扔掉助听器?升高这个部位的胆固醇,让老年人听力提升!
“大爷啊我找马冬梅” “马什么梅啊?马冬什么?什么冬梅啊?”
笑话归笑话,对很多老年朋友来说,衰老带来的听力损失却会实实在在造成生活不便等大问题。
近日于国际权威期刊PLOS Biology上发表的一篇研究论文,为大家带来了植物甾醇(甾,音同“栽”)这种物质,它很有可能可以预防或延缓衰老带来的听力损失[1],而且其中原理还和一种我们熟悉的物质——胆固醇有关。
上次听到胆固醇相关的话题,还是在讨论心血管健康,但它居然和听力也有关系?相信在了解听觉产生的过程后,你一定会对胆固醇刮目相看!
听力嘛,离不开耳朵。我们的耳朵分为外耳、中耳和内耳,声波经过外耳和中耳传入内耳后,由内耳耳蜗基底膜柯蒂氏器中的内毛细胞和外毛细胞来接收和放大声音信号。
外毛细胞通过摇摆运动,将耳蜗液体中的低水平声波放大传递给内毛细胞,而内毛细胞再将这种声学振动转化为电学信号传入听神经,最终传入大脑皮层形成听觉[12-13]。
图注:左:人类耳蜗的截面图;右:柯蒂氏器的解剖结构;Outer hair cells: 外毛细胞;Inner hair cells: 内毛细胞;Nerve fibers: 神经纤维
年龄相关性听力丧失(Age-related hearing loss,ARHL,老年性耳聋)产生的原因,一方面是哺乳动物毛细胞死亡后很少再生,进一步则是内毛细胞与听神经纤维之间突触连接的缺失和外毛细胞的缺失[2-7]。
这里就是胆固醇大展身手的地方了!
胆固醇在突触形成、细胞间相互作用和细胞信号转导中起着关键作用[8]。人们常说的血液里的是外周胆固醇,无法穿过血脑屏障,而中枢神经系统中所有胆固醇都是原位合成的[9],所以,内耳胆固醇含量的下降是老年人听力减退的关键因素之一。
内耳中,胆固醇含量下降与代谢酶CYP46A1含量升高有关。这种酶可以将胆固醇羟基化为24S-羟基胆固醇,穿过血脑屏障进入血液循环,并在肝脏转化为其他形式排出体外。这是内耳中胆固醇的主要消耗途径[10]。
图注:胆固醇(Cholesterol)在CYP46A1的催化下转化为24S-羟基胆固醇(24S-hydroxicholesterol)
本文开头提到的研究使用免疫染色测定了小鼠内耳毛细胞的胆固醇水平,发现与年轻小鼠相比,衰老小鼠的确表现出胆固醇水平的降低,同时也表现出CYP46A1含量的升高。初步说明了内耳胆固醇水平下降与衰老相关。
图注:图A:年轻(上)和老年(下)C57BL/J小鼠的Corti器内侧区免疫标记CYP46A1(绿色)图像;图C:用Filipin标记胆固醇(绿色),粉色虚线表示单个内毛细胞(IHC)和外毛细胞(OHC)的直径;图D:用沿线(面板中粉红色虚线)的像素强度图量化Filipin染色。
如上所述,既然内耳中CYP46A1代谢酶的激活和胆固醇水平的降低会导致衰老相关听力障碍,那么,升高胆固醇水平是不是可以改善这种状况呢?理论上是可以的,但因为胆固醇本体无法穿过血脑屏障,所以研究者找了一个结构相似的“替身”——植物甾醇。
图注:左:β-谷甾醇,一种典型的植物甾醇;右:胆固醇
植物甾醇存在于所有植物的细胞中,是稳定植物生物膜的重要结构成分,与胆固醇结构相似。上个世纪开始,陆续出现大量研究报告证实,因植物甾醇在肠道吸收时与胆固醇形成竞争关系,所以服用植物甾醇能够降低血浆中的总胆固醇和有害健康的低密度脂蛋白(LDL)水平[11]。
为验证植物甾醇在改善听力方面的作用效果,研究者首先使用一种抗HIV药物依非韦伦(Efavirenz)来激活CYP46A1,导致小鼠听力障碍。
使用这种CYP46A1激活药物后,小鼠外毛细胞的胆固醇水平降低。并且,反映外毛细胞功能的畸变产物耳声发射(distortion product otoacoustic emissions,DPOAEs)阈值也升高了20-30分贝,这表明外毛细胞需要更高分贝的声波刺激才能行使正常功能,提示小鼠的听力受到了损害。
而如果使用依非韦伦的同时,在膳食中加入植物甾醇,则小鼠内耳毛细胞的胆固醇水平,以及部分听力都能得到恢复。
图注:左图为显示小鼠耳蜗三个区域(顶Apical、中Medial、底Basal)Filipin染色变化的条形图,红色代表加入依非韦伦(Efavirenz)后的变化,蓝色代表同时加入植物甾醇(phytosterols)时的变化;右图为小鼠内耳DPOAE阈值在同样干预下的变化情况
进一步研究发现,植物甾醇能够调节外毛细胞膜的关键成分:“马达蛋白”Prestin的分布。Prestin可以响应跨膜电压的变化而产生跨膜易位,这种易位引发了细胞表面积的变化,从而引发外毛细胞长度的变化[14],继而推动声音信号的传播。
图注:左:依非韦伦及依非韦伦+植物甾醇干预下,小鼠Corti器内侧区免疫标记Prestin图像;右:耳蜗三个区域(顶Apical、中Medial、底Basal)Prestin密度变化的条形图
综合实验数据表明,依非韦伦激活CYP46A1后降低了外毛细胞中的胆固醇含量,导致Prestin含量减少,影响外毛细胞的运动功能,导致听力减退,而补充植物甾醇可以部分恢复外毛细胞的功能,进而可能缓解听力减退现象。
时光派点评
虽然本实验初步证实了植物甾醇的改善听力作用,同时本文介绍了这种物质的降低胆固醇功效,但屏幕前的你可先别着急去购物软件搜索下单。
在阻断胆固醇吸收的同时,植物甾醇也可能阻断其他营养物质的吸收,因此不适合儿童、孕妇及哺乳期妇女服用。美国心脏协会建议,只有被确诊胆固醇升高时才应该补充植物甾醇[15]。
关于植物甾醇的其他抗衰作用和安全性问题,仍处于持续研究中。
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