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。

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!

帕金森氏症與慢性缺氧

帕金森氏症到底和缺氧到底有沒有密切的關係呢?如果逆轉缺氧的問題可不可能回復這個疾病呢?我想這個是我實驗室非常重大的使命之一。

很多的讀者看過我的書之後大概都知道,多巴胺的生化合成過程裡面, 是先從我們日常食物中所攝取的苯丙胺酸(Phenylalanine)這個必須胺基酸開始,當我的身上有大量的苯丙胺酸原料, 同時身體的黑質神經細胞也必須獲取了足夠的氧氣之後,才能夠往下游生產一個叫做酪胺酸的產物,而這個酪胺酸要長出左旋多巴這個多巴胺的前驅物質的必要條件,則必須又是得有充分的血氧供給才能透過酪胺酸羥化酶(Tyrosine hydroxylase)代謝成左旋多巴,之後才能再轉換成多巴胺。

在這個過程裡面有兩道必要的關卡需要用到氧氣,也就是說,當血氧不足的時候 ,多巴胺根本沒有辦法形成 ,或者可以說即使 分泌也會相當的不足!

讓我們再轉個方向看一下在神經突觸那邊所發生的問題,之前有談過在突觸上面的 多巴胺轉運子的功能破壞, 很可能是造成帕金森氏症的起始點,研究發現如果身體面臨到慢性缺氧初期的時候,癌化的黑質神經細胞軸突分枝的相關基因, 就會大量的表現並且開始分支。這說明了當某一個節點發生 破壞堵塞之後,細胞為了求生存開始分岔並且建立一個新的軸突分支。

我的研究也發現當我給予這些黑質神經細胞一切促進有氧的物質之後,這些神經細胞軸突上的多巴胺轉運子活性竟然強化了3倍以上,這說明了或許是這些黑質神經細胞在有氧的狀況下才能夠活化他們自身的多巴胺轉運子功能。

從這兩個多巴胺的源頭以及運送的關卡途徑試驗中結果我們可以發現,原來帕金森氏症與缺氧息息相關,或者可以說缺氧是造成帕金森氏症的要原因之一!

偏頭痛、發炎與缺氧關係

幾乎每個人這一輩子都曾經頭痛過, 可是卻有很多人卻是面臨到長期的頭痛問題 ,一般來說在醫學界如果一個患者頭痛的強度和頻率超過每月十次 以上的時候,那麼大致上是屬於偏頭痛的問題。

現在大部分的科學界研究頭痛或者偏頭痛的問題時,仍然是著重在頭痛發作時的末端現象,也就是著重在為什麼大腦血管會莫名奇妙的發炎,以及血管為什麼會突然地暴漲擴張等等問題的發生。但是我的研究卻發現頭痛或偏頭痛的問題根源是在身體的慢性缺氧所引起的 。

我們都知道發炎是頭痛的前期一個現象,那如果追根究底的問為什麼會發炎?那恐怕就有很多人不明所以了!如果要說到偏頭痛的發炎,其實可以歸類成腦波不正常放電所導致的。我們先來想像如果你要將一潭小水池造成一點點的小波浪,只要往裡面丟一塊石頭下去就會產生小小的水波,但是如果你要造成一個很大的波浪,你就要丟很大一塊石頭才有辦法形成,而這個很大一塊石頭,你要舉起來往池子裡面丟的能量,大概就遠遠的超過手裡面喔這一塊小石頭所產生的能量。

我們的腦波也是這個樣子,要造成它起伏震盪很大的時候,必須要充分大量的能量供應 才能夠激盪,而要有充份大量的能量供應,則必須要足夠的血氧供給才能夠提供大腦神經細胞的代謝生產能量。這時候身體所能夠做的,只有加大血管口徑、增加血管通透度這兩項機制,才能夠造成發炎。當血管口徑增大的時候,會觸動血管周邊的三叉神經激化而產生痛感。

可是我們的腦波吃飽了撐著為什麼要大幅震盪呢?大腦血管為什麼要莫名奇妙的擴張?經過我們不斷的研究之後發現,原來是因為身體或者大腦某些部位發生慢性缺氧所導致。

在我的書裡面一直強調的當我們身體的組織發生缺氧代謝的時候, 細胞本身會很大量的進行糖解作用的無氧呼吸過程, 這個過程除了讓我們的能量 產生的效率非常不好之外,還會產生大量酸性的氫離子,這些氫離子將造成我們細胞周遭的環境變得酸化,同時也形成一種離子壓的狀態,這個狀態剛剛好能夠激化分布在細胞上面的植物神經纖維上的特有『酸敏感氫離子通道』激發觸動,在越酸的環境下 所造成的神經波激化越強。

當身上有幾億條 小小的神經波匯合傳遞到大腦的時候,將會使大腦發生超大的腦波不正常放電現象,而因為波形的放大,使得能量的需求也跟著突然變大,當超出一定門檻負荷之後,血管的暴漲及三岔神經的激化等等後續造成頭痛及偏頭痛的問題也跟著一併爆發!

香菸的一氧化碳與慢性缺氧問題

我們都知道一氧化碳會讓人中毒和致命,也大致上知道原來一氧化碳是因為對於血紅素的親和力比氧氣強了600倍以上,所以一旦吸取了超過量的一氧化碳,我們的紅血球就沒有辦法搭載足夠的氧氣,也是因為這個原因造成我們身體急性缺氧而中毒或死亡。

我們也都知道抽香菸會致癌,甚至有些人衝了二手菸之後也容易致癌生病,許多人都認為這個香菸的致癌的主因,是因為香菸裡面所含的尼古丁及焦油,造成我們身體DNA的變異而發生癌症! 其實真的不是這個樣子, 香菸裡面造成癌症的最大因子其實是燃燒香菸裡面所含的一氧化碳,才是真正造成癌症的因子。由於這一篇是在談偏頭痛的問題,暫時將這一個議題先轉出來討論 。

如果你拿出自己的或者朋友的香菸盒看一下,裡面只有標示尼古丁及焦油含量,卻看不到一氧化碳的含量。可是在很多地區和國家,例如大陸,每一包香菸盒上面都會強制香菸製造商在香菸的外盒上面特別標示一氧化碳的含量,一般來說每包香菸大約是12到15毫克左右。

我們假設每包香菸裡面的菸在燃燒之後會產生15毫克的一氧化碳吸進到我們的肺部再被載入到紅血球上面,也就是15毫克的一氧化碳大約等於3.2 x e20 (也就是3.2乘以10的20次方)個一氧化碳分子數量,我們身上大約有250億個紅血球,每個紅血球上面大約有250萬個血紅素,每個血紅素可以綁住4個一氧化碳或氧氣,因此如果一包菸在很短暫的時間裡抽掉,被完全吸進去肺裡再完全結合紅血球之後,那麼都還不夠這15毫克的一氧化碳吸附,在這樣的狀況下我們身體當然是會面臨到急性的缺氧。

上一段所計算的數字,雖然是有點恐怖,但其實對一般人來說也很難辦到,畢竟很少人會一次在短時間內抽完一包的煙,同時所吸進去的氣體當中,仍舊有大約15-20%的比例是屬於氧氣,另外抽香菸所吸進去的一氧化碳也大概有80%會再被吐出來,這也是吸進二手煙者他們做一直反對香菸的一個癥結點。當然不管是吸煙者或者是吸進二手菸的人,身體部分的血紅素在長期 被一氧化碳所佔據之後, 他們身體就處於慢性的缺氧狀態。

至於慢性缺氧所衍發的一些疾病,諸如高血壓、癌症、糖尿病等等的問題,將在其他專欄裡面已經在做有詳細的介紹!

現有偏頭痛的藥物治療

如果要說明什麼叫做『頭痛醫頭,腳痛醫腳』的最好案例,那就是頭痛時候現有醫療單位所用的藥物策略囉! 在前面的幾篇專欄討論裏頭,我們曾經提到現有醫療單位對於頭痛以及偏頭痛的作用機制仍然是不明的, 同時在他們所認知的偏頭痛症狀的發生,其實仍然是以傳統所認為的大腦遭受發炎現象所產生血管急速擴張的壓迫性痛感問題。

因此目前對於偏頭痛的藥物處方上,一開始他們都會先使用非類固醇的消炎止痛藥物(Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) ,包括常常在電視上做廣告的普X疼、人們耳熟能詳的阿斯匹靈,最近竄紅的布洛分等等類似的消炎止痛藥物,這一類的藥物雖然號稱是非類固醇止痛消炎藥,但是卻有嚴重的幾個缺點:對於長期的偏頭痛病患,這些藥物已經不能滿足他們對於『痛』的消除效果,相反的,如果在長期使用時,除了要不斷的加強這些藥物的劑量之外,還得冒著腎臟及肝臟慢性衰竭的風險。

當非類固醇止痛藥已經沒有效果的時候,專科醫師就開始會使用『類固醇的止痛藥物』來幫忙緩解疼痛的問題。許多朋友或許知道類固醇的傷害性,包括看得到的像是水牛肩’,月亮臉,變胖、骨質疏鬆、皮膚變薄、水腫、容易感染、青春痘、長不高、血糖上升、感染率增加、口腔黴菌感染、體毛增多、傷口癒合力變差等等,一般的醫生也在很不得已的狀況下,才會開具這種叫做美國仙丹的類固醇止痛藥物給患者使用。

在接下來如果患者能然長期被偏頭痛所困擾,醫生就會開始使用一種很貴的止痛藥物,學名叫做翠普登(Triptan),商品名在台灣可能叫做英明格的藥物,這類的藥物它的作用機轉號稱是叫做選擇性血清張力素同類劑(selective serotonin agonist),簡單的說,其實就是血管收縮劑的一種,尤其是針對腦血管的5-HT1B 及 5-HT1D 等選擇性的受體,那麼可想而知它的作用是將原本莫名其妙擴張的腦血管給強制急速收縮起來,結果當然使得頭痛的問題被隱藏在腦殼的下面!相對的,它的副作用也可想而知,包括所有的心腦血管疾病都可能長期使用之下會出現問題,同時這個藥物也跟所有心腦血管疾病(心肌梗塞、腦中風、高血壓等等)的相關藥物發生衝突!一般使用這個藥物之後的副作用最常見的是胸部不適、壓迫感、噁心、頭暈、疲勞、嗜睡等等,一般仍不建議用在有冠狀動脈病變或心肌缺氧或梗塞的病人。

那對於時常發病的偏頭痛患者,如何降低他們的發作頻率?以目前的『藥物』來說,醫療單位會開立降血壓藥物被這些患者使用,不過,就像前一段所說的這些藥物大多數屬於血管擴張劑,和前面的英明格這一類的翠普登藥物有 相衝突的問題。同時這些血管擴張劑在我以往的研究來說,其實長期而說反而造成器官的慢性缺氧。

我的研究發現預兆型的偏頭痛根源問題是起源於身體某部分的慢性缺氧, 真的要解決偏頭痛的根源,其實必須要先解決身體的慢性缺氧問題,才有機會免除藥物的長期副作用風險!

心臟衰竭

心臟衰竭是指因各種原因使心臟肌肉受損或負荷過度,以致無法輸送足夠的血液供給身體之需要而產生的症狀,大多以喘來做表現。「心臟衰竭」並非指心臟完全失去功能或心臟停止。

缺氧與心臟衰竭

研究發現,當年紀過了 25 歲之後,身體的最大攝氧量每年將減少 1% 以上。換個方式說,就是當您在 65 歲時,身上所有的細胞至少就平均少掉了 40% 以上的能量。在這種情況下,怎能期待這些細胞能安分守己地扮演它們的角色呢?於是,細胞周邊的血管會開始收縮,以提高血壓,滿足細胞群些許的血氧,高血壓就開始發生;為了補充能量的匱乏,細胞會要求多補充一點食物,但是進入身體後又代謝不完,於是肥胖、高血脂也隨之發生……一個個的慢性病就這樣滾雪球般的引發,所有的初始原因就在慢性缺氧。

對大腦缺氧的相關分子研究

本單元將探討大腦各類細胞在慢性缺氧狀態中所發生的分子變化,以及透過有效物質MLB等類似結構物質在大腦細胞後所發生的分子轉變,以及這些變化對因為大腦慢性缺氧所產生的疾病的可能應用,包括梗塞性腦中風、失智症、缺氧性偏頭痛、帕金森氏症等等。

腦梗塞中風是大腦細胞急性缺氧的典型病症

80%以上的腦中風事件使屬於腦梗塞中風,主要的成因除了大腦血管因為粥狀油瘢導致血管狹窄供血不足之外,主要發生因子則為血液中的游離血栓堵住血管所致,但這些所謂的主要因子的幕後黑手,其實都是身體長期處在慢性缺氧累積所導致的急性缺氧。

就如同這一篇的標題所說的,腦中風是大腦血管急性缺氧所導致的一項急性病症,但是很多人都忘了為什麼會發生急性的缺氧情況,這個問題其實也不太難,在看得見的現象裡,大家都會說是因為游離血栓過多以及過硬所導致的,但是如果我們深層的看問題發生的原因,其實是有太多的因子綜合發生所產生的不幸事件!

首先我們要先瞭解的是身體為什麼會形成血栓,最重要的原因是因為我們的血管壁有破損的情況,一旦血管壁破損它就會釋放大量的沾黏因子,設法吸引血液中的相關物質來修補破損的地方,於是血液中流動的各類血球就會極速的聚集起來形成血栓,而這些血栓 形成的要素又好像現實社會中的鋼筋混凝土,必須要有鋼筋、砂石、水泥等等的原料才能夠一套配比分辦起來形成一個堅固的塊體。

而同樣的,在破損的地方所聚集起來的血栓原料,包括像鋼筋功能一樣的纖維蛋白,像砂石一樣功能的紅血球,以及吐出像水泥 那樣功能的血小板等等主要因子,當這些原料聚集起來的時候就可以發揮凝聚固化的效果,也就是所謂的血栓。

只不過『 請神容易送神難』,當這些血栓發揮了他們在修補血管外壁的功能之後,一般來講身體有一定的消融血栓的複雜程序,包括要將纖維蛋白切成一小段一小段的,同時還得將沾黏分子消退黏性,另外也要將紅血球運送回收銷毀等等,這些程序是用來降低血液裡面游離血栓的機率。

接下來就是來講如果在缺氧的情況下,血管中所發生高濃度游離血栓的幾項重要問題 :

首先血管為什麼會莫名其妙的破裂損傷?撇除掉外傷撞擊所引起的的破損之外,以目前科學界的研究所認知的是因為血管內充滿了大量的自由基所造成細胞內膜的破損是造成遊離血栓的第一要素。包括我 以及大多數的科學家研究發現在細胞面臨到慢性缺氧的時候,細胞上的粒線體會釋放出大量的自由基,這些自由基除了傷害細胞本身之外,還會溢出到周遭的血管,造成血管壁細胞的損傷,這些損傷也是造成血栓的最根本原因!

其次我們得了解什麼是血栓裡面的致命結構?前面講到血栓和鋼筋混凝土的構成其實是非常相同的,而血栓中的纖維蛋白是構成遊離血栓主要因子,如果纖維蛋白的數量能夠適量的減少, 那麼這個遊離血栓將很容易的在血管裡崩解,根本就不容易傷害身體的任何器官。

只不過在身體遭遇到慢性缺氧的時候, 缺氧誘發因子將大量的啟動纖維蛋白的分泌及活性,簡單的說,就是當身體缺氧的時候,血管中所產生的血栓將會比較硬也比較大,所以這一類的血栓在血液中不容易崩解。於是在167000公里的血管中,很容易地就會流到任何一個細小的組織或器官而造成梗塞,這也是造成腦中風的最大原因!

腦血管網絡是腦中風的風險位置

我想還是有很多人以為腦中風是腦神經細胞所產生的病變,所以當腦中風以後才會發生軀體的行動障礙或者語言障礙等等問題,所以電視上或者在一些媒體上才會有一堆莫名奇妙的廣告誤導了一些老年人的觀念。

大腦血管網絡主要是由一對頸內動脈及一對頸椎動脈所供應血液,這兩對血管在大腦的頂端由一個有點像是路上的圓環那樣叫做威爾斯環的血管所連結,也就是因為這兩套的血液供給系統相互連通而使得大腦不容易發生缺氧的問題。

只不過腦中風其實是大腦血管系統因為突然的發生阻塞所產生的一連串不幸事件綜合體,就像是路上因為發生交通事故對這附近區域的居民生活造成傷害的影響那般,而所謂發生的交通事故主要都是因為車子以及道路的問題所產生的衝突事件所引起的。而在大腦的血管裡所發生的『交通事故』其實是指血栓和血管中間所發生的衝突現象,所以說腦血管網絡正常與否才是腦中風的主要風險因子所在。

一般來說血管網絡裡面最嚴重的風險因子,大多是指血管粥狀動脈硬化所造成的血管狹窄所導致,而像這一類的血管粥狀動脈硬化主要的起始點,仍然是大腦周遭組織發生慢性缺氧所引起的疾病。主要的發生機轉仍然是因為血管周遭的細胞大量的發生慢性缺氧現象,導致大量的自由基破壞血管內膜細胞,而引發一系列修補的過程缺陷!

這種血管壁的修補工程好像是我們現實生活中結構體破損之後所修補的過程一樣,要先有一些模板做成底膜,另外還有鋼筋砂石以及水泥一起混拌凝結後才能形成堅固的壁體。在管壁破損的地方,首先這些破損的細胞會釋放大量的訊息去招喚許多的修補因子,包括大量的低密度膽固醇作為底膜版(事實上是作為細胞膜生長的原料)、 纖維蛋白作為強化的鋼筋、 紅血球作為沙石填充、以及血小板的分泌物作為水泥等等黏著物質,一般來說,當這些東西組合在一起的時候要等待一小陣子,這個破損的地方就可以修復完畢,多餘的東西也會被巨噬細胞回收吞噬清理乾淨。只不過這些剩餘的原料在血管內部的部分可以很快的被清理乾淨,但是在血管膜外面的部分(也就是血管內膜層和平滑肌中間的位置) ,就只能派特遣部隊去清理乾淨,而這些特遣部隊其實就是指我們的白血球。 在我們血液中有一種非常小又很特別的白血球 ,我們稱它為單核白血球細胞,它的日常主要功用是擔任巡邏警衛以及偵查的工作,有點像是我們各地區派出所的巡邏警員那個樣子。當他們巡邏到這個破損地區的修補工作完成之後,他們會潛入道血管內膜層和平滑肌中間的部位,去偵查那些殘留在這區域同時也氧化過的低密度膽固醇(因為發酸發臭了),一旦當他找到這個臭酸的膽固醇之後,他就會開始變身,轉化成巨噬細胞將這些臭酸的膽固醇吞噬清除乾淨,只不過當他吞噬完了以後他的身材變成像泡沫一樣的巨大,這個階段我們稱它做泡沫細胞,也由於他的身材過於龐大,沒有辦法再退出血管的內膜層,於是他只能滯留在這個夾層中間等死。

所謂滴水能穿石,啣石能填海,當上面這些事件不斷的重複累積之後,泡沫細胞就會越堆越多,時間一久就形成所謂的血管動脈油瘢,內部血管的內部管徑也就越來越小,相對的血栓的形成機率也越來越大,當然中風的機率也就像火箭一樣的一飛沖天!