像神經發燒一樣的短路問題,但是卻因為長期耗能大、供氧不足等等的因素, 讓這邊發生了再包覆修補及脫落的沉積現象!

帕金森氏症症狀-1

印象裡曾經看過的一些影片中,常常出現當人的情緒很憤怒激動、或者很高興的時候,劇情中角色的手常常會出現部自覺的顫抖模樣,或者是像猴子跳舞那個樣子,其實這都是我們大腦不正常釋出過量的多巴胺所導致的現象。

帕金森氏症其實是一種神經慢性退化的症狀 ,而這裡所說的慢性和別的病症有一點不太一樣 ,是因為它會隨著時間而改變症狀的情況! 初期的帕金森氏症患者大都會發生類似過動症、舞蹈症、顫抖症的現象,但是隨著時間的推演,症狀將演變成類似漸動症、遲緩症、退化症等等的現象。

在大腦中央的底部神經區域中,因為從大腦切片可以發現有黑色素沉澱的一個部位,所以又被稱做黑質神經區,在這一區的神經細胞專門只負責一種控制我們身體動作的神經物質分泌製造, 這個神經傳導物質我們稱做多巴胺,它是由我們飲食中所攝取的酪胺酸,之後再經過代謝合成而形成的一種小分子物質。這個多巴胺如果再繼續合成的話將會形成正腎上腺素以及之後的腎上腺素,當然這個不在我們目前討論範圍之內。

由於某些原因造成這些黑質神經細胞的退化,使得在調控分泌多巴胺的過程當中出現了問題,在剛開始的時候因為多巴胺沒有辦法有效的回收,因而使得 這些神經黑質細胞大量分泌了過多的多巴胺,因此使得神經傳遞動作 發生了重複及過大的訊號, 也因此會發生類似過動症、舞蹈症、或手指手臂顫抖的現象。

但是隨著時間一直的 惡化下去, 因為過多大量工作的黑質神經細胞,在能量相對不足的情況下,發生慢性缺氧的狀態,而漸漸引發細胞慢性凋萎死亡。於是多巴胺的分泌就漸漸的本源性的減少,原本顫抖過動的問題,就開始轉變成肌肉不聽使喚,行動力發生遲鈍延緩的現象。 一直在惡化下去的時候,甚至連器官也沒辦法行動,因而發生器官衰竭而死亡。

如果看到家人和朋友手指開始會有一點莫名其妙顫抖的時候,一般來說打字上已經有這個病症的前兆了,只要針對回復缺氧的問題根本的保保養,一般來說都還可以逆轉!

帕金森氏症原因-1

帕金森氏症(Parkinson’s Disease)或譯巴金森氏症,是一種慢性的中樞神經系統退化性失調,它會損害患者的動作技能、語言能力以及其他功能。它的病因目前仍不明,推測和大腦 底部基底核(basal ganglia)以及黑質(substantial nigra)腦細胞快速退化,無法製造足夠的神經引導物質多巴胺(Dopamine)和膽鹼作用增強有關。腦內需要多巴胺來指揮肌肉的活動;缺乏足夠的多巴胺就產生各種活動障礙。

一般來說,帕金森氏症並不會傳染或遺傳,但有約5%到7%的 帕金森氏症患者,專家發現與家族遺傳有關。這種病,一般被稱為「遺傳性帕金森氏症」(Familial Parkinson’s Disease,又名Autosomal recessive juvenile Parkinsonism)。這些人的病症一般會發展得比較慢,而且在較年輕的時候出現病徵。

帕金森氏症症狀

動作障礙症狀

  • 靜止時顫抖(resting tremor):單邊或雙邊的手臂會不由自主地抖動。雙腿、雙腳或下巴也會有抖動的現象。常伴有手部搓藥丸(pill-rolling)的動作。
  • 僵直(rigidity):中樞性的持續性肌肉緊張,導致肌肉疼痛或是身體無法伸直。
  • 運動不能(akinesia)和動作遲緩(bradykinesias):呈現面部表情獃滯,足部蜷縮、動作起始困難等癥狀。
  • 姿勢保持反射障礙(postural instability):呈現前傾姿勢、細碎步行、加速步行等狀態。
  • 平衡感差,病人常因缺乏平衡感而跌倒。
  • 講話速度緩慢(說話會口吃)。
  • 左腳膝蓋會抖動很厲害,左腳的大拇趾出力會抖會厲害。
  • 後退走路無法控制,後退走路一邊很快,一邊很慢.走路會用拖無法抬腳無法使力。
  • 手部都無法使出力氣來。
  • 音調呆板。
  • 寫字越寫越小。
  • 帕金森氏症會有遺傳疾病。
  • 尿尿會有分叉的情形發生。
  • 在打針時,會全身體發抖,無法打針。
  • 西藥無法吞嚥下去,吃飯與吃東西也是無法吞嚥。
  • 不自主的情緒反應或肢體動作(如突發的暴怒脾氣和暴衝前傾的外在表現)。
  • 行動反應無預警的間歇停滯甚至陷於半沉睡狀態。
  • 質內之細胞喪失80%時,病徵才會出現。多巴胺在腦的含量將不斷下降,使病情更嚴重。

非動作障礙症狀(隨疾病進展或多或少出現)

  • 人格退縮。
  • 情緒憂慮、焦慮。
  • 認知變差。
  • 感覺異常。
  • 疲倦。
  • 自律神經失調。
  • 睡眠障礙。
  • 便秘。

帕金森氏症的治療問題

現在醫學界對於帕金森氏症的治療方式,目前還是停留在頭痛醫頭、腳痛醫腳的思維上面,簡單的說,其實真的是害了病患!

現有的治療方式大致上分為兩大類 :一類是藥物、另一類則是手術。當患者被認定是屬於帕金森氏症的時候, 幾乎都會先給予藥物一陣子,而目前唯一的藥物就是多巴胺。當患者因為長期補充多巴胺的時候,初期當然會將遲鈍的現象改善一些,但是一般來說在使用過兩年的藥物之後,副作用就漸漸的出現,簡單的講就是沒效了,同時患者會變得動彈不得,沒有辦法像正常人一樣的走路、工作、及生活,而且會比以前所發生的問題更加嚴重。

這個藥物治療的策略其實是相當錯誤的, 理由是這些神經黑質細胞原本就因為自身的病變,而減少了 它的工作能力, 結果當外力透過大量補充不足的多巴胺產物,這個動作將會回饋到黑質神經細胞,使得這些細胞的基礎功能漸漸地被取代, 於是更加速它們的退化,使得這個病症一去不回頭!

另外,在治療帕金森氏症的手術方法當中,大致上分為三類方法

第一種叫做燒斷切開法,簡單的講就是把中腦裡面的視丘及下視丘的局部細胞加熱燙傷燒死的辦法,讓這些區域的類似副交感神經功能減弱,簡單的講如果多巴胺是車子裡面的加油油門的話,那下視丘和視丘裡面的細胞功能則展扮演煞車的角色,這個手術的目的就是把煞車線給破壞,如果是你的話你願意把自己的煞車線剪掉嗎?

第二種方法叫做電擊埋入法,簡單的說,就是把中腦裡面的視丘和下視丘埋入一套電擊桿,然後通電將這些神經細胞的功能給抑制住, 好處是睡覺的時候可以把電關起來,那麼身體就不會動了! 這個方法和上面一樣將下視丘和視丘裡面的煞車功能 給短暫的破壞, 當然你可能就變成『生化電子人』了!

第三種方法就比較先進一點,利用胚胎進行幹細胞的移植手術,將幹細胞植入在黑質神經細胞週遭,也就是說能夠生長出來神經細胞的時候,那麼就能有機會稍微的分泌多一點的多巴胺。 這個方法理論上是可行的,但是他還有一些根本上的缺陷, 也就是這一區細胞是遭遇到根本性的慢性缺氧,當血氧不足的時候這些幹細胞一樣會漸漸的凋零!

以目前的治療方法,似乎都還沒有找到根源的問題, 對於越來越多的帕金森斯症患者確實隱藏很大的隱憂!

帕金森氏症原因

到目前為止對於帕金森氏症的病理切片分析, 大致上都存在一個普遍的現象:在神經黑質細胞群裡,大多數發生變異的細胞都會發生路易小體(Lewy body)的現象。當比對不是正常人的病理切片時候,這些帕金森氏症患者的黑質細胞裡幾乎都存有大量的路易小體。

這個路易小體如果用簡單的說法來解釋,是細胞中大量和運送多巴胺有關的神經載體相關胜肽,因為無法形成3D立體的蛋白質結構,所以就漸漸的堆積形成一種變異的神經細胞內聚合體,從顯微鏡切片看起來好像細胞裡面專屬小載體一樣。

這個路易小體本身並不是造成帕金森氏症的病因,但是這個現象卻是細胞變異的結果,由於黑質神經細胞是專屬分泌多巴胺的細胞,這些多巴胺的運送必須由細胞內構築這些專屬載體的相關蛋白(包括 alpha-synuclein、ubiquitin、neurofilament 蛋白群、及 alpha B crystallin蛋白等等),以很複雜的方法傳送到突觸位置附近的專屬通道裡才能釋放。同時,釋出後的多巴胺當他們接觸到下一個神經的專屬受體之後,同樣的也必須要通過一種叫做多巴胺轉運子(Dopamine transporter) 的作用以回收到原來的神經細胞裏頭,這樣才完成完整的神經傳導程序。

問題是如果這些釋出的多巴胺, 沒能夠適時的被回收回來,那麼對於多巴胺在突觸之間的濃度將會變得過高,因而造成下游神經細胞的刺激過大,這個很可能使得初期的帕金森氏症患者,會發生肢體末梢過度刺激,就像是手指顫抖那樣的情況出現。

同時如果這種回收的機制減弱現象持續發生之後,多餘的多巴胺在神經突觸上面將會發生氧化的現象,除了造成神經突觸破壞,也會將運送多巴胺載體的相關蛋白給破壞,時間一久漸漸就形成蛋白堆積的現象。這些事件的反饋也造成黑質神經細胞機能退化並且漸漸凋萎。

在我的研究室發現有幾項特別的天然物可以能夠明顯的加強多巴胺轉運子的活性,這些都能夠使得帕金森氏症患者的初期顫抖現象很快的就停止, 或許說不定這些試驗結果,真的能切合到帕金森氏症的真正病理原因!