膿毒性休克的病人面臨的記憶和認知功能的喪失可能是由於在病情危重的情況下糖分被釋放到血流中並進入大腦的結果。這項研究發表在《美國國家科學院期刊》（《National Academy of Sciences》）上，它解釋了膿毒性休克後的病人過早地產生認識衰退的可能原因，併爲治療其他疾病造成的記憶喪失提供了研究思路。

倫斯勒理工學院生物催化和代謝工程的教授、該研究的主要作者 Robert Linhardt說：“這些糖進入到它們本不該進入的海馬體中。我們認爲糖進入的過程導致神經迴路被破壞、斷開或以錯誤的方式連接，從而造成海馬體中的記憶重新被連接。而其中一個後果是丟失儲存的記憶。”

這項研究是Linhardt和丹佛科羅拉多大學（University of Colorado Denver）醫學系的敗血症專家和助理教授-Eric Schmidt博士合作六年的最新成果。

膿毒症是一種全身性的身體感染。三分之一的膿毒症住院患者會發生膿毒性休克，休克的患者中一半會死亡。2016年，一項發表在《美國呼吸與危重病醫學雜誌》-《American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine》上的研究提出一種簡單準確地確定膿毒性休克患者預後的測試。Schmidt 和 Linhardt博士也參與了這項研究。

這項測試使用尿液樣本來檢查一種糖胺聚糖的濃度，這種糖胺聚糖通常覆蓋在血管和身體內其他成分的表面的細胞上。在膿毒性休克時，病人身體會釋放出這些糖，研究小組發現高濃度的糖是死亡的預兆。這項測試被用於臨牀治療，幫助醫生尋找更有效的治療方法。

研究的下一步是測試糖和與膿毒性休克相關的精神老化之間是否存在聯繫。發表在2月版《臨牀研究雜誌》（《Journal of Clinical Investigations》）上的研究表明，在膿毒性休克期間，硫酸乙酰肝素（糖胺聚糖家族的重要成員）穿過血腦屏障進入大腦中記憶和認知功能至關重要的區域——海馬體。

腦源性神經營養因子（BDNF）對海馬體形成空間記憶的長時程增強至關重要，有證據表明，硫酸乙酰肝素可能與BDNF結合。研究人員還發現，如果重症監護室的膿毒症患者的血漿中富含硫酸肝素，可以預測出院後14天出現認知障礙。

圖爲：科學假設：內皮上糖胺聚糖粘附，敗血症不僅誘導硫酸肝素裂解，也阻礙清除這些碎片的清除，導致糖胺聚糖在膿毒症患者循環中持續存在。

爲了能夠完全驗證他們的理論，研究人員希望直觀的看到硫酸乙酰肝素進入海馬體並與BDNF結合。爲了追蹤硫酸乙酰肝素進入大腦， Linhardt's博士的研究小組花了兩年時間合成一種帶有穩定碳同位素的硫酸乙酰肝素。這種碳同位素與許多其他標記物質不同，其結構與天然糖相同，它是完全安全的。

在健康小鼠中，標記的硫酸乙酰肝素全部在20分鐘內通過尿液排出，沒有進入大腦。但是在敗血症模型小鼠中，研究人員在它們大腦的海馬區發現了少量帶標記的硫酸乙酰肝素。

Linhardt's博士說：“現在我們找到了膿毒性休克導致認知損害的重要原因。這項研究爲藥物治療提供了一個明確目標：找到與糖結合並清除糖分的物質，或者一種將糖轉化爲不會損害認知功能的酶。”

參考文獻：

Xing Zhang el al., "Circulating heparin oligosaccharides rapidly target the hippocampus in sepsis, potentially impacting cognitive functions," PNAS (2019).www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1902227116

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編譯：coco（brainnews創作團隊成員）

校審/排版：Simon （brainnews編輯部）