「アルツハイマー病の患者は呼吸の回数が多い」という研究結果、アルツハイマー病の早期発見につながる可能性も

先進国を中心に少子高齢化が進む中、高齢者の認知症の主な原因となっているアルツハイマー病の早期発見が重要な課題となっています。新たな研究では、脳活動や呼吸のパターンがアルツハイマー病の兆候として活用できる可能性が示されました。

Neurovascular phase coherence is altered in Alzheimer’s disease | Brain Communications | Oxford Academic
https://academic.oup.com/braincomms/article/7/1/fcaf007/7994547

A new approach to detecting Alzheimer’s disease - Lancaster University
https://www.lancaster.ac.uk/sci-tech/about-us/news/a-new-approach-to-detecting-alzheimers-disease

The Way You Breathe Could Reveal a Hidden Sign of Alzheimer's : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/the-way-you-breathe-could-reveal-a-hidden-sign-of-alzheimers

脳がうまく機能するには酸素が必要不可欠であり、脳の酸素が欠乏すると脳機能にさまざまな障害が発生します。今回、イギリスのランカスター大学が主導する研究チームは、「身体が脳に酸素を行き渡らせる方法が、アルツハイマー病などの神経変性疾患に影響を及ぼしているのではないか」という仮説立てました。

ランカスター大学で生物物理学教授を務めるアネタ・ステファノフスカ氏は、「アルツハイマー病は、脳が血管(血管系)を介して適切に栄養を与えられなかった結果であると仮定することができます」と主張しています。また、研究の臨床コーディネーターであり、スロバキアのリュブリャナ大学医療センターに所属するベルナルド・メグリッチ氏は、「血管系と脳は、脳が十分なエネルギーを受け取れるように協力しています。実際、脳は体重の約2％しかないにもかかわらず、体全体のエネルギー消費量の20％を必要とします」と述べています。

研究チームは、19人のアルツハイマー病患者と20人のアルツハイマー病ではない被験者を対象に、脳細胞を介して神経細胞に接続された血管系で構成された「neurovascular unit(神経血管ユニット)」の機能を評価する実験を行いました。

実験では、頭皮に取り付けた装置を用いて脳の電気的活動と酸素化を測定すると共に、心電図を用いて心拍数を測定し、さらに被験者の胸に巻いたベルトで呼吸を測定しました。これらのデータを総合することで、呼吸や心臓の動き、脳の酸素化や電気的活動などの生理学的リズムがどれほどうまく協調しているのかがわかります。

実験の結果、アルツハイマー病患者とそうでない被験者の間で、血管系に関連している神経細胞や、神経細胞の発火に伴う血中酸素濃度の変動に違いがあることが判明。アルツハイマー病患者の脳では、血流と脳活動の同期が顕著に乱れていることが確認されました。

また、アルツハイマー病患者はそうでない被験者よりも安静時の呼吸が多く、通常の被験者は呼吸の回数が毎分約13回だったのに対し、アルツハイマー病患者では毎分約17回でした。これは、アルツハイマー病患者の脳でアミロイドβの排除やATPの産生が滞り、血管と神経組織の接続が変わったことが原因の可能性があるとのこと。

今回の研究結果は、神経血管ユニットの機能が崩れて酸素の流れや有害物質の除去能力が低下したことが、アルツハイマー病を引き起こしている可能性を示唆しています。また、今回の実験で用いられた電気センサーや光学センサーを用いたアプローチは安価かつ迅速であり、アルツハイマー病の早期発見に役立つかもしれないとの期待も寄せられています。

ステファノフスカ氏は、「まったく予期しなかったことですが、安静時の呼吸頻度がアルツハイマー病の被験者で有意に高いことも検出されました。これは興味深い発見であり、私の意見では、アルツハイマー病の研究にまったく新しい世界を切り開く画期的なものだと思います。これはおそらく、脳内の炎症を反映している可能性が高いとみられ、いったん発見すればおそらく治療が可能であり、将来的にアルツハイマー病の重篤な状態を防ぐことが可能になるかもしれません」と述べました。