综述:阿尔茨海默病中的多巴胺系统功能障碍(Dopamine System Dysfunction in Alzheimer's Disease)

【字体: 时间:2025年09月10日 来源:Psychogeriatrics 1.7

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  本综述系统探讨了阿尔茨海默病(AD)中多巴胺(DA)系统的功能障碍及其临床意义。文章指出,DA系统异常与AD的神经行为症状(如冷漠、抑郁)和锥体外系症状密切相关,并可能加速认知衰退。通过动物模型、尸检和活体研究,作者强调DA功能障碍更可能与神经元丢失、受体改变及代谢异常(如HVA、DOPAC水平变化)相关,而非仅由Aβ或神经纤维缠结驱动。文章建议针对DA系统的干预策略(如左旋多巴、受体激动剂)可能改善AD症状,为治疗提供新方向。

  

多巴胺系统与阿尔茨海默病的关联机制

引言

中枢神经系统(CNS)中的单胺类神经递质(如多巴胺(DA)、去甲肾上腺素和血清素)主要通过皮质下区域产生,并通过上行投射系统广泛影响大脑皮层。这些核团的退化可能在阿尔茨海默病(AD)的发展中发挥作用。尽管AD中多个皮质下神经元群体受损,但本文聚焦于DA系统,因其功能障碍可能与神经行为症状(如冷漠、抑郁)、锥体外系症状及认知衰退密切相关。

冷漠是AD中最常见的神经行为症状,其累积患病率可超过70%,且与功能残疾增加和死亡率上升相关。锥体外系症状见于约70%的AD患者,并与疾病进展相关。研究表明,轻度帕金森样症状与认知障碍风险增加及黑质细胞丢失有关,且这种丢失可能与路易体或AD病理无关。此外,DA通过中脑直接投射或蓝斑终末共释放至海马,参与突触可塑性和记忆编码。动物模型显示,DA缺失会导致海马可塑性受损和记忆缺陷。

多巴胺系统概述

DA不能通过血脑屏障,需在脑内由L-3,4-二羟基苯丙氨酸(L-DOPA)经L-DOPA脱羧酶合成。其主要降解产物为高香草酸(HVA),由儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)和单胺氧化酶(MAO)催化生成。DA的合成与去甲肾上腺素和肾上腺素重叠,且代谢过程高度动态,涉及囊泡泄漏和再摄取平衡。

脑内DA主要来源于三组中脑DA细胞:红核后区(RRA, A8)、黑质致密部(SNpc, A9)和腹侧被盖区(VTA, A10)。SNpc与自主运动相关,VTA则参与奖励、工作记忆和警觉性。DA神经元的兴奋性受多种神经递质调节,包括谷氨酸、GABA、乙酰胆碱等。蓝斑作为去甲肾上腺素的主要来源,也共释放DA,调节海马可塑性和记忆。

动物模型研究

AD动物模型(如APPswe/PS1ΔE9和Tg2576小鼠)显示,Aβ沉积与黑质纹状体病理密切相关。Tg2576小鼠在斑块前期即出现VTA的DA神经元丢失,导致海马和伏隔核壳部DA流出减少,进而引起记忆缺陷和奖励处理障碍。DA缺失还会损害海马长时程增强(LTP),增加癫痫样活动风险。左旋多巴或D2受体激动剂可恢复中间神经元功能并降低过度兴奋性。

药理增加DA张力(如MAO-B抑制剂、DA再摄取抑制剂或受体激动剂)可改善记忆和学习能力。例如,阿扑吗啡降低脑内Aβ和磷酸化tau(p-tau)水平,左旋多巴改善认知功能。

尸检人类研究

AD患者的锥体外系症状与黑质病理(如α-突触核蛋白聚集、p-tau积累和神经元丢失)相关,但部分患者无显著黑质病变,提示可能存在终末功能异常或DA转运体位点减少。研究发现AD患者多个脑区的DA、HVA和DOPAC水平降低,且DA受体(如D1、D2、D3和D4)表达发生变化,其中D5受体在额叶皮层表达增加。

DA生物合成和降解异常(如酪氨酸羟化酶活性降低)可能导致单胺类神经递质功能障碍,而非仅由突触丢失或神经元退化引起。

活体人类研究

脑脊液(CSF)中DA及其代谢物的检测显示,AD患者的DA和HVA水平普遍降低,但部分早期研究结果存在矛盾,可能与诊断标准或方法学差异相关。遗传学研究显示,COMT Val158Met多态性影响DA可用性,Met等位基因可能对认知功能具有保护作用。

影像学研究证实AD患者纹状体萎缩,VTA功能连接与海马体积和认知能力相关。PET显示AD患者纹状体DA D1和D2受体减少,且D2受体结合潜力与言语记忆正相关。DAT-SPECT研究发现AD早期即存在基底节DA能 depletion,痴呆期进一步扩展至边缘皮层区域。

电生理研究表明,DA药物(如左旋多巴或罗替戈汀)可恢复皮质胆碱能传递和突触可塑性,改善短潜伏期传入抑制和LTP样可塑性。

针对DA系统的干预策略(如左旋多巴、COMT抑制剂或MAO-B抑制剂)在临床试验中显示一定潜力。左旋多巴暴露与AD生物标志物水平降低相关,COMT抑制剂具有抗Aβ寡聚化作用,罗替戈汀可改善额叶相关认知功能。

结论

DA系统功能障碍是AD的重要特征,可能早于斑块形成阶段出现,并与认知和非认知症状相关。DA缺失导致海马可塑性受损、记忆缺陷和神经行为异常。人类研究证实DA系统存在结构性、功能性和代谢性改变,而DA药物可部分恢复生理功能。未来需进一步探索DA系统与Aβ、tau病理的交互作用,以及靶向DA通路的治疗策略。

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