協會通訊

協會通訊

微觀憂鬱症神經傳遞物質失衡與營養療法


作者:王慧珍

王慧珍
國立臺灣大學醫學院學士後護理學系助理教授
國立臺灣大學醫學院雲林分院護理部督導長
臺北醫學大學醫學系兼任助理教授

憂鬱症(depression)簡介

  憂鬱症是常見的精神疾病,盛行率增加中,是為日益嚴重的公共衛生威脅問題。憂鬱症有幾種亞型,例如重度憂鬱症、持續性憂鬱症、躁鬱症、精神病性憂鬱症, 季節性情感性疾患、情境性憂鬱症、周產期/產後憂鬱症[1] 。憂鬱症主要特徵是持續的悲傷、絕望、內疚、精力不足、難以應付日常生活和反覆發作自殺和死亡的意念[2]。憂鬱症的生理、病理分子機制中,涉及多種先天遺傳因子與後天生態環境。本篇文章將著重於整合憂鬱症導因理論,以此論點輔以憂鬱症營養治療。

微觀憂鬱症導因與營養治療

  微觀憂鬱症導因:(1)單胺基理論(Monoamine theory):著重單胺類神經傳導物質失衡是憂鬱症發病主因,(2)創傷性生活壓力事件下,下視丘-腦下垂體-腎上腺軸 ((Hypothalamus-pituitary-adrenal axis theory)理論,憂鬱症患者無法平衡生活壓力是發病誘因,(3)細菌或病毒感染啟動免疫反應,神經發炎理論(Neuroinflammatory theory)下腦細胞受傷害,(4)氧化壓力下自由基會損害神經元,而神經保護路徑的訊息傳導無法有效啟動,(5)腦源性神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)與神經可塑性(neuroplasticity)無法有效修復,最終導致憂慮症發病。輔以營養治療(Nutritional psychiatry): 憂鬱症患者飲食中含色胺酸、酪胺酸,維生素B6、B12、葉酸、維生素D3,可以促進單胺神經傳遞物質合成。Omega-3 脂肪酸、鎂、鋅可啟動保護機制,協助腦神經元修復,與強化神經可塑性路徑,並可協助平衡下視丘-腦下垂體軸與神經發炎理論,Omega-3 脂肪酸可以透過訊息傳導路徑促進單胺神經傳遞物質合成。維生素A、C、E與微量元素鎂、鋅、硒、鐵、酮具抗氧化壓力[3],可保護腦細胞。詳論如下敘述

單胺基理論與憂鬱症導因憂鬱症營養治療:
補充含色氨酸、酪胺酸蛋白質、維生素B6、B12、葉酸、維生素D3

  單胺基理論中缺乏單胺類神經傳導物質血清素(serotonin)、多巴胺(dopamine)和正腎上腺素(norepinephrine),是憂鬱症的導因,是目前臨床抗憂鬱症用藥主軸,即三環類抗憂鬱藥(TCA)、單胺基氧化酶抑制劑(MAOI)與選擇性血清素再攝取抑制劑(SSRI)[4]。血清素來自色氨酸(tryptophan)衍生物,多巴胺和正腎上腺素來自酪胺酸(tyrosine)衍生物。血清素無法穿過血腦屏障[5],色氨酸穿過血腦屏障後,再透過色氨酸羥化酶(Tryptophan hydroxylase)與VitB6,在大腦神經元中色氨酸轉為血清素[6]。色氨酸是必需胺基酸,我們需從飲食中持續補充色氨酸,以供大腦合成血清素,若飲食中缺乏色氨酸將減少大腦血清素合成,可能導致焦慮、情緒低等憂鬱症狀 [7]。細胞中活化維生素D (1,25-(OH)2-D3)與其接受器-Vitamin D3 Receptor (VDR)結合,是色氨酸羥化酶的轉錄因子,即VitD3可調控基因表現促進血清素合成。攝取含色胺酸的食物(例如:牛奶、香蕉)、VitB6與VitD3,是有利血清素合成的[8]。酪胺酸可穿過血腦屏障,再透過酪胺酸羥化酶、多巴胺脫羧酶、VitB6、 VitB12、葉酸,在大腦神經元中將酪胺酸合成多巴胺和正腎上腺素[9]。酪胺酸缺乏或合成酶、輔酶、葉酸異常,將減少大腦內合成多巴胺和正腎上腺素,會出現缺乏動機、無愉快感與注意力下降等現象[10]。攝取含酪胺酸的食物(例如:牛奶、乳酪) 、VitB6、VitB12、葉酸,有利多巴胺和正腎上腺素合成。

神經可塑性與憂鬱症導因憂鬱症營養治療
補充Omega-3多元不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids )

  Omega-3多元不飽和脂肪酸是必需脂肪酸,主要形式是α-亞麻油酸、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA),Omega-3脂肪酸是細胞膜的成分,會調節細胞膜流體性、膜蛋白質功能與訊息傳導。Omega-3脂肪酸會誘導腦源性神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)產生[ 11],維持突觸功能和神經可塑性具保護神經元作用。Omega-3脂肪酸透過調節血清素、多巴胺和正腎上腺素的細胞訊號傳導,具抗憂鬱症作用。缺乏時會導致神經功能障礙。據研究報導憂鬱症患者,血液中 Omega-3脂肪酸含量較低,且DHA和EPA含量降低[12]。

下視丘-腦下垂體-腎上腺軸失調、神經發炎理論與憂鬱症誘因憂鬱症營養治療 補充Omega-3脂肪酸與色氨酸、酪胺酸蛋白質飲食

  生活壓力事件和Omega-3脂肪酸含量降低,會減少大腦縫核中的血清素合成[13]。當壓力誘導糖皮質激素和促發炎細胞因子(如IL-6、TNF-α)濃度上升時,會刺激色氨酸代謝酶表現(取代色氨酸羥化酶),導致血清素合成減少,誘發憂鬱情緒。憂鬱症得到緩解患者,色氨酸的飲食攝取量減少或壓力和皮質激素增加,可能導致急性憂鬱症復發[14]。

氧化壓力(oxidative stress)與憂鬱症誘因憂鬱症營養治療
補充維生素、神經輔酶與抗氧化劑

  神經元細胞靜止膜電位(RMP)的維持與動作電位(AP)的改變均具高代謝活性,葡萄糖是大腦神經元主要能量來源,粒線體氧化磷酸化過程會產生ATP與自由基(ROS),大腦是易受氧化壓力傷害的[15]。高劑量抗氧化劑補充劑已被證明可以減緩神經元損傷和血管疾病。維生素 A、C 和 E 是主要的非酵素性抗氧化劑,可抵禦氧化壓力,可保護認知能力下降、焦慮症、注意力不集中與憂鬱症[16]。維生素B群,參與去氧核糖核酸(DNA)的合成,維護神經鞘膜和神經元功能。且VitB1、VitB2 、VitB6均參與糖解路徑的能量生成,對神經功能至關重要[17]。 VitB3、VitB6參與血清素合成,缺乏VitB3 、VitB6會導致負面情緒和憂鬱症。VitB12參與紅血球形成、合成單胺基和兒茶酚胺神經傳導物質的代謝,憂鬱症患者VitB12含量較低[18]。維生素 B 群缺陷可能導致認知障礙、失智症和憂鬱症[19]。

微量元素(trace element)與憂鬱症誘因、憂鬱症營養治療

  微量元素(鎂、鋅、鐵、銅、硒)的含量對神經系統的正常運作有關鍵作用並產生適當的精神狀況[20]。鎂可降低神經過度興奮與焦慮,鎂參與調節海馬迴NMDA接受器。鋅參與腦源性神經營養因子(BDNF)的基因調控、海馬迴NMDA接受體調節,具抗氧化、抗發炎作用。鐵參與氧氣運輸、氧化磷酸化合成ATP與多巴胺合成。銅參與氧化磷酸化合成ATP與抗氧化作用[21]。微量元素含量紊亂會導致嗜睡、慢性疲勞和食慾不振。微量元素與冷漠和快感缺乏的發生有相關性[22]。目前研究證據支持微量元素正常濃度的擾動可能會誘發或加劇憂鬱症狀。

結論

  飲食會影響大腦的結構、功能、內源性神經傳導物質、神經胜肽和荷爾蒙。
健康均衡的飲食,補充微量營養素,例如:維生素(B1、B6、 B12、葉酸)和礦物質,巨量營養素等,例如:含色胺酸、酪胺酸蛋白質、omega-3 多元不飽和脂肪酸,對心理健康有助益,可防止憂鬱症的發生[23]。

參考文獻

  1. Krishnan, V.; Nestler, E.J. (2024).The molecular neurobiology of depression. Nature 455 , 894–902.
  2. Jeon, S.W.; Kim, Y.K.(2016). Molecular Neurobiology and Promising New Treatment in Depression. Int. J. Mol. Sci., 17, 381.
  3. Li, Y.; Zhang, C.; Li, S.; Zhang, D. (2020). Association between dietary protein intake and the risk of depressive symptoms in adults. Br. J.Nutr., 123, 1290–1301.
  4. Hamon, M.; Blier, P. (2013). Monoamine neurocircuitry in depression and strategies for new treatments. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol.Psychiatry, 45, 54–63.
  5. Zeni, A.L.; Zomkowski, A.D.; Maraschin, M.; Rodrigues, A.L.; Tasca, C.I. (2012). Ferulic acid exerts antidepressant-like effect in the tail suspension test in mice: Evidence for the involvement of the serotonergic system. Eur. J. Pharmacol., 679, 68–74.
  6. Ferguson, J.M.(2001). SSRI Antidepressant Medications: Adverse Effects and Tolerability. Prim. Care Companion, J. Clin. Psychiatry, 3, 22–27.
  7. Maes, M.; Galecki, P.; Chang, Y.S.; Berk, M.(2011). A review on the oxidative and nitrosative stress (O&NS) pathways in major depression and their possible contribution to the (neuro) degenerative processes in that illness. Prog. Neuro-Psychopharmacol. Biol. Psychiatry, 35, 676–692.
  8. Suga, H.; Asakura, K.; Kobayashi, S.; Nojima, M.; Sasaki, S. (2018). Association between habitual tryptophan intake and depressive symptoms in young and middle-aged women. J. Affect. Disord., 231, 44–50.
  9. Hüfner, K.; Giesinger, J.; Gostner, J.; Egeter, J.; Koudouovoh-Tripp, P.; Vill, T.; Fuchs, D.; Sperner-Unterweger, B. (2021). Neurotransmitter Precursor Amino Acid Ratios Show Differential, Inverse Correlations with Depression Severity in the Low and High Depression Score Range. Int. J. Tryptophan Res., 14, 11786469211039220.
  10. Scapagnini, G.; Davinelli, S.; Drago, F.; De Lorenzo, A.; Oriani, G. (2012). Antioxidants as antidepressants: Fact or fiction? CNS Drugs, 26, 477–490.
  11. Li, D.; Tong, Y.; Li, Y. (2020). Associations of dietary trans fatty acid intake with depressive symptoms in midlife women. J. Affect. Disord., 260, 194–199.
  12. Fernandes, M.; Mutch, D.; Leri, F. (2017). The Relationship between Fatty Acids and Different Depression-Related Brain Regions, and Their Potential Role as Biomarkers of Response to Antidepressants. Nutrients, 9, 298.
  13. Calderón-Ospina, C.; Nava-Mesa, M. (2020). B Vitamins in the nervous system: Current knowledge of the biochemical modes of action and synergies of thiamine, pyridoxine, and cobalamin. CNS Neurosci. Ther., 26, 5–13.
  14. Sheikhi, A.; Siassi, F.; Djazayery, A.; Guilani, B.; Azadbakht, L. (2023). Plant and animal protein intake and its association with depression, anxiety, and stress among Iranian women. BMC Public Health, 23, 161.
  15. Clemente-Suárez, V.; Mielgo-Ayuso, J.; Martín-Rodríguez, A.; Ramos-Campo, D.; Redondo-Flórez, L.; Tornero-Aguilera, J.F. (2022). The Burden of Carbohydrates in Health and Disease. Nutrients, 14, 3809.
  16. Duc, H.; Oh, H.; Yoon, I.; Kim, M. (2021). Association between levels of thiamine intake, diabetes, cardiovascular diseases and depression in Korea: A national cross-sectional study. J. Nutr. Sci., 10, e31.
  17. Arévalo, S.; Scott, T.; Falcón, L.; Tucker, K.(2019). Vitamin B-6 and depressive symptomatology, over time, in older Latino adults. Nutr Neurosci., 22, 625–636.
  18. Berkins, S.; Schiöth, H.; Rukh, G.(2021). Depression and Vegetarians: Association between Dietary Vitamin B6, B12 and Folate Intake and Global and Subcortical Brain Volumes. Nutrients, 13, 1790.
  19. Kohn, J. (2016). Is Dietary Fiber Considered an Essential Nutrient? J. Acad. Nutr. Diet., 116, 360.
  20. Szewczyk, B.; Szopa, A.; Serefko, A.; Poleszak, E.; Nowak, G. (2018). The role of magnesium and zinc in depression: Similarities and differences. Magnes. Res., 31, 78–89.
  21. Mlyniec, K. (2021). Interaction between Zinc, GPR39, BDNF and Neuropeptides in Depression. Curr. Neuropharmacol., 19, 2012–2019.
  22. Kafeshani, M.; Feizi, A.; Esmaillzadeh, A.; Keshteli, A.; Afshar, H.; Roohafza, H.; Adibi, P. (2020). Higher vitamin B6 intake is associated with lower depression and anxiety risk in women but not in men: A large cross-sectional study. Int. J. Vitam. Nutr. Res., 90, 484–492.
  23. Kate, N.; Grover, S.; Agarwal, M. (2010).Does B12 deficiency lead to lack of treatment response to conventional antidepressants?Psychiatry, 7, 42–44.
詳看完整會訊