老年性痴呆患者脑功能和脑内神经递质变化的脑电超慢波涨落图分析*

孙正海赵玉环王文林董美宏何东若李 平韩云峰

老年性痴呆患者脑功能和脑内神经递质变化的脑电超慢波涨落图分析*

孙正海①赵玉环①王文林①董美宏①何东若①李 平①韩云峰①

目的：探讨老年性痴呆患者（Alzheimer’s disease， AD）脑功能和脑内神经递质变化特点及意义。方法：在齐齐哈尔城区选取经过临床确诊的老年痴呆患者（AD）19例作为病例组，按同社区、同性别、同年龄段（±3岁）、同文化程度作为匹配条件，选择健康对照19例，利用脑电超慢涨落图（Encephal of Lutuograph Technology， ET）技术检测病例组和对照组脑功能和脑内神经递质水平并进行比较，分析AD患者脑功能和脑内神经递质变化的特点。结果：与对照组相比，病例组的脑功能优势涨落平均功率空间的前后功率梯度逆转数明显高于对照组（P＜0.01）；病例组脑内γ-氨基丁酸（GABA）、谷氨酸（Glu）和乙酰胆碱（Ach）3种神经递质显著降低（P＜0.05）；5-羟色胺（5-HT）、去甲肾上腺素（NE）、多巴胺（DA）3种神经递质与对照组比较，差异无统计学意义。结论：AD患者脑功率的逆转率高于对照组，AD患者脑内神经递质存在GABA、Glu、Ach降低的变化。脑电超慢涨落图（ET）可检测脑功能和脑内神经递质水平，为AD的诊断提供参考。

老年性痴呆； 脑功能； 脑电超慢波涨落图技术； 脑神经递质

老年性痴呆又称阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease， AD）是神经系统的退行性变所致的大脑皮质高级精神行为活动的功能障碍，是获得性、全面性、持续性智能障碍综合征，是老年期痴呆的主要类型。AD已成为继心脑血管病、恶性肿瘤之后危害老年人生命的主要疾病之一，将给社会经济发展和老年卫生保健带来沉重的负担，且日益受到世界各国的高度重视[1-2]。中国老年痴呆症患者达1000万人，患病人数已居世界各国之首。据预测，到2050年，每85人中就有1人罹患老年痴呆症[3]，我国老年痴呆症患者将激增至28亿人[4]，可见防治老年痴呆症已刻不容缓。关于阿尔茨海默病，很多国家已经开始投入较大的研究力量和资源对其进行研究，其中神经生化方面的研究尤为多见[5]。本研究在AD流行现况调查的基础上，选择AD和非AD患者为研究对象，利用脑电超慢涨落图（Encephal ofLutuographTechnology， ET）这一先进的、无创的脑功能分析技术进行脑功能和脑内神经递质检测[6]，探讨AD患者脑功能和脑内神经递质变化特点及意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取齐齐哈尔城区经临床确诊的AD患者19例为病例组，痴呆的诊断参照美国精神疾病诊断与统计手册第4版（DSM-Ⅳ）的标准[7]，AD的诊断参照美国神经病学、语言障碍和卒中-老年性痴呆和相关疾病学会（NINCDS-ADRDA）标准[8]。病例组入选标准：（1）年龄≥60岁；（2）符合以上诊断标准；（3）本人或可靠知情者愿意参与。对确诊AD患者实施1：1病例对照研究，对照组入选的标准为来源于病例组的同社区居民，原则为与病例组同性别、同文化程度、年龄相当（±3岁）的无认知功能障碍和严重的脑血管及其他中枢神经系统疾病的居民，且本人或可靠知情者愿意参与调查并签署知情同意书。两组受试者检测前一天都未服用改变神经递质的相关药物，测试当天禁止饮酒。

1.2 ET检测方法 所有研究对象于餐后2 h，在安静、清醒、闭目状态下，使用北京同仁光电技术公司生产的ML2001型脑电超慢涨落分析仪，采集18 min的脑电信号。按照国际标准导联10-20系统安置电极（每个电极与邻近电极离开10％～20％的距离），安置于头皮FP1、FP2、F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T3、T4、T5、T6部位，共十六导联进行单极引导，以双耳连线（A1+A2）为参考电极，前额正中（PFz）接地保护，记录被试在正常安静闭眼状态下的脑电信号。采样频率1～256/1000 Hz，时间常数0.3 s，放大倍数2～5万倍，脑电信号经A/D转换后应用脑电超慢涨落分析程序处理。

1.3 观察指标 病例组和对照组脑电超慢涨落分析报告中的脑功能评价结果和S谱线（系）结果，其中S1谱系反映γ-氨基丁酸（GABA）、S2谱系反映谷氨酸（Glu）、S4谱系反映5-羟色（5-HT）、S5谱系反映乙酰胆碱（Ach）、S7谱系反映去甲肾上腺素（NE）、S11谱系反映多巴胺（DA）[6]。

1.4 统计学处理 所有资料经核实进行统一编码后使用EpiData 3.1软件录入并纠错，用SAS 9.13进行资料的统计分析，计量资料用（±s）表示，组间比较采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组优势涨落功率前后梯度变化比较分析 每位患者的12脑区中共有8个前后相邻脑区，前后相邻脑区优势涨落功率值之比大于1为梯度逆转。对两组38例被试的优势涨落功率前后梯度和梯度逆转数据进行分析，结果显示，病例组的脑功能优势涨落平均功率空间的前后功率梯度逆转数明显高于对照组，比较差异有统计学意义（P＜0.01）。见表1。

表1 两组优势涨落功率前后梯度变化比较分析

2.2 病例组与对照组脑内神经递质检测值比较 与对照组相比，病例组脑内γ-氨基丁酸（GABA）、谷氨酸（Glu）和乙酰胆碱（Ach）3种神经递质的检测值显著降低，比较差异有统计学意义（P＜0.05）；5-羟色胺（5-HT）、去甲肾上腺素（NE）、多巴胺（DA）3种神经递质检测值与对照组比较，差异无统计学意义。见表2。

3 讨论

本研究发现，AD患者脑功率的逆转率高于对照组，ET功率受年龄与认知因素的交互影响，前后脑的协调活动与认知功能密切相关[9-11]。在正常状态下老年人的脑电功率是额低枕高，而老年性痴呆患者的脑电功率由额低枕高向额高枕低转化至逆转，这与李秀艳等[12]研究结果一致，老年性痴呆患者这种脑电功率的变化可影响记忆和思维。脑电活动影响神经递质的释放，脑神经递质是维持脑细胞活动兴奋传递及完成脑功能必要的物质基础。本研究结果显示，与健康对照组相比，AD患者脑内神经递质存在GABA、Glu、Ach降低的变化。说明痴呆患者脑内的GABA和Glu功能较正常老年人降低[13]，而GABA和Glu维持着大脑的兴奋抑制平衡，与大脑的意识、学习、记忆等功能密切相关，GABA不足可能是AD的生理基础之一[14-15]。Glu是中枢神经系统中一种最重要的兴奋性神经递质，主要分布于大脑皮质、海马、小脑和纹状体，在学习、记忆、神经元可塑性及大脑发育等方面均起重要作用。约50％的谷氨酸参与调节中枢神经系统内的突触传递，几乎可调节正常脑内的所有功能，包括学习、记忆、运动、认知和发育[16]，可长时程地增强人脑学习和记忆功能。脑内Glu水平降低，可引起长时程学习和记忆功能减弱。中枢胆碱能系统参与调节哺乳动物的神经元兴奋性、皮质可塑性以及学习记忆过程，与脑认知功能密切相关。早在1976年就有学者发现AD患者包括海马、新皮质在内的多个脑区胆碱乙酰转移酶活性显著下降，乙酰胆碱酯酶活性升高。大量研究证实，AD患者脑内乙酰胆碱合成及释放均减少。尸检发现，AD患者额叶和颞叶胆碱乙酰转移酶与5羟色胺比例降低[17]。脑电超慢涨落图技术的特点是在一次检测中可以同时获得γ-氨基丁酸、谷氨酸、5-羟色胺、乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多巴胺等多种神经化学递质在不同脑区的分布情况[6]。本研究显示，脑电超慢涨落图技术可以检测脑功能和同时反映AD患者脑内多种神经递质的变化，具有无创性，为进一步揭示AD发生的神经生化机制和诊断提供了很好的方法。

表2 病例组与对照组脑内神经递质检测值比较（±s） mHz

表2 病例组与对照组脑内神经递质检测值比较（±s） mHz

组别GABAGlu5-HTAchNEDA对照组（n=19）6.8±2.45.1±1.319.6±4.516.3±4.710.2±2.96.1±3.2病例组（n=19）3.2±1.63.2±1.120.1±4.711.2±3.59.9±3.15.8±2.8 P值＜0.01＜0.01＞0.05＜0.01＞0.05＞0.05

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T he Analysis of the Encephal of L utuograph T echnology about the Brain Function and Brain Neurotransmitter Changes in Alzheimer’s Disease/

SUN Zheng-hai， ZHAO Yu-huan， WANG Wen-lin， et al.//Medical Innovation of China，2015，12（10）：062-064

Objective：To investigate the characteristic and significance of the brain function and the brain neurotransmitter changes in Alzheimer’s disease.Method：19 patients with clinically diagnosed AD were selected from the city proper of Qiqihar as the case group.According to the same community， sex， age （±3 years）， and the educational level， 19 healthy elderly were selected as control group.To use the Encephal of lutuograph technology to test the brain function and the levels of their brain neurotransmitter， compare and analyze the brain function and the characteristic of the brain neurotransmitter changes in Alzheimer’s disease.Result：The anterior-posterior reversal rates of dominant power in encephal of lutuograph were higher in the case group than those of the control group （P＜0.01）.Compared with the control group， three neurotransmitters of the γ-GABA， Glu， and Ach in the case group were significantly lower（P＜0.05）.Comparison of three neurotransmitters of the 5-HT， NE， and the DA in the case group and the control group，the difference was not statistically significant.Conclusion：AD Brain power reversal rates are higher in Alzheimer’s disease than the case group.The brain neurotransmitter of γ-GABA， Glu， and Ach in Alzheimer’s disease changes lower.The Encephal of lutuograph technology can test the levels of brain neurotransmitter， provide reference for the diagnosis of Alzheimer’s disease.

10.3969/j.issn.1674-4985.2015.10.021

2014-12-15） （本文编辑：王宇）

齐齐哈尔市科学技术局社会发展项目：老年性痴呆患者脑神经递质变化及分布特点研究（SFGG-201328）

①齐齐哈尔医学院精神卫生学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006

孙正海

【K ey words】 Alzheimer’s disease； Brain function； Encephal of lutuograph technology； Brain neurotransmitter

First-author’s address：Qiqihar Medical University Mental Health College， Qiqihar 161006， China