衰老过程中,大脑“防(线”是如何失守的)
科技日报记者 罗云鹏
随着年岁渐长,人们往往察觉到记忆力的衰退、思维速度的迟缓,也更易受到诸如脑小血管病变、认知功能障碍等各类疾病的侵扰。长期以来,科学界始终在追寻一个核心谜题的答案:大脑的衰老,其最初的起点究竟藏匿于何处?
近日,中国科学院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所的副研究员方程与马寅仲,携手多家科研机构,在权威期刊《神经元》上刊发了突破性研究成果。研究团队发现,大脑衰老的早期阶段与血脑屏障功能的逐步失守密切相关。他们揭示了驱动血脑屏障渗漏及认知功能减退的关键信号分子——主要促进因子超家族成员2a(Mfsd2a),并阐明了其背后的调控网络,这为探索大脑衰老机制及延缓认知衰退开辟了全新视角。
在大脑与血液循环系统之间,存在着一道极为精密的防护屏障——血脑屏障。它犹如一套严苛的安检体系,精准甄别着进入大脑的物质,同时将潜在的有害成分拒之门外。然而,随着衰老进程的推进,这道屏障的严密性会逐渐下滑。一旦血液中的蛋白质等大分子渗透至脑组织内,便可能触发神经炎症、损伤脑血管,并最终导致认知能力的下降。
过往的普遍认知倾向于认为,血脑屏障的损坏主要源于内皮细胞间紧密连接的断裂,即所谓的“墙缝变宽”现象,且此类损坏通常仅发生于生命的极晚阶段。然而,研究团队通过系统追踪不同年龄段小鼠血脑屏障的通透性变化,揭示了一个新发现:血脑屏障的渗漏并非仅现身于小鼠的超老龄期,而是早在中年阶段就已悄然启动,并随年龄递增而日益加剧。尤为关键的是,这种早期渗漏首先集中出现在海马体等与学习记忆功能紧密相关的脑区。
“这一现象提示我们,衰老大脑的屏障功能衰退或许比我们预想的要来得更为提前。”方程指出,若能精准捕捉这一早期的微妙变化,便有望为延缓大脑衰老及认知退化寻得一个更早的干预切入点。
为了深挖血脑屏障早期渗漏的根源,研究团队着重比对了两种潜在的路径:其一是细胞间隙通路,即传统认知中的紧密连接破坏;其二是跨细胞通路,即物质经由内皮细胞内部的囊泡转运机制穿越血管壁的过程。
“我们的研究发现,在衰老的初始阶段,尽管血脑屏障已显现渗漏迹象,但内皮细胞间的紧密连接架构大体上依然完好。真正率先发生变异的,是脑血管内皮细胞内部的‘货物运输系统’——小窝蛋白相关的转胞吞作用显著增强。”马寅仲阐释道,转胞吞是指物质被内皮细胞膜包裹形成囊泡,从血管一侧运送至另一侧并释放的流程,这相当于细胞内部的一种主动“输送”机制。换言之,衰老早期的血脑屏障并非简单的“墙体破裂”,而更像是内皮细胞内部原本受到严格管控的“运输通道”被异常解锁,使得血液中的大分子物质更易穿越血管壁侵入脑组织。
那么,究竟是什么因素导致这些异常运输通道的开启?研究团队发现,脑血管内皮细胞中的Mfsd2a是维系低水平转胞吞作用的关键分子。它不仅承担着将二十二碳六烯酸(DHA)等有益脂质输送入脑的重任,还能有效抑制非特异性的囊泡运输。在衰老过程中,Mfsd2a的表达水平逐渐走低,而与之相关的另一蛋白质——小窝蛋白-1(Cav-1)所介导的囊泡运输却异常活跃。
为验证这一机制,研究人员借助腺相关病毒技术,在老年小鼠的脑血管内皮细胞中恢复Mfsd2a的表达,或下调Cav-1的表达水平。结果显示,异常的转胞吞现象显著减少,血脑屏障的渗漏状况也得到明显改观。“这充分表明,Mfsd2a的减少并非仅仅是血管衰老的一个伴随现象,而是推动血脑屏障早期渗漏的关键推手。”马寅仲解释道。
那么,Mfsd2a为何会在衰老进程中发生下调?通过系统筛选多种可能影响血脑屏障功能的分泌因子,研究人员锁定了一种名为转化生长因子-β1(TGF-β1)的细胞因子,它能够强力抑制脑血管内皮细胞中Mfsd2a的表达。尽管TGF-β1在发育、组织修复、炎症反应及衰老过程中都扮演着重要的调控角色,但研究显示,随着年龄增长,脑内及血液循环中的TGF-β1水平均呈上升趋势。进一步的机制剖析表明,TGF-β1通过激活脑血管内皮细胞内一连串的信号级联反应,直接抑制了Mfsd2a的基因转录,进而促进了小窝样囊泡的形成以及非特异性物质的跨细胞转运。
后续实验为此提供了有力佐证:在年轻小鼠中提升脑内或循环系统中的TGF-β1水平,能够诱导出类似衰老状态下的血脑屏障变化——Mfsd2a表达下调、脑血管内皮转胞吞增强以及屏障渗漏加剧。反之,在老年小鼠中,特异性敲除脑血管内皮细胞上的Tgfbr2受体,或采用TGF-β受体抑制剂进行短期干预,则能够恢复Mfsd2a的表达、减少异常转胞吞、改善血脑屏障的完整性,甚至在一定程度上优化部分神经行为表现。
该研究提出,衰老相关的血脑屏障破损并非单纯的结构老化,而是一个由全身性衰老信号、脑血管内皮功能失调以及神经血管单元微环境重塑共同驱动的复杂过程。其中,过度升高的TGF-β1通过抑制Mfsd2a,使得原本受到严格制约的脑血管内皮转胞吞通路异常强化,进而加速了衰老早期的血脑屏障渗漏。
“这项发现为理解衰老相关的认知功能衰退、脑小血管病以及血管性认知障碍提供了崭新的机制解释。”马寅仲表示,该研究将系统性衰老信号、神经血管完整性与认知功能下降有机串联,对于以血脑屏障渗漏为核心病理特征的脑小血管病和血管性认知障碍等疾病,具有直接的临床指导价值。
每天《走够这个》步数 帮你抵消久坐伤害
世界卫生组织及众多国际权威学术机构早已将久坐列为当代社会重大健康隐患的独立危险因素。令人欣慰的是,规律步行能够有效缓解静坐带来的不良影响——研究表明,每日步数突破2200步即可产生益处,而达到9000至10500步则效果最为理想。那么,如何科学地走好每一步呢?
静坐的危害可谓遍及周身,甚至在不摄入糖分的情况下,也可能诱发糖尿病。人体骨骼肌是消耗葡萄糖的核心组织。在长期伏案状态下,肌肉收缩频率骤降,负责转运葡萄糖的通道活性随之减弱,血液中的糖分无法被组织充分吸收利用,只能在循环系统中不断蓄积,最终推高血糖浓度。
久坐绝不仅仅是“缺乏锻炼”那样简单。即便个体完成了每周推荐的运动量,只要每日累计静坐达8至10小时,罹患慢性疾病的风险依旧居高不下。天津医科大学研究人员在《柳叶刀》子刊发表的一项成果指出,每日久坐超过6小时,与12种疾病的高发风险存在显著关联,涵盖缺血性心脏病、糖尿病、哮喘、慢性肾病、慢性肝病、甲状腺疾病以及抑郁等范畴。
久坐导致腹部肌肉松弛、局部血液循环减速,脂肪易于在腹腔内部堆积,进而催生内脏型肥胖。值得注意的是,内脏脂肪会分泌大量炎性因子,成为引发全身代谢紊乱的重要推手。与此同时,久坐还会削弱脂蛋白脂酶的活力,令甘油三酯清除效率降低、“好胆固醇”水平下滑,从而为心血管疾病埋下隐患。一旦腹型肥胖、高血糖、血脂异常同时汇集,便构成了代谢综合征,显著抬升多种慢性病的发病几率。
心血管系统同样难逃久坐的侵蚀。研究显示,以连续静坐2小时为基线,每多坐1.5小时,心脑血管事件所致死亡风险便攀升44%。下肢肌肉的“肌泵”机制是驱动静脉血回流的天然动力,久坐时该功能显著减弱甚至消失,极易诱发下肢静脉血栓。老年人及长途旅行者尤其值得警惕,血栓一旦脱落可能引发致命性肺栓塞。此外,连续数小时静坐即可令血管内皮收缩功能出现一过性下降,而这是动脉粥样硬化的早期信号,长期累积可能诱发高血压、冠心病及脑卒中等严重疾病。
骨骼肌肉系统亦承受着巨大压力。长期静坐使臀部肌群因缺乏使用而松弛无力,腰椎和膝关节不得不代偿性承重,久而久之便会显现腰背酸痛及膝部不适。久坐还易催生含胸、圆肩等不良姿态,颈椎在异常的应力状态下加速退行性改变。骨骼的钙代谢与重塑过程离不开肌肉收缩所给予的力学刺激,当肌肉牵拉长期缺位时,骨组织无法获得足够的生物力学信号,骨量将逐渐流失,骨质疏松风险随之升高。
判定是否以久坐为主的生活方式,标准如下:若日间活动水平低于基础代谢率的1.5倍且持续超过8小时,或单次静坐超过2小时,均可视为静坐主导型生活模式。
那么,多少步数才能有效抵消久坐之害?多国研究一致表明,随着每日静坐时长的增加,全因死亡率和心血管疾病发病率均显著上升,而提升步数则是扭转这一趋势的有效手段。澳大利亚悉尼大学学者在《英国运动医学杂志》发布的研究指出,每日步数一旦超过2200步,即可降低死亡与心血管疾病风险;当步数攀升至9000至10500步时,无论久坐时长如何,死亡风险均降至最低。即便是每日4000至4500步,也能收获最佳步数状态下约五成的益处。
步行带来的裨益远不止于此——它还能增强心肺功能、预防骨质疏松并降低癌症风险。研究数据显示,相较于完全不步行者,每周步行90至720分钟可将死亡风险降低27%至31%,预期寿命约延长6年。
科学健走需讲究技巧。步幅方面,应比日常行走多出半个脚掌;步态上,落地时膝盖微屈,脚后跟至脚尖的过渡应流畅自然,身体重心随之迅速前移。整个过程中保持上体挺拔,双臂自然摆动。需警惕三种错误姿势:弓背行走易致腰酸背痛及腿部后侧不适;挺腹行走会加大下肢关节负担;拖地行走则使足弓承受过多压力,同时损伤鞋履。
初涉步行者应从每次10至15分钟起步,循序渐进地将单次时长延长至30分钟以上,最终达成每周至少150分钟的中等强度有氧运动目标。运动前后务必留出热身与放松环节——以5分钟的温和步行和拉伸启动身体,让肌肉和关节逐渐适应;同样以5分钟的慢速行走收尾,帮助心率平稳回落并预防肌肉僵硬。
久坐造成的健康损害能否逆转?关键在于是否跨越器质性病变这一分水岭。短期功能性问题完全可以恢复——单次久坐引发的肌肉葡萄糖利用能力下降、一过性胰岛素抵抗均属功能性改变,并未对器官造成实质性损伤。研究证实,仅需2分钟的慢走或徒手深蹲,即可重新激活肌肉中的葡萄糖转运通路,显著压低餐后血糖峰值。这类损害发生迅速,恢复同样迅速,及时起身活动便能快速化解。
然而,若常年维持久坐习惯,功能异常将不断累积。一旦损伤波及胰岛β细胞功能,甚至确诊为2型糖尿病,病变已从功能性异常演变为不可逆的器质性损害。因此,调整久坐习惯必须趁早介入,切忌等到器官实质受损后方才采取行动。
日常生活中还可采取多种策略降低健康风险:每静坐30分钟,起身活动2至3分钟,诸如倒水、慢走或简单拉伸皆可;有意识地增加活动量,如4层以内优先爬楼梯、线下办理缴费购物等事务;工作间隙可做踮脚、靠墙站立或扶墙俯卧撑等轻量动作,激活下肢与躯干肌群。有条件者不妨使用升降工作台,以坐姿与站姿交替办公,既不影响工作效率,又可减轻腰椎与下肢压力,提升肌肉活跃度。此外,通过养宠物坚持每日规律遛弯,或买菜、散步时刻意延长步行距离,将活动自然融入生活细节。
总而言之,降低心血管疾病与死亡风险的最佳每日步数为9000至10500步,即便每日4000至4500步也能获得最佳步数约五成的获益。同时,务必定时打断静坐——每30分钟起身活动,融入碎片化活动积少成多,并尝试坐站交替办公,最大限度压缩持续静坐的时间。
高温桑拿天何时退场,台风白《海豚能带来清凉》吗?
酷暑难当,简直令人难以招架!最近,自华南一路延伸至东北,全天候无休止的湿闷热浪,让每一次迈出家门都宛如一次严峻的试炼。这股横扫南北逾20个省份的“牛舔”般黏腻的蒸笼天,究竟要到何时才会偃旗息鼓呢?
先来揭晓答案:令人遗憾的是,由于副热带高压与大陆高压联手驻留、鲜有移动,至少在接下来的一周内,这种炙热难耐的闷热气候将在总体上延续,只不过会在不同区域呈现出此消彼长的微妙差异。
长江中下游及其邻近地带的高温版图正逐步扩张:到了8月1日至2日,江苏、浙江、上海、安徽以及福建北部、江西北部、湖南大部分区域、湖北东部、重庆中西部等地,都将普遍陷入高温的笼罩之中。
北方的高温则呈现持续态势,部分地区极端高温特征显著:未来数日,河南、山东、河北中南部及东部等地同样会有高温天气蔓延,甚至辽宁中西部、吉林的部分地区也难以幸免。内蒙古中部、辽宁、吉林、山东西北部等地的局部区域,日最高气温有望逼近或刷新历史纪录。
西北地区的高温也将卷土重来:8月3日至5日,从新疆到甘肃、内蒙古西部一带,将相继受到另一大陆高压脊的掌控,迎来又一轮炽热的高温酷暑时段。
由于副热带高压属于海洋性高压系统,加之低空持续有季风气流北上,导致大气环境呈现出高温高湿的特征。从东北到华南,午后相对湿度普遍维持在40%至70%之间,即便最高气温未能突破35℃,体感温度也几乎都会超越35℃甚至达到40℃以上,闷热难耐的感受尤为突出,必须高度警惕中暑风险。
尤其是在7月底至8月初的这几天,四川盆地中东部、长江中下游地区直至华北平原大部分区域、辽宁大部、吉林中西部等地,夜间最低气温也将攀升至25℃以上,局部地区甚至可能逼近30℃。在大城市中,上海、杭州、重庆未来七天的夜间最低气温均有望冲击30℃,这对上海和杭州而言,也是较为罕见的现象。
那么,究竟什么力量才能驱散这股热浪?答案难道只能寄托于“风”的到来吗?
中国天气网的气象分析师孙倩倩指出,就目前形势来看,5日过后可能会有台风对南方高温起到缓解作用,但北方仍将处于高压系统的掌控之下。不过,由于预报时效较为遥远,后续台风的移动路径仍存在诸多变数。
这里所提到的,正是今年第13号台风“白海豚”。它在太平洋赤道附近的暖池区域诞生,一路不断增强并西行推进,跨越国际日期变更线,进入西太平洋后,成功获得了台风“身份”,从某种意义上讲,也算是一个“舶来品”台风了。
依据过往经验,这类“进口”台风大多在长途跋涉途中遭遇海温偏低、风切变等不利因素,从而减弱或发生性质转变,远道而来的它们通常难以对我国产生实质性影响。例如2023年的第8号台风“多拉”和2014年的第13号台风“吉纳维芙”,均是在东太平洋生成并获得飓风编号命名后,又西行跨越国际日期变更线,重新取得台风编号(保留原名),随后一番漫长奔波,最终消散于高纬度的太平洋腹地。
然而,“白海豚”却与众不同。经过昨天的眼壁置换过程,台风“白海豚”已重新攀升至超强台风级别,其眼区既大且圆,中心附近的云顶温度较低,表明对流活动极为旺盛,堪称一个标准意义上的超强台风。
从目前情况来看,其北侧的副热带高压呈东西走向的带状分布,因此“白海豚”当前的行进路径整体偏向西北方向。相较于消散于太平洋腹地的命运,“白海豚”更有可能靠近我国东海海域。根据中央气象台的中期预报,8月5日之前,我国近海不会受到台风影响;6日之后,今年第13号台风“白海豚”则有靠近我国东部海域的可能性。
由于距离遥远、预报时效亦较长,“白海豚”未来的路径走向存在极大的不确定性。中国天气网首席气象分析师信欣表示,当前集合预报对“白海豚”的潜在路径给出了多种可能性,登陆我国、日本或韩国均有可能。后期台风自身的强度变化、副热带高压的强度及形状位置,都将是决定其路径的关键要素,下周形势才会逐渐明晰,目前尚无法给出定论。
一边是千里迢迢逼近的实力强悍的台风,另一边则是漫长难熬的湿热桑拿酷暑,这还真是让人无从选择啊。
衰老过程中,大脑“防(线”是如何失守的)科技日报记者罗云鹏随着年岁渐长,人们往往察觉到记忆力的衰退、思维速度的迟缓,也更易受到诸如脑小血管病变、认知功能障碍等各类疾病的侵扰。长期以来,科学界始终在追寻一个核心谜题的答案:大脑的衰老,其最初的
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