2022年4月/中原大学/PLOS ONE
文/吴亭瑶
大脑老得快或老得慢,在认知能力上会出现很大的差异。根据2022年中原大学曾嘉仪副教授等发表在《PLOS ONE》的研究显示,松杉灵芝子实体萃取物能透过抗氧化和抗发炎等保护机制,延缓大脑衰老的速度,降低认知障碍的发生率或严重性。有趣的是,这个以三萜类为主的松杉灵芝子实体萃取取物,之前还被同个研究团队证实能够抗PM2.5呢!
不管是过去常用的「痴呆症」和「失智症」(两者均译自dementia,有远离心智之意),还是近年为避免疾病污名化,也为更准确表达此病意涵取而代之的「神经认知障碍症」(neurocognitive disorder,亦称为认知症、认知障碍症、神经认知症),都是指神经细胞病变或死亡而导致大脑认知功能衰退的疾病,其所引起的相关症状则统称为「认知障碍」(cognitive impairment)。
所谓「认知」(cognition)是指个体「透过思想、经验和感官获得知识和理解的心理行为或过程」。因此当大脑负责认知功能的神经细胞病变或死亡到一定程度时,就可能表现出学习、记忆、注意力、辨识、推理、判断、情绪、语言、空间概念……等许多方面出现不等程度的障碍。其与正常老化的脑袋变钝差别在於,正常老化并不影响一个人独立生活、社交和工作的能力,但认知障碍发展到後来病情严重时则会。
也就是说,老化过程中神经细胞或多或少都会损伤,却不必然会造成认知障碍,除非是老化的速度超乎异常,自由基诱发的氧化损伤远超过神经细胞可以抵挡和修复的范围,认知障碍才可能发生。但即便如此,也需要一段相当长的时间酝酿。因此这是一个可以防患未然、延缓恶化的疾病,而决定它发不发生、进展快慢、有多严重的关键,就在能否好好保护大脑,让大脑不要老得那麽快。
从今年(2022)4月由中原大学生物医学工程学系曾嘉仪副教授、生物科技学系招名威副教授等共同发表在《PLOS ONE》的研究成果可知,每天补充富含三萜类的松杉灵芝(Ganoderma tsugae)子实体萃取物,应该是保护大脑、预防神经认知障碍症的好方法。
每天补充松杉灵芝子实体萃取物
能预防老年大鼠出现认知障碍
该研究以国际上经常用来评估延缓衰老功效的老化动物模式进行实验,每天为24周大的老年大鼠皮下注射100 mg/kg半乳糖D-gal,持续25周(加速衰老大鼠)。由於半乳糖在代谢过程中形成的「糖化终产物」会刺激自由基生成、诱导发炎反应、促使神经细胞凋亡,因此能让实验大鼠加速衰老,并出现和衰老相关的认知障碍。
不过,如果这些大鼠能够同步口服200 μg/kg(0.2 mg/kg)松杉灵芝子实体萃取物GTDE(加速衰老大鼠+松杉灵芝GTDE),那麽不论是认知相关的行为模式(探索新环境的本能)、短期记忆(辨识新物体和新位置的能力)、长期记忆(提取实验前建立的空间记忆),还是难度更高的工作记忆(把刚学到的经验与当下的即时资讯整合,以做出正确的判断),牠们的表现都和正常老化速度的同龄大鼠(正常老化大鼠)几乎没有差别。
松杉灵芝子实体萃取物GTDE可预防
衰老造成的「长期记忆能力」退化
〔说明〕实验开始前一周训练大鼠记得休息平台(位於水面下)在水迷宫(小游泳池)的位置,再於实验第20周移开平台测试大鼠对於平台位置的记忆。以一分钟为时限,大鼠在平台原来所在位置游过来又游过去的次数愈多,代表记忆能力愈好,意谓认知功能愈正常。
松杉灵芝子实体萃取物GTDE可预防
衰老造成的「工作记忆能力」退化
〔说明〕在实验第23周每天移动水迷宫里的平台位置,测试大鼠找到平台所需的时间。耗费的时间随测试天数缩短,代表大鼠整合刚学到的经验与即时讯息做出正确判断的能力(工作记忆能力)日益进步,意谓认知功能愈正常。
松杉灵芝子实体萃取物能挡氧化损伤
保护老年大鼠的海马回与大脑皮质
进一步检测大鼠的大脑皮质和海马回(参与学习记忆最主要的脑区),结果发现,不管是抵御细胞遭受氧化损伤最主要的两大抗氧化酵素(包括超氧化物歧化酶和过氧化氢酶),还是有助神经细胞存活、生长、运作的营养蛋白(脑源性神经营养因子),每天补充GTDE的加速衰老大鼠都能维持和正常大鼠相等或更高水平的量,而非随着衰老减少。
反之,不论是血液循环里的糖化终产物浓度,还是大脑皮质中代表细胞损伤程度的脂质过氧化产物(4-HNE)和发炎诱发因子(发炎小体NLRP3),每天补充GTDE的加速衰老大鼠都能降至正常老化大鼠的水平或者更低,而非随着衰老加剧。
松杉灵芝子实体萃取物GTDE可预防
衰老对大脑皮质造成的氧化和发炎损伤
〔说明〕脂质过氧化物4-HNE(4-hydroxynonenal)是自由基与细胞质产生氧化反应後形成的物质之一,其在组织中的染色强度愈高,代表细胞遭受的氧化损伤愈严重。发炎小体NLRP3是存在细胞里的复合蛋白,它的活化会诱导免疫系统攻击细胞,使细胞遭受发炎反应而伤亡,因此发炎小体被活化的细胞数量愈多,细胞因发炎而损伤的机会就愈大。
也就是说,如果能够及早补充松杉灵芝子实体萃取物,即可抵销许多伴随衰老而来的不利因素,使认知功能相关的神经细胞得以正常运作,其具体的成效,可从下图展示的各组大鼠海马回神经元的树突形态窥知一二。
从神经细胞(即神经元)本体向外呈树枝状延伸的「树突」,是接收其他神经细胞信号的通道。当树突分支愈多,神经细胞对於讯息的接收、处理、整合能力就愈好,把讯息再往下传递的效率也愈高。而从下图的树突影像和分支数分析(分岔点、末端点愈多代表分支愈多)不难看出衰老的杀伤力和GTDE的保护力,只能说古人对於「灵芝增智慧、不忘」的评价真的不是空穴来风。
松杉灵芝子实体萃取物GTDE可预防
衰老造成的神经元树突分支减少
〔说明〕下图的树突分支数分析是上图的量化,分岔点、末端点愈多代表树突分支愈多,神经细胞(即神经元)接收、处理、整合讯息的能力就愈好。大脑皮质神精元的树突分支也有类似的状况,请参阅原报告第6页。
这个以三萜类为主的松杉灵芝子实体萃取物
不只保护大脑认知功能,还能抗PM2.5呢!
透过上述实验让我们看到了,同样年纪的「老」,「老得快」和「老得慢」在认知能力上会出现很大的差异,而松杉灵芝子实体萃取物则能透过抗氧化和抗发炎等保护机制,延缓大脑衰老的速度,降低认知障碍的发生率或严重性。
实验所用的GTDE(DMSO extract of G. tsugae)是以特定来源和制程的松杉灵芝子实体热水粗萃物为基础,将其溶於DMSO(dimethyl sulfoxide,实验室进行体内和体外药物测试常用的溶剂)再作为喂食大鼠之用,每100 g DMSO溶剂中含有125 g三萜类(triterpenoids)和0.39 g水可溶的多醣类(water-soluble polysaccharides)。
这个以三萜类为主要成分的GTDE,其在本研究的使用剂量仅该萃取物食用安全上限的千分之一。比起现今众多灵芝属子实体相关萃取物预防实验动物认知障碍的有效剂量,每天每公斤体重需要几百毫克(mg),GTDE则是几百微克(μg,1μg= 0.001 mg)就能搞定。其用量之所以可以这麽少,研究者认为,其部分原因有可能就如先前一些研究证实的,松杉灵芝抗氧化能力明显优於其他灵芝菌种。
正因为既安全又高效,所以吃起来也更安心、更轻松。想要一辈子都抗老防衰头脑清明无障碍?别忘了还有松杉灵芝!
值得一提的是,这个松杉灵芝子实体萃取物GTDE之前还被曾嘉仪与招名威联手的团队证明具有抗PM2.5的作用,可以把直径在2.5微米(μm)之下的有害悬浮微粒挡在细胞之外,防止它随着血液循环全身搞破坏呢!
【注】本文所有图片均是在原始报告图片的基础上加注中文解说,图中*p< 0.05,**p< 0.01,***p< 0.001,代表和正常老化大鼠(control)比较有显着性差异;#p< 0.05,##p< 0.01,###p< 0.001,代表和加速衰老大鼠(D-gal)比较有显着性差异;p值愈小代表两组间的差异愈显着。
〔资料来源〕Hui-Chuan Kuo, et al. Ganoderma tsugae prevents cognitive impairment and attenuates oxidative damage in d-galactose-induced aging in the rat brain. PLoS One. 2022; 17(4): e0266331.