酷炫脑科学
26-06-09 14:49 微博认证:科普作家 科学科普博主 微博原创视频博主 头条文章作者

抑郁症如何重塑人体代谢系统?

研究发现,抑郁症会改变人体对缬氨酸这种特定氨基酸的代谢方式,而非氨基酸异常诱发抑郁。该成果发表于《Psychopharmacology》,有助于解释为何心理健康不佳常伴随代谢问题。

世界卫生组织目前将抑郁症列为全球第三大疾病负担诱因,专家预测到本十年末,它将跃居首位。重度抑郁症是全球最常见的精神疾病之一,会影响人的情绪、思维与日常行为。

抑郁症虽以心理伤害为人熟知,也会引发疲劳、食欲减退、睡眠障碍等躯体症状。许多患者最终会出现代谢异常,身体能量代谢莫名紊乱,这一问题长期困扰医学界。

部分患者会同时患上高血压、高血糖、血脂异常等一系列代谢疾病。同时承受心理症状与代谢综合征的患者,整体疾病负担更重,康复过程也更为艰难。

学界认为,氨基酸代谢紊乱是引发这类代谢异常的关键诱因。氨基酸是构成蛋白质的基本单元,人体利用蛋白质构建组织、合成化学信号分子。其中一类被称为支链氨基酸,因分子结构形似分叉树枝而得名;缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸是人体饮食与体内含量最高的三种支链氨基酸。

这类氨基酸直接参与大脑功能运作,依靠特殊转运蛋白穿过血脑屏障(保护神经系统的致密细胞屏障)。进入大脑后,它们维持细胞正常功能,参与合成调控心理健康的关键物质。

部分氨基酸与血清素(调控情绪的核心物质)的前体分子竞争同一转运通道。若人体无法正常代谢这类营养物质,引发的失衡会干扰大脑整体健康。

过往关于支链氨基酸与抑郁症关系的研究结论相互矛盾:部分小规模观察性研究认为,氨基酸水平偏高可预防抑郁;但另一项大型研究得出相反结果,指出异亮氨酸水平升高会增加抑郁患病风险。结论不一让科研人员难以解读数据。

观察性研究普遍存在因果方向难题:发现某种物质与疾病存在关联时,很难判定谁是诱因,也可能是饮食、运动、肠道菌群等外部因素造成的巧合。

为排除混杂变量,中国广西大学的李翔、王建义团队采用遗传学手段,厘清抑郁症与代谢异常的真实因果顺序。由于遗传特质与生俱来,可作为天然时间参照。该分析方法为孟德尔随机化法:科学家研究影响特定指标(如血液中缬氨酸天然浓度)的微小基因差异。人体从父母处随机继承这类基因标记,相当于天然随机对照试验,将人群划分为终身氨基酸偏高或偏低的组别。

通过大样本观察,可判断长期缬氨酸偏高是否提升抑郁风险;也可反向验证:与抑郁高风险相关的基因标记,是否会导致氨基酸水平上升。

研究采用数十万人群的公共基因数据库,纳入确诊重度抑郁症患者的大规模基因组数据,以及超过11.5 万名受试者的三种支链氨基酸检测数据。

为避免人群差异干扰统计结果,基因组数据仅选取欧洲裔人群;同时剔除与酗酒等生活方式相关的基因变异。

研究首先验证“氨基酸水平影响心理健康” 的假设,经统计建模后无显著结果:天生缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸水平偏高的遗传特质,并不会增加抑郁患病概率。

反向分析则得出不同结论:携带重度抑郁症易感基因,会导致体内循环缬氨酸水平升高。这一因果关系仅针对缬氨酸,抑郁症对亮氨酸、异亮氨酸无此作用。

该发现证实:代谢问题是抑郁症的下游后果。研究团队提出多项生物学机制,解释为何抑郁症患者会出现单一氨基酸蓄积,其中最主要的是免疫系统异常。

抑郁症常伴随全身与神经系统的慢性炎症。身体处于炎症状态时,免疫细胞过度活跃,释放白细胞介素、肿瘤坏死因子等炎症信号分子。

这类信号从细胞层面改变机体运作,抑制支链氨基酸吸收与代谢相关基因的表达,具体表现为氨基酸转运蛋白合成通路受阻。转运蛋白不足,细胞吸收的缬氨酸减少;同时炎症会抑制分解缬氨酸的酶活性,导致机体无法正常代谢、清除缬氨酸。最终缬氨酸在血液中蓄积,且并非无害副产物:蓄积的缬氨酸会进一步激活免疫细胞、诱发炎症,形成恶性循环,持续加重抑郁症的躯体症状。

另一项潜在机制与细胞能量代谢、信号分子一氧化氮有关。既往研究显示,重度抑郁症患者体内一氧化氮水平普遍偏高。这种活性气体可结合并抑制负责分解支链氨基酸、供能的蛋白复合物。人体细胞内的线粒体负责供能,而重度抑郁症患者普遍存在线粒体功能障碍。缬氨酸正常代谢可生成葡萄糖供能,受损的能量系统无法高效代谢缬氨酸,进一步加剧蓄积。

研究团队还通过基因数据排查共同致病因素,验证是否存在某一共同基因突变,同时诱发抑郁与缬氨酸蓄积。统计结果显示无此类共有突变,二者关联源于全身系统性影响,而非单一基因缺陷。

本研究存在一定局限性:基因数据主要基于欧洲裔人群,结论未必适用于其他遗传背景人群,未来需扩大样本覆盖范围,验证全球普适性。引发缬氨酸蓄积的确切生物学机制,仍需实验室实验进一步验证;虽基因证据明确了因果方向,但完整的化学通路仍有待深入解析。

医学界正愈发重视精神疾病的躯体层面。探明抑郁症如何改变缬氨酸代谢等机体功能,有助于开拓全新治疗方向。干预这类下游代谢问题,或能缓解抑郁症给患者带来的整体躯体负担。

节选自酷炫脑文章《抑郁症如何重塑人体代谢系统?》

发布于 湖北