成人の脳エネルギー代謝と睡眠

アルツハイマー病 (AD) は、高齢者集団で急速に進行しており、脳の病態生理学的変化は、疾患発症の少なくとも 1 ～ 20 年前に始まります。 このゆっくりとした進行の期間中、個人は記憶の微妙な変化に気付くことがあり、集団のこのサブセットは軽度認知障害 (MCI) と呼ばれます。 MCI はアルツハイマー病 (AD) の前臨床段階であり、個人は記憶障害を持っていますが、機能的に独立しており、臨床的に認知症とまだ診断されていません。 疾患の進行を特定する可能性のある新しいモダリティには、さまざまなバイオマーカー、睡眠追跡や磁気共鳴分光法 (MRS) などの最先端技術が含まれており、疾患の早期発見を促進するための追加の不可欠なツールを提供する可能性があります。より早期の介入を可能にし、治療に対する反応の潜在的な尺度を提供します。

この研究プロジェクトの最初の目標は、認知的に健康な成人、MCI、および AD の 3 つのグループにわたる 7 テスラでの磁気共鳴分光法によって測定される脳エネルギーおよびリン脂質代謝産物の変動を理解することです。 脳は、ニューロン活動をサポートするためにアデノシン三リン酸 (ATP) の形で多くのエネルギーを必要とし、生物学的機能を維持するために豊富なリン脂質源を持っています。 このように、エネルギー供給機構やリン脂質の異常は、神経細胞の幅広い機能に影響を与える可能性があります。 18FDG PETスキャンを使用した以前の文献では、個人が臨床的に明らかな認知機能障害を呈する前であっても、MCIの認知機能低下に関連する脳のグルコース代謝の障害が示されています。 したがって、エネルギー代謝物の ATP 対 PCr (ATP/PCr) および Pi 対 PCr (Pi/PCr) の比率を測定することは、安静時の脳の活動状態を予測する有望な方法を提供します。

さらに、リン脂質のレベルは 20 歳までに減少し始め、80 歳を過ぎるとさらに顕著な減少が見られます。 したがって、老化した脳や病気の脳は、神経変性疾患につながる可能性のあるリン脂質代謝産物のレベルの変化の影響を受けやすくなります. 31P MRS を使用して研究できるリン脂質代謝物の 2 つのクラスは、ホスホモノエステル (PME) とホスホジエステラーゼ (PDE) です。 PME は細胞 / 神経細胞膜の合成に不可欠なビルディング ブロックですが、PDE は細胞 / 神経細胞のリン脂質膜の分解による代謝産物です。 したがって、PME 対 PDE の比率が高いことは、神経新生につながる脳の健康状態の改善として反映され、反対の場合は神経変性が示唆されます。 したがって、31P MRS は、さまざまな神経化学的代謝産物を非侵襲的に測定するための窓を開きました。これにより、重要な高エネルギーリン酸代謝産物およびリン脂質代謝産物に関する詳細な情報がリアルタイムで提供される可能性があります。 7T 超高磁場 MRI スキャナーは現在、世界中でますます利用しやすくなり、迅速かつ正確な BEM 測定が可能になり、認知的に正常な成人から MCI および AD までの神経変性プロセスの診断を支援し、治療を監視するための包括的なアプローチを提供する可能性があります。新しい薬への反応。

第二に、睡眠パターンの乱れは、脳のエネルギーとリン脂質代謝産物の比率を変えることにより、脳のエネルギー代謝に影響を与え、それによって脳の認知機能を損なう可能性があります. 加齢は睡眠の質を大きく左右する要因であり、アミロイドタンパク質などの有毒物質の除去を促進するノンレム徐波睡眠 (SWS) に影響を与える可能性があります。 安定した睡眠は、脳のエネルギー濃度とリン脂質代謝の変化に影響を与えるエネルギー要件に関する神経生物学的および神経生理学的反応を回復するのに役立ちます。 現在、睡眠、脳のエネルギー要件、および健康な老化、MCI、および AD に対する認知領域のパフォーマンスへの影響との関係に関するデータが不足しています。

第三に、BEM は、脳の電気的活動のための継続的なエネルギー要件をサポートする特定の遺伝子によって規制されています。 したがって、この研究では、2 つの遺伝子 APOE ε4 と ABCA7 が 3 つのグループの脳エネルギーとリン脂質代謝物に及ぼす影響を調査することに関心があります。 遺伝子はエネルギー生産につながるグルコース代謝のためのABCA7トランスポータータンパク質のような適切なタンパク質/酵素の合成を調節するため、この関係を理解することが不可欠です.

最後に、「睡眠改善第一仮説」に基づいて、異常な睡眠および上気道閉塞パラメータを呈する参加者に、歯科介入 (MyTAP; 正中牽引口腔器具 (OA) 療法) が提供されます。 持続陽圧気道圧 (CPAP) を使用して睡眠中の上気道閉塞を軽減する治療反応は、OSA を有する AD 患者の認知機能を改善することも示されました。 ほとんどの場合、上気道閉塞は、簡単にフィットし、臨床的に証明され、FDA の認可を受けたミッドライン トラクション デザインの口腔器具を使用して急性的に矯正し、睡眠の質を回復させ、認知を改善し、BEM を「正常化」することもできます。 MCIまたはAD患者の日中の眠気、客観的な睡眠測定および認知機能を改善するための口腔器具療法の有効性に関する報告は現在ありません。 MyTAP は、一次性いびきから重度の睡眠時無呼吸までの患者の治療において深刻な悪影響を与えることなく、20 年以上にわたって臨床で使用されてきた他のミッドライン トラクション デザインの口腔器具と同様です。 FDA承認のラベリング。 正中牽引口腔器具の安全性と有効性はすでに発表されています。 FDA 認可ラベルによると、口腔内デバイスの MyTAP® OA ファミリーは、18 歳以上の患者の夜間のいびきと軽度から中等度の閉塞性睡眠時無呼吸の治療を目的としています。

調査は 2 段階で終了します。 フェーズ 1 では、適格な参加者は一連の神経認知検査、遺伝子サンプルの収集、睡眠評価、および MRS スキャンを完了します。 参加者が歯科治療に関心がある場合は、フェーズ 2 に進みます。 研究のフェーズ 2 では、被験者は 3 か月間の歯科治療を完了し、続いて神経認知テストと睡眠評価が行われます。