NMN补充治疗可以改善大脑的衰老

俄克拉荷马大学健康科学中心的科学家进行了一项研究,表示烟酰胺单核苷酸(NMN)的补充治疗可以改善老年小鼠的脑功能。数据表明,使用NMN可以改善脑血管扩张(血管舒张)和脑血流量,从而…

俄克拉荷马大学健康科学中心的科学家进行了一项研究,表示烟酰胺单核苷酸(NMN)的补充治疗可以改善老年小鼠的脑功能。数据表明,使用NMN可以改善脑血管扩张(血管舒张)和脑血流量,从而改善认知功能。

NMN补充治疗可以改善大脑的衰老插图

Tarantini et al. (2019)

据俄克拉荷马州大学健康科学中心研究NMN补充剂的科学家发现,这种NMN补充剂可改善老年小鼠的脑功能。NMN补充治疗改善了神经血管耦合的能力(大脑正常功能的行使取决于神经血管的耦合,即神经活动迅速增加局部血流量以满足局部脑能量需求的瞬时变化),即当神经活动增加时,脑血流量就会随之增加。神经血管耦合的改善反过来又改善了脑血流量,有利于增强大脑的认知功能。

维持人体大脑功能的稳定(大脑动态平衡)需要充足的营养和氧气供应,并且需要清除代谢产物。如果脑血流量受阻,就无法实现大脑内部环境的动态平衡,正常情况下脑血流量需占总心输出量(指每分钟一侧心室射出的血液总量)的15%。即使人脑占人体质量的2%,它仍消耗身体总静息氧气(O2)的20%。因此,如果大脑血流量减少,大脑在短时间内将失去平衡。而剧烈的脑部活动需要迅速增加大脑内氧气和葡萄糖的输送,以增强从大脑血流到大脑活动区域的适应性。为了适应脑部活动的增加,大脑会通过释放一氧化氮(NO)(一种血管扩张剂)来提高神经血管耦合能力。

现在,科学家越来越认识到血管(脉管系统,包括心血管系统和淋巴系统)对中老年人认知障碍和老年痴呆症的关键作用。越来越多的证据表明老年人中存在神经血管耦合反应的损伤。科学家还观察到老年实验动物的神经血管偶联反应受损。随着年龄的增长,神经血管耦合反应的减弱很可能会导致人类和实验动物中年龄相关的大脑皮质功能下降和认知能力下降。

在本研究中,俄克拉荷马大学的科学家对该假设进行了实验,通过补充NMN改善线粒体功能来恢复老年小鼠的神经血管耦合反应。科学家首先假设通过补充NMN可以改善神经血管耦合,进而改善脑功能(认知能力)。随后在研究中,科学家对衰老的小鼠连续两周补充NMN,并且测试小鼠的脑血流量,将补充NMN的衰老小鼠与未补充NMN的衰老小鼠和年轻小鼠做对比。然后,这项研究的科学家测量了神经元中线粒体的功能,以检验补充NMN是否能恢复其功能。最后,科学家对这些小鼠进行行为学评价,以确定其认知功能和运动协调能力。

NMN补充治疗可以改善大脑的衰老插图1

最终,这项研究的结果表明,在老龄小鼠中补充NMN可以恢复神经血管偶联反应和脑血流量。并且,科学家提供了进一步的证据,表明恢复的大脑血流来自于衰老小鼠中增强的NO(一氧化二氮)信号传导。该研究的作者发现,补充NMN可以降低线粒体毒素(活性氧)的产生。如果线粒体中没有NO的产生;ATP(细胞内能量传递的“分子通货”)的产量就会增加。因此,证据表明,在老年小鼠中,补充NMN可以改善线粒体功能和神经血管耦合。

image4

实验结果还表明,补充NMN可以改善衰老小鼠的认知功能。研究者们分别对幼鼠、接受NMN补充的老年小鼠以及对照组老年小鼠进行水迷宫实验,检测各组动物的学习和记忆能力。实验数据表明幼鼠具备最佳的学习和记忆能力。如图所示,学习和记忆能力最差的是老年小鼠,而补充了NMN的老年小鼠与未补充的老年小鼠相比,其学习和记忆能力显著提高。科学家们在研究中还进行了包括“高架十字迷宫”在内的其他行为学检测,最后表明了NMN补充治疗可以提高学习和记忆功能。

image3

科学家建议用NAD +前体NMN来干预老年小鼠,以恢复其神经血管偶联反应。神经血管偶联反应的恢复反过来更好的改善了老年小鼠的脑功能。同样的,在老年人中也出现与老年小鼠脑血管功能异常(认知微脉管系统)和认知能力下降等许多方面的症状。正如科学家所说:“我们的发现表明,补充NMN对衰老小鼠具有明显的脑血管保护作用。NMN补充可减轻内皮细胞的氧化应激,改善内皮功能并修复老化皮质中的神经血管耦合(NVC)反应。”

文章来源:

Stefano Tarantini, Marta Noa Valcarcel-Ares, Peter Toth, Andriy Yabluchanskiy, Zsuzsanna Tucsek, Tamas Kiss, Peter Hertelendy, Michael Kinter, Praveen Ballabh, Zoltan Sule, Eszter Farkas, Joseph A. Baur, David A. Sinclair, Anna Csistzar, Zoltan Ungvari.  Nicotinamide mononucleotide (NMN) supplementation rescues cerebromicrovascular endothelial function and neurovascular coupling responses and improves cognitive function inn aged mice.  Redox Biol, 2019; DOI: 10.1016/j.redox.2019.101192.

参考文献:

  1. Monica Fabiani, Brian A. Gordon, Edward L. Maclin, Melanie A. Pearson, Carrie R. Brumback-Peltz, Kathy A. Low, Edward McAuley, Bradley P. Sutton, Arthur F. Kramer, Gabriele Gratton.  Neurovascular coupling in normal aging: A combined optical, ERP and fMRI study.  Neuroimage, 2014; DOI: 10.1016/j.neuroimage.2013.04.113.
  2. Laibaik Park, Josef Anrather, Helene Girouard, Ping Zhou, Costantino Iadecola.  Nox2-Derived Reactive Oxygen Species Mediate Neurovascular Dysregulation in the Aging Mouse Brain.  J Cereb Blood Flow Metab, 2007; 27(12): 1908-18.
  3. Farzaneh A. Sorond, Shelley Hurwitz, Davaid H. Salat, Douglas N. Greve, Naomi D.L. Fisher.  Neurovascular coupling, cerebral white matter integrity, and response to cocoa in older people.  Neurology, 2013; DOI: 10.1212/WNL.0b013e3182a351aa.
  4. Iskra Stefanova, Thomas Stephan, Sandra Becker-Bense, Thomas Dera, Thomas Brandt, Marianne Dieterich.  Age-related changes of blood-oxygen-level-dependent signal dynamics during optokinetic stimulation.  Neurobiol Aging, 2013; DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2013.03.031.
  5. Stefano Tarantini, Cam Ha T. Tran, Grant R. Gordon, Zoltan Ungvari, Anna Csiszar.  Impaired neurovascular coupling in aging and Alzheimer’s disease: Contribution of astrocyte dysfunction and endothelial impairment to cognitive decline.  Exp Gerontol, 2016; DOI: 10.1016/j.exger.2016.11.004.
  6. Stefano Tarantini, Marta Noa Valcarcel-Ares, Peter Toth, Andriy Yabluchanskiy, Zsuzsanna Tucsek, Tamas Kiss, Peter Hertelendy, Michael Kinter, Praveen Ballabh, Zoltan Sule, Eszter Farkas, Joseph A. Baur, David A. Sinclair, Anna Csistzar, Zoltan Ungvari.  Nicotinamide mononucleotide (NMN) supplementation rescues cerebromicrovascular endothelial function and neurovascular coupling responses and improves cognitive function inn aged mice.  Redox Biol, 2019; DOI: 10.1016/j.redox.2019.101192.
  7. M. Akif Topcuoglu, Hulya Aydin, Esen Saka. Occipital cortex activation studied with simultaneous recordings of functional transcranial Doppler ultrasound (fTCD) and visual evoked potential (VEP) in cognitively normal human subjects: Effect of healthy aging.  Neurosci Lett, 2009; 452(1): 17-22.
  8. Peter Toth, Stefano Tarantini, Anna Csiszar, Zoltan Ungvari.  Functional vascular contributions to cognitive impairment and dementia: mechanisms and consequences of cerebral autoregulatory dysfunction, endothelial impairment, and neurovascular uncoupling in aging.  Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2017; DOI: 10.1152/ajpheart.00581.2016.
  9. Marjan Zaletel, Martin Strucl, Janja Pretnar-Oblak, Bojana Zvan.  Age-related changes in the relationship between visual evoked potentials and visually evoked cerebral blood flow velocity responses.  Funct Neurol, 2005; 20(3): 115-20.

作者: 我爱NMN

为您推荐

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: 490024274@qq.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息

返回顶部