先前研究表明,人類與貓狗和靈長類等其它生物,較容易發生與阿茲海默症相關的病變。近期研究發現,一種藻類毒素可能是導致海豚出現類似阿茲海默症和腦部退化的元兇,進而造成海豚擱淺。該毒素也是影響人類大腦的風險因素。

當海豚擱淺時,海洋生物學家和義工們會衝上前去救援,為它們遮擋陽光、海水澆灌或覆蓋濕毛巾,防止它們皮膚乾燥和快速脫水死亡。不過,並非每一次的救援都能及時進行,許多海豚和鯨魚被發現時,早已死亡。

該現象留下了一個困擾科學家數十年的謎團:究竟是甚麼原因,驅使這些較高智商的生物出現擱淺行為?

這次,美國佛羅里達州和懷俄明州的醫院、研究機構、實驗室組成的團隊,發現海豚可能因為長期接觸藍藻產生的有害化合物,使它們出現與人類相似的阿茲海默症(AD)病況,進而使它們迷失方向。

這項研究起因,是一項針對美國關島居民的研究。該研究表明經常食用含有藍藻毒素食物的人,更容易出現與阿茲海默症相同的腦部異常,包括錯誤折疊的「tau蛋白」和「β-澱粉樣斑塊」。

「β-澱粉樣斑塊」是β-澱粉樣蛋白在腦中過度累積而形成。「Tau蛋白」是一種神經元中負責穩定微管的蛋白質,正常情況下能幫助神經元維持形狀與運輸。當Tau蛋白髮生異常磷酸化或產生β-澱粉樣斑塊,就可能出現類似阿茲海默症狀或其它神經退化的症狀。

「藍藻」是一種在溫暖、營養豐富的水域中茁壯成長的微生物,當水體出現優養化時,它們就會快速繁殖形成「藻華現象」(HAB)。

該現象不僅會消耗大量氧氣、殺死魚類並減少海草,影響旅遊業、休閒漁業和造成大量財產損失,更會產生最令人擔憂的「β-N-甲氨基-L-丙氨酸」(BMAA),以及與其相關的「2,4-二氨基丁酸」(2,4-DAB)和「N-2-氨基乙基甘氨酸」(AEG)等化學物質。這些化合物已知對神經細胞具有高毒性。

許多動物實驗證明,長期接觸BMAA物質的動物,大腦會出現類似阿茲海默症腦損傷,或認知能力下降的情況。因此,科學家推測,這些毒素一旦釋放到海洋生態系統中,就會在食物鏈中積累,最終到達至海豚等頂級掠食者體內,而海豚本身也被公認是阿茲海默症的天然模型之一。

為了證實這一推測,研究人員檢查了過去20頭擱淺在佛羅里達州印第安河潟湖(Indian River Lagoon)的寬吻海豚體檢報告。

結果發現,它們含有大量的BMAA及其相關毒素,尤其是與2,4-DAB相關的化學物質。其中,那些在藍藻藻華高峰期被衝上岸的海豚體內2,4-DAB含量,要比其它時間擱淺的海豚高出2,900倍。

團隊研究人員隨即檢測這些海豚的大腦,發現牠們呈現許多與阿茲海默症患者相同的病理特徵,包括β-澱粉樣斑塊和Tau蛋白過度磷酸化。他們還發現了TDP-43蛋白內含物(一種與更具侵襲性阿茲海默症形式相關的標記),以及536個與該疾病表達模式一致的基因。

他們表示,這次從海豚身上觀察到阿茲海默症神經病理學變化,與藻類毒素的自然累積同時發生,為研究這兩個匯聚事件對大腦的影響,提供了一個獨特的機會。

研究人員解釋,隨著氣候異常、農業徑流與污水排放帶來的大量營養物質,延長藍藻藻華的時間,這些富含藍藻的水經常從奧基喬比湖沿著聖露西河(Lucie River)排入印第安河潟湖。距離該潟湖不到200英里的佛州邁阿密戴德縣居民,是全美罹患阿茲海默症最高的縣市。

對此,該報告研究聯絡人、佛羅里達州邁阿密大學(University of Miami)米勒醫學院(Miller School of Medicine)的戴維‧戴維斯(David A. Davis)博士解釋,「由於海豚被認為是海洋環境中有毒物質暴露的環境哨兵,因此人們擔心藍藻藻華會給人類帶來健康問題。」

戴維斯博士對此補充,「雖然阿茲海默症的發病途徑可能有很多,但這次研究顯示藍藻暴露,似乎越來越成為一個風險因素。」

這項新研究結果於9月30日發表在《自然》科學雜誌上。# 

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