協會通訊

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阿茲海默症-憂鬱症的病理機制與預防策略


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
台北醫學大學醫學系兼任助理教授

壹、阿茲海默症早期與憂鬱症的相關性

阿茲海默症 (Alzheimer’s disease, AD)是一種進行性的神經退化性疾病,臨床上,患者常在明顯認知功能下降之前,即出現情緒相關症狀,包括憂鬱情緒與情緒調節失常。顯示在疾病早期,神經元功能障礙可能已經發生。近年研究指出,因外在壓力與內在發炎、老化,導致神經傳遞物質失衡與神經細胞內鈣離子恆定破壞,分泌血清素(serotonin)的神經元受損,腦部血清素合成與釋放下降,是阿茲海默症早期憂慮症發病主要病理機制。

貳、阿茲海默症-憂鬱症與心理-神經-發炎理論(Psycho-Neuro-Inflammatory theory)

一、發炎反應誘發阿茲海默症早期-憂鬱症

生物胺神經傳導物質(bioamine neurotransmitters)中的血清素(serotonin)與兒茶酚安(catecholamine)在調節人類情緒中扮演關鍵角色。依據「心理-神經-發炎理論」(psycho-neuro-inflammatory theory),發炎反應會加速兒茶酚安中的多巴胺(dopamine)與血清素的分解,從而加劇阿茲海默症 (AD)早期的憂鬱症狀。多項研究顯示,在憂鬱症與阿茲海默症患者中,發炎性細胞激素(cytokines)濃度顯著升高,例如C反應蛋白(CRP)、白介素-1β (IL-1β)及白介素-6(IL-6)。發炎反應系統(inflammatory response system, IRS)會活化下視丘-腦下垂體-腎上腺軸(hypothalamic-pituitary-adrenal axis, HPA axis),促進促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH)與促腎上腺皮質激素(ACTH)的分泌。此時會加速血清素(serotonin)與兒茶酚胺(catecholamines)的代謝與分解,會導致腦部血清素與多巴胺下降,從而加劇阿茲海默症早期的憂鬱症狀。

二、β類澱粉蛋白(amyloid beta)干擾,促發炎細胞激素(cytokine)增加,導致阿茲海默症早期中樞神經組織損傷

阿茲海默症早期發炎反應系統主要由促發炎細胞激素所驅動,這些細胞激素是由巨噬細胞(macrophages)、T細胞以及自然殺手細胞(natural killer cells)在免疫活化時所釋放。老化過程中周邊免疫系統功能逐漸失衡,導致非專一性(先天性)免疫系統過度活化,促發炎細胞激素增加,而抗發炎分子減少,使阿茲海默症生理環境偏向促發炎狀態。此時,周邊與中樞神經系統間透過血腦障壁(blood-brain barrier, BBB)的免疫溝通會因周邊組織損傷而受干擾,進而促進中樞神經系統呈現促發炎狀態。在中樞神經系統中,微小膠質細胞(microglia)與星狀膠細胞(astrocytes)是調控神經發炎反應與維持神經生理恆定的重要細胞。當中樞環境轉為促發炎狀態時,這些細胞會被活化並增生,持續產生促發炎細胞激素。

在憂鬱症與阿茲海默症中,此發炎過程會被進一步放大。在憂鬱症中慢性壓力(IL-6上升)與在阿茲海默症中β類澱粉蛋白(amyloid beta, Aβ)會干擾微小膠質細胞的正常功能,導致更多促發炎細胞激素、白介素及趨化因子的釋放。此時,憂鬱症與阿茲海默症亦會改變血腦障壁的通透性,使周邊的發炎細胞更容易進入中樞神經系統,形成持續性的神經發炎狀態,最終導致神經組織損傷。

參、神經傳遞物質失衡、粒線體緩衝鈣離子能力下降,導致阿茲海默症早期憂鬱症進行性神經傷害

近期研究指出,抑制性神經傳導與鈣離子恆定(calcium homeostasis)的失衡,在阿茲海默症早期合併憂鬱症(AD-depression)的病理機制中扮演關鍵角色。主要的病理機制是麩醯胺酸-γ-胺基丁酸(Glutamine–GABA)循環失衡,病理特徵為興奮性Glutamine過量,相對抑制性GABA供應減少、抑制性神經訊號傳遞減弱,此種失衡會導致神經元過度興奮(neuronal hyperexcitability),並透過過度活化NMDA受體,引發細胞內鈣離子(Ca²⁺)過度累積。且NMDAR活化會啟動肌醇三磷酸(IP₃)依賴性訊號路徑,促使細胞內內質網儲存的鈣離子持續釋放,加劇胞內鈣離子累積。粒線體主要功能是合成ATP與緩衝胞內鈣離子濃度,粒線體內VitD參與調控粒線體緩衝鈣離子能力,維生素D不足會削弱粒線體對鈣離子的緩衝能力,使細胞內鈣離子過量情況更加嚴重。粒線體功能異常會加劇氧化壓力干擾能量代謝,並降低神經細胞存活能力。長期持續性神經細胞鈣離子失衡,最終導致神經原受損、突觸功能失常、分泌serotonin與dopamin神經元破壞,導致阿茲海默症憂鬱症與進行性的神經退化疾病。

肆、阿茲海默症早期憂鬱症:Omega-3脂肪酸、維生素D與色胺酸調控神經傳導之預防策略

發炎反應被認為是促進阿茲海默症早期情緒症狀惡化的重要因素。慢性發炎會加速神經傳導物質多巴胺(dopamine)與血清素(serotonin)的分解作用,進而削弱其神經調節功能,導致憂鬱情緒加劇。因此,抑制發炎反應、維持神經傳導物質的穩定,對於預防阿茲海默症早期憂鬱症狀的惡化具有重要意義。此外,發炎反應亦會破壞神經傳導物質的平衡,促使細胞內鈣離子濃度異常升高,引發神經元過度興奮與細胞損傷。維生素D在維持鈣離子恆定扮演關鍵角色,特別是維生素D可增強粒線體對 Ca²⁺的緩衝能力,粒線體內維生素D可避免鈣離子過量,防神經元過度興奮對神經毒性影響。陽光(紫外線)照射皮膚是維生素 D 的主要來源,鼓勵阿茲海默症適度日曬(每日約 10-15 分鐘)可促進體內維生素 D 的自然合成。日常飲食中,鼓勵攝取富含維生素 D 的食物如鮭魚、鯖魚、蛋黃、奶類及蕈菇類皆有助維持生素 D 足夠量。預防維生素D缺乏,被視為延緩阿茲海默症早期憂鬱症狀與神經退化的重要策略。

攝取富含Omega-3脂肪酸的食物(如深海魚類)有助於抗發炎並促進腦源性神經滋養因子(BDNF)合成,對神經保護具有正面效果。在飲食方面,增加富含色胺酸(tryptophan)的食物攝取,如香蕉與牛奶,有助於促進血清素的合成,進而改善阿茲海默症情緒狀態。

規律運動有助於降低阿茲海默症慢性發炎反應,並提升體內抗氧化能力,同時促進腦源性神經滋養因子(BDNF)的表現,支持神經可塑性與情緒穩定。

伍、總結

綜合而言,降低發炎反應減少細胞激素分泌、維持神經傳導物質麩醯胺酸-γ-胺基丁酸(Glutamine–GABA)平衡、確保維生素 D充足、穩定細胞內鈣離子濃度、維持粒線體功能,以維護阿茲海默症分泌serotonin神經元功能正常。結合營養與運動措施,可望在阿茲海默症早期有效預防或延緩憂鬱症狀與疾病進展。

參考文獻

  1. Kouba, B. R., Camargo, A., & Rodrigues, A. L. S. (2023). Neuroinflammation in Alzheimer’s disease: Potential beneficial effects of vitamin D. Metabolic Brain Disease, 38(3), 819–829.
  2. Zhang, Q., Yang, G., Luo, Y., Jiang, L., Chi, H., & Tian, G. (2024). Neuroinflammation in Alzheimer’s disease: Insights from peripheral immune cells. Immunity & Ageing, 21, 38.
  3. Liu, F., Yang, Y., Fan, X. W., et al. (2024). Impacts of inflammatory cytokines on depression: A cohort study. BMC Psychiatry, 24, 195.
  4. Richter, A.-L., Diepeveen-de Bruin, M., et al. (2023). Association between low vitamin D status, serotonin, and clinico-biobehavioral parameters in Alzheimer’s disease. Dementia and Geriatric Cognitive Disorders, 52(5–6), 318–326.
  5. Zhang, J., Zheng, X., & Zhao, Z. (2023). A systematic review and meta-analysis on the efficacy outcomes of selective serotonin reuptake inhibitors in depression in Alzheimer’s disease. BMC Neurology, 23(1), 210.
  6. Akyuz, E., Arulsamy, A., Aslan, F. S., et al. (2024). An expanded narrative review of neurotransmitters on Alzheimer’s disease: The role of therapeutic interventions on neurotransmission. Molecular Neurobiology.
  7. Zhan, Q., Kong, F., Shao, S., Zhang, B., & Huang, S. (2024). Pathogenesis of depression in Alzheimer’s disease. Neurochemical Research, 49(3), 548–556.
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