生长激素(growth hormone,GH)和胰岛素样生长因子-1 (insulin-like growth factor-1,IGF-1) 在全身多种细胞的生长发育和功能调节中发挥着重要作用。随着基础科学、动物试验、检测手段的不断发展,人们对 GH 的了解也愈发深入,尤其对于认知功能的改善作用更受到人们的关注。
早在 1993 年,《柳叶刀》杂志报道「生长激素对生长激素缺乏症患者(GHD)的警觉性、活力和情绪有好处,认知功能也有所改善,并首次证明生长激素对大脑中单胺能活动的改变 [1]。」
近年来,对生长激素在中枢系统的分布和作用也更加明确,GH 存在于大脑皮质、下丘脑、小脑、海马体、脊髓、神经视网膜等不同部位,对神经系统的结构发育、增殖分化、轴突树突生长、突触信号传递、神经保护、神经再生、认知、行为等功能有着重要的作用 [2]。
在中枢神经系统中,广泛分布着生长激素受体、生长激素效应细胞、IGF-1 受体 [3-6],这也能够说明 GH 和 IGF-1 参与中枢神经系统活动。
某些病理状态/衰老造成的 GH 和 IGF-1 信号受损会导致组织结构和功能的显著改变,特别是在大脑中,此时可补充外源生长激素进行治疗。尽管 GH 穿越血脑屏障的机制尚不完全清楚,但临床研究表明,注射外源 GH 会导致该激素在脑实质内迅速积累,同时 GH 会促进肝脏分泌 IGF-1,并随血液循环穿过血脑屏障进入中枢神经系统。研究指出体循环中 IGF-1 与脑脊液中 IGF-1 呈正相关 (R 2 = 0.524,p<0.02)[7-8],这也提示 IGF-1 可以透过血脑屏障进入中枢神经系统。
GH 有效改善认知功能
海马体是中枢神经系统中与认知功能密切相关的脑组织,位于大脑丘脑和内侧颞叶之间,属于边缘系统的一部分,主要负责学习和记忆等功能。生长激素效应细胞不仅在下丘脑区域大量存在,也见于海马体区域 [5],可见 GH 和 IGF-1 是有效学习和记忆的重要调节激素。
1
GH 对记忆力的改善作用
动物研究表明,大鼠海马体的 IGF-1 浓度降低后,记忆功能明显缺失(图)[9]。GH 或 IGF-1 基因敲除的小鼠不仅表现出认知障碍,而且中枢神经系统也出现缺失,包括脑体积减小、髓鞘形成和特定含细小蛋白神经元缺失 [10]。
在临床研究中,GH/IGF-1 治疗有助于创伤性脑损伤、GHD 和神经退行性疾病患者的大脑修复和认知功能改善。一项随机、开放标签的临床试验中,32 名接受生长激素治疗至少 1 年的受试者表明,GH 可改善 GHD 患者的记忆力,且与 IGF-1 的浓度无关 [11-12]。
2
GH 可显著改善 SGA 患儿生活质量
IGHD 或 SGA 患者经过 GH 治疗一年后,身体、社会和情绪相关的 HRQOL 评分较基线显著增加,表示生活质量明显提升;对照组为不经治疗的 ISS 患者,HRQOL 评分随着时间的推移有所下降,表示生活质量下降 [13]。
3
GH 可改善 PWS 患儿的沟通能力和生活适应性
173 名年龄在 4-21 岁的 PWS 儿童青年,平均年龄为 10.10 岁(SD = 4.85)。与未治疗组相比,生长激素治疗组的语言智商和综合智商得分显著提高,患儿的交流能力、日常生活技能等适应行为评分显著提高 [14]。
4
在非生长激素缺乏的老年患者中,GH 治疗可提高大脑的代谢功能
非生长激素缺乏、有一定认知功能障碍的老年患者可使用 GH 可改善认知功能,如短期记忆、学习能力、空间方向感等可得到改善 [15],现有数据表明阿尔兹海默症患者中应用生长激素可一定程度改善其认知功能 [16]。
GH 对中枢神经系统发育的影响
研究生长激素缺乏症 (GHD) 儿童和特发性矮小(ISS)儿童脑网络拓扑结构的差异。对 31 名 GHD 患儿和 53 名 ISS 患儿进行全脑功能连通性密度 (FCD) 分析,与 ISS 组相比,GHD 组左侧中央后回、右侧中央前回及左侧小脑小叶 7b、6 FCDs 明显下降。随后进行功能连通性分析发现 GHD 组与 ISS 组相比,左侧小脑 7b 和 6 小叶以及左侧中央后回和右侧中央前回之间的功能连通性降低。生长激素缺乏影响躯体感觉、躯体运动和小脑网络发育,这些可能是患者行为问题的原因 [17]。
写在最后
认知功能已经成为评价人们社会功能的重要指标,生长激素可以通过改善记忆功能、缓解疲劳、改善语言功能、老年人认知功能等,整体提高认知功能。
图文来源:网络,侵删
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