论文标题：Dietary Lipid Intervention in the Prevention of Brain Aging

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.04.012

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随着全球人口老龄化加剧，脑衰老及相关神经退行性疾病如阿尔茨海默症（AD）已成为重大公共健康挑战。中国工程院院士、中国农业大学教授任发政团队与北京工商大学、华盛顿州立大学、康奈尔大学等研究人员合作在中国工程院院刊《Engineering》发表了一篇题为“Dietary Lipid Intervention in the Prevention of Brain Aging”（膳食脂质在预防脑衰老中的干预作用）的综述论文，中国农业大学博士后熊炜、副教授方冰为共同第一作者，任发政院士为通讯作者。文章深入探讨了膳食脂质在延缓脑衰老和改善认知功能方面的潜在价值，为应对这一健康难题提供了新的科学依据。

文章指出，脑衰老的特征是神经元功能逐渐下降，导致轻度认知障碍（MCI）、阿尔茨海默症等疾病。其核心机制之一是突触可塑性的受损，即突触传递强度和效率的活力依赖性变化失衡。突触是神经元间通信的关键结构，其功能和数量的变化直接影响大脑的学习、记忆等复杂功能。研究发现，衰老过程中，海马体和前额皮层的突触数量减少、功能下降，且神经递质受体密度降低，如NMDA受体密度随年龄增长而减少，进而影响长时程增强和抑制，最终导致认知障碍。

图1 衰老导致认知缺陷的示意图。衰老导致突触结构发生变化，包括树突棘密度降低、树突长度缩短、突触后密度减小和受体水平下降，这些影响长时程增强和长时程抑制，最终导致神经元功能障碍和认知缺陷。

脂质在维持突触可塑性中发挥着重要作用。大脑富含多种脂质，如磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）和缩醛磷脂等，这些脂质不仅构成神经元膜的主要成分，还通过影响膜的黏度、流动性和相关蛋白的功能，进而调节突触传递和可塑性。随着年龄增长，大脑脂质组成发生紊乱，如二十二碳六烯酸（DHA）和花生四烯酸（ARA）含量降低，磷脂成分改变，导致膜流动性和完整性受损，神经递质的转运、释放和接受功能受阻，从而影响大脑功能。

图2 （a）不同头部基团的磷脂结构；（b）PE的两种主要结构。R：脂肪酸；X：头部基团。

多不饱和脂肪酸（PUFA）是膳食脂质中改善大脑功能的关键成分。DHA和EPA是大脑中最丰富的n-3 PUFA，而ARA是主要的n-6 PUFA。这些PUFA通过调节膜流动性、信号转导和抗氧化作用，对认知功能产生积极影响。研究显示，血浆中的n-3 PUFA含量水平与认知功能存在强相关性，并且补充n-3 PUFA（2.3 g/d）可延缓阿尔茨海默症患者的认知能力下降。然而，DHA补充的效果在不同人群中存在差异，可能与其在血脑屏障中的吸收效率有关。

磷脂在脑衰老干预中也展现出显著潜力。磷脂占神经元总膜脂质的60%以上，其中缩醛磷脂因其特殊的乙烯醚键和在突触后膜的丰富性，成为研究热点。研究发现，阿尔茨海默症患者血浆中磷脂酰胆碱含量显著变化，而缩醛磷脂缺乏与多种神经退行性疾病相关。补充磷脂酰丝氨酸（PS）和缩醛磷脂可改善认知功能，其中缩醛磷脂的效果更为显著。例如，给轻度阿尔茨海默症患者补充缩醛磷脂（1 mg/d）可改善认知能力，且对言语和视觉记忆力有剂量依赖性改善效果。

图3 （a）不同突触微观结构中的特定磷脂；在脂筏（黄色）、囊泡膜（蓝色）和周围密集区（绿色）中，均包含丰富的磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰丝氨酸（PS）和缩醛磷脂；（b）~（d）它们对大脑功能均有所影响。

文章强调，尽管膳食脂质在预防脑衰老方面展现出巨大潜力，但仍面临诸多挑战。缩醛磷脂的乙烯醚键在酸性条件下不稳定，影响其在动物实验和临床试验中的有效剂量和利用率。此外，磷脂的消化、代谢途径以及生物有效性尚需进一步研究。未来的研究应聚焦于检测缩醛磷脂在缓解脑衰老疾病中的剂量依赖性作用，并发展其临床应用的提取和储存方法，以充分发挥膳食脂质在预防脑衰老中的作用。

膳食脂质，尤其是磷脂和PUFA，通过调节脂质稳态和突触可塑性，在预防脑衰老和改善认知功能方面具有重要意义。这一研究为开发基于膳食脂质的营养干预措施提供了科学依据，有望为应对全球老龄化带来的脑健康挑战开辟新途径。

论文信息：

Wei Xiong, Bing Fang, Xiaoyu Wang, Ming Zhang, Min Du, Jiazeng Sun, Juan Chen, Yixuan Li, Changhao Sun, Xingen Lei, Xue Zhang, Fazheng Ren. Dietary Lipid Intervention in the Prevention of Brain Aging. Engineering, 2024, 37(6): 140–150

开放获取：

https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.04.012

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