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硒元素酶对精神类疾病的作用和研究

大量研究显示,ER应激与许多疾病有关,如脑局部缺血损伤、神经退行性疾病、糖尿病等。而硒元素可以很好的调节ER应激。

穆博羽等研究发现,首发精神分裂症 (SCH)患者神经元中发现的磷酸化微管结合蛋白-tau 蛋白水平升高,且tau蛋白过度磷 酸化与SCH发生、 神经功能和认知功能受损密切相关,是多种神经退行性疾病的一种标 志。在25种哺乳动物中Sel有7种定位于ER上,Sel是ER膜复合物的一部分,可以将错误折叠的蛋白质从ER膜中去除,以减少ER应激。实验证实硒酸钠可以减少神经纤维缠结的形成和显著降低tau蛋白磷酸化水平,Sel的表达随ER应激增加,小干扰RNA 降低Sel的表达促 进了ER应激下神经细胞的死亡。

硒酶保护神经元功能

Se被证明参与中枢神经系统的多种功能,sel在大脑皮层和海马的γ氨基丁酸、ER-高尔基 体中间体、神经元的发育和功能中具有重要保护作用。神经退行性疾病和神经精神疾病都与sel的抗氧化能力有关。早期研究发现,GPX 活性与大脑各个区域多巴胺的周转和代谢呈负相关。高亲核性硒半胱氨酸残基的sel在维持神经元活力中发挥重要作用,但多巴胺能神经元对氧化应激和线粒体功能障碍更敏感,多巴胺氧化为其亲电代谢物多巴胺醌时,可直 接抑制GPX4活性,促进其降解,而线粒体GPX4单体的减少和功能活性的丧失可能是多巴胺能神经元脆弱性的一个促成因素。适量的Se能够在大脑中促进抗氧化剂GPX4的表达,保护神经元。

抑郁症的辅助作用
抑郁症是典型的情感障碍之一,具有高发病率、高自杀率和高复发率等特征。其发病机制尚未完 全明确,主要与下丘脑-垂体-肾上腺轴失调,神经营养、氧化应激和炎症细胞因子失衡等有关。Se作为炎症和氧化反应的关键调节因子,缺少会破坏多种抗氧化酶的功能,这些酶可以保护细胞免受氧化损伤。炎症被认为是抑郁症发病机制的一部分。因此,Se的抗炎特性有助于改善抑郁症 状。Se也能通过调节神经递质转换以及调节甲状腺功能来影响抑郁症状。最新研究发现,神经元 通过诱导Sel对铁死亡刺激做出反应,Se通过转录因子TFAP2C和特异性蛋白1的协同作用增加了 GPX4及相关基因的表达,进而保护神经元。

精神分裂症(SCH)的辅助作用
SCH是一种慢性精神疾病,会扰乱多种认知功能,如记忆、思维、感知和意志。研究显示,血清 Se与SCH患者的代谢综合征相关。Se补充剂可以改善SCH谱系障碍患者的食欲和记忆力。研究发现,益生菌和Se联合补充可显著改善一般阳性和阴性综合征量表评分。Se的抗氧化作用可以减少神经氧化应激损伤,改善SCH患者的部分症状。硒结合蛋白1在SCH断裂基因1中被破坏,硒结合蛋白1有可能是SCH的反应蛋白之一,寻找可靠的生物标志物来早期发现SCH一直是研究热点和难点,硒结合蛋白1有望成为早期诊疗SCH的标志蛋白。

焦虑症的辅助作用
焦虑症是一种以焦虑情绪为主的精神疾病,5-羟色胺、多巴胺和去甲肾上腺素等单胺类神经递质及其受体和代谢产物异常是焦虑症发生的重要因素。研究表明,血清Se浓度与焦虑负相关,Se可通过降低炎性因子表达而调节神经-内 分 泌-免疫系统,从而发挥抗焦虑作用。焦虑会引发严重的睡眠障碍,长期睡眠剥夺会导致记忆障碍,Se可通过促进海马中的抗氧化酶活性来防止这种损害。此外,Se与大脑中特异受体结合后可抑制大脑分泌过量神经递质5-羟色胺,升高褪黑素含量,从而减轻神经毒性和外周疼痛症状,改善焦虑并发的睡眠障碍。另外,睡眠与炎性因子之间存在一定关系,免疫细胞释放的炎性因子,特别是IL-1β和 TNF-α参 与 生 理 睡 眠 的 调 节。Se通过阻止激活toll样受体、NF-κB 和 MAPK 信号 通路,降低 TNF-α、IL-6等炎性介质的表达来达到抗炎目的,从而有效改善睡眠,进而减轻焦虑并发的睡眠障碍。

阿尔茨海默病(AD)的辅助作用
AD是一种神经退行性疾病,是全球痴呆的主要原因,目前无法治愈。它的特点是记忆丧失和进行性认知、功能和行为下降,干扰日常生活。Se在脑功能中起重要作用,Sel是神经元的有效保护 剂。研究分析显示,AD 患者颞叶、海马和皮质区Se含量降低。另外,Se与痴呆有关,Se水平降低可能导致突触可塑性降低,学习能力受损,提示正常突触功能需要Se。证据表明,Se的膳食摄入量与 AD的死亡率呈负相关。研究发现,纳米硒可以减少氧化应激损伤,抑制tau蛋白过度磷酸化,减轻炎症反应,延缓AD 的发生,提高 AD 小鼠的学习记忆能力。此外,硒酸钠可减少tauopathic小鼠模型中的神经原纤维缠结,用硒酸钠处理显著促进了蛋白磷酸酶2A(PP2A)的活性并抑制了AD的特征。硒酸钠对PP2A的激活可以增加活性β-catenin水平并抑制 AD模型小鼠海马组织和原代培养神经元中的糖原合成酶激酶3β活性,导致Wnt/ β-catenin信号传导和靶基因的反式激活,这些发现表明Wnt/ β-catenin信号传导是预防 AD 的潜在靶点,硒酸钠可能被开发为治疗 AD的新药。
 

小结
Se作为一种必需营养素,是许多Sel的组成部分,是体内元素之间平衡的关键,Se参与细胞生长和功能所需的许多氧化还原调节机制。主要是对抗ROS并影响身体的新陈代谢,在甲状腺功能、激素代谢和氧化应激中具有关键作用,从而影响内分泌和脑组织的功能。缺Se与抑郁、焦虑、AD、SCH等精神心理疾病的发生发展密切相关,Se在抵御疾病、促进健康的机制方面值得进一步探索和研究。通过补充Se可以改善精神心理疾病患者的预后,其机制可能在于对抗氧化应激、免疫调节、激酶调节和内分泌调节。针对Se及Sel防治精神心理相关机制的研究将有助于寻找精神心理疾病新的治疗手段。

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