近日,中科院武漢物理與數學研究所徐富強研究員課題組與美國耶魯大學核磁共振研究中心合作,在酒精成癮研究方向取得了突破,結果發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上。
進入體內的酒精,約10%通過呼吸和體液排出體外,其余的90%大部分經過肝臟轉化為醋酸鹽,成為可被利用的能源物質。葡萄糖是一種重要的能源物質,近年在人體和動物上的研究表明,長期飲酒或酒精成癮可明顯地降低大腦葡萄糖的代謝速率。但大腦能否利用酒精及其代謝物作為能源物質、大腦內醋酸鹽類的來源等都是長期以來懸而未決的問題。
課題組王杰副研究員與耶魯大學Mason教授合作,利用磁共振可見的13C分子探針跟蹤酒精在生物體內的代謝行為。該工作直觀地揭示了酒精作為能源物質直接參與大腦的代謝過程。同時,研究小組通過自主研發設計的酒精蒸氣室設備為大鼠提供一個穩定的酒精蒸氣環境,建立一個長期“酗酒”的動物模型,進而對長期“飲酒”大鼠的大腦代謝行為進行了觀測。研究結果表明,通過連續三周的“酗酒”訓練,大鼠大腦內的醋酸鹽類物質的代謝結果并未發生顯著的變化,然而酒精的代謝速率卻有了顯著性的提高,尤其是在大腦皮層。酒精代謝速率的提高,是部分取代了葡萄糖作為能源,還是生理病理導致葡萄糖的代謝速率降低,還是兼而有之,目前還在研究中。另外,相對于其他的能源物質(例如葡萄糖、醋酸鹽類、乳酸等),酒精在膠質細胞內參與代謝行為的比例由原來的12.3±1.4%提高到20.2±1.5%,而在神經元內參與代謝的行為卻未發生顯著性的變化。這些研究結果從能量代謝的角度為研究酒精成癮的發病機理提供了生物化學基礎,為研發抗酒精成癮藥物提供了新的角度。
該研究得到了國家自然科學基金委和美國NIH相關項目的支持。
酒精在生物體內的代謝途徑
酒精能夠直接參與大腦新陳代謝的有力證據
長期“酗酒”后,酒精在膠質細胞內的代謝速度有顯著性提高
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