醫學

酸性大腦與心理疾病

越來越多研究顯示,有些心理疾病與腦中酸鹼度有關。

撰文/權(Diana Kwon)

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酸性大腦與心理疾病

越來越多研究顯示,有些心理疾病與腦中酸鹼度有關。

撰文/權(Diana Kwon)


人腦的酸鹼度並不總是保持恆定,而是經常在波動。二氧化碳是引起腦中酸鹼值變化的主因,當大腦分解醣類以製造能量,就會產生二氧化碳。然而正常大腦能維持相對中性的化學狀態,因為呼吸等生理反應會排出二氧化碳,幫助大腦維持生理恆定。正因為如此,腦中酸鹼值的波動很少受到注意。


但越來越多研究指出,對某些人來說,腦中酸鹼值即使發生了微小變化,也可能與恐慌症或其他心理疾病有關。最近的研究提供進一步的證據,證實恐慌症和腦中酸鹼值有關聯,更暗示酸鹼值變化可能與思覺失調症和雙極性疾患有關。


之前已有研究暗示腦中酸鹼值與心理疾病的關係,這類研究檢驗數十名大體,直接測量捐贈者大腦的pH值(測量酸鹼度的指標),發現生前罹患思覺失調症和雙極性疾患的大體腦中的pH值較低(代表偏酸性)。過去數十年也有多項研究發現,或許因為二氧化碳與人體內的水結合會形成碳酸,當恐慌症病患接觸二氧化碳濃度較高的空氣時,他們比正常人更容易恐慌症發作。其他研究也指出,恐慌症患者的大腦會產生較多乳酸。乳酸是一種酸性能量來源,在需要能量的大腦中會不斷被產生和使用。


但長久以來,研究人員仍然不確定腦中的酸性究竟與疾病直接相關或是源自其他因素。舉例來說,受試者服用的抗精神病藥物、過世前的身體狀況,都有可能影響腦中酸鹼值。美國馬里蘭大學的精神科教授李吉諾德(William Regenold)解釋:「如果你的死亡速度很緩慢,缺乏氧氣的時間很可能也比較長,這就會改變你的代謝狀況。」在這種狀況下,身體和腦部開始仰賴不需氧氣的化學途徑來產生能量,就可能使乳酸濃度比正常情況高出許多,進而降低pH值。


為了檢驗目前與腦中pH值和心理疾病相關的理論,日本藤田保健衛生大學的神經科學家宮川剛(Tsuyoshi Miyakawa)和同事找出10篇現有研究結果中的腦組織數據資料,這些數據來自400多名罹患思覺失調症或雙極性疾患的病人過世後捐獻的腦組織。


他們首先排除可能混淆結果的因素,包括病患使用抗精神病藥物的歷史以及死亡年齡。正如他們所懷疑,思覺失調症和雙極性疾患病人的大腦pH值比正常人的大腦明顯低了許多。研究團隊也使用五個帶有與心理疾病相關的基因突變小鼠模型,來檢驗他們的理論,也得到類似的結果:與對照組相比,約24隻未接觸過精神科藥物的實驗組小鼠,其大腦pH值較低,乳酸濃度也較高。除此之外,由於研究人員以同樣的方式犧牲所有小鼠,死亡速度不會是pH值差異的原因。


宮川剛的研究結果發表在今年秋天的《神經心理藥理學》期刊上,也提供了至今最具說服力的證據,顯示酸性大腦確實與心理疾病有關。李吉諾德並未參與上述研究,但他同意這樣的看法,他說道:「當你把所有數據集中,發現了統計上有強烈的顯著差異,便代表低pH值與心理疾病有關的看法具說服力。我認為這項研究最新穎之處在於他們強調低pH值這個論點,並證實不論是什麼原因造成低pH值的現象,都很可能是心理疾病的病理特徵之一。」


美國愛荷華大學的神經科學家衛米(John Wemmie)卻認為,大體研究得出的結果雖然很有趣,並不代表活體大腦中的pH值變化也有同樣的意義。他指出,以雙極性疾患、思覺失調症和恐慌症病患為受試者所進行的腦造影研究,可為酸性假說提供更直接的證據。利用磁共振頻譜(magnetic resonance spectroscopy)此種造影技術偵測組織內生化變化,科學家已多次發現這些病患腦中具有較多的乳酸。


即使越來越多證據顯示酸性大腦可能是思覺失調症與雙極性疾患的關鍵特徵,科學家仍不確定這個現象究竟是疾病成因,或是疾病造成的結果。宮川剛認為,罹患心理疾病的病患其大腦可能有較強烈的神經活動,進而使他們腦中的酸性增高。李吉諾德則提出另一個廣受支持的理論,病患腦中的細胞能量工廠粒線體,其功能惡化使酸性升高。這兩種假說也可能同時成立。


宮川剛認為,接下來的重要問題,是腦中的低pH值是否會引發與這些心理疾病相似的認知行為變化,目前有證據支持這樣的關聯,衛米說:「我們已知在動物身上,一些受酸性物質所活化的受體對於行為有著深遠的影響。這意味在清醒、正常運作的腦中也可能出現pH值變化,而我們至今仍未完全了解這個現象。」(陳瑀葳 譯)


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