新冠疫情给人类带来的心理隐患不容忽视。
据美国石英财经网站 8 月 14 日报道,医学专家曾预测,新冠大流行将引发心理健康危机。美国疾病控制和预防中心的新报告显示,这种预测是正确的:6 月份 25% 的美国年轻人想过自杀。
另据韩国《朝鲜日报》8 月 15 日援引该国保健福祉部的消息称,“新冠抑郁”在该国广泛存在。2020 年 2 月到 8 月 3 日,有超过 37.4 万人因精神健康问题到公立医疗机构就医,这一数字已超过 2019 年全年患有抑郁症或焦虑症的患者数量总和(约 35.3 万人)。
让人稍感欣慰的是,已经有专家在就线粒体和心理健康的关系做研究。线粒体(mitochondrion),是一种存在于大多数真核细胞中的、由两层膜包被的细胞器。线粒体携有少量 DNA,尽管只有 37 个基因,但它们的遗传物质比任何活菌都要少。
图 | 线粒体(来源:IC photo)
洛桑瑞士联邦理工学院的行为神经科学家卡门 · 桑迪(Carmen Sandi)于几年前开始的实验表明,参与焦虑相关行为的神经元表现出异常:其线粒体(通常被称为细胞发电厂的细胞器)表现不佳,它们产生的能量极低。
她预感到,关键神经回路内部发生的事情可以解释焦虑行为,这超出了大脑细胞及其之间的突触联系的范围。这表明线粒体可能与动物的应激相关症状有关。但是这个想法与当时许多神经科学家持有的 “以神经突触为中心” 的观点背道而驰。
同事们也不相信她,桑迪说:“每当我提供数据时,他们都会告诉我'这很有趣,但是您弄错了。”
然而,在过去十年左右的时间里,越来越多的科学家加入她的行列。桑迪也预感到,线粒体可能不仅影响身体健康,也对心理健康至关重要。他们特别探讨了线粒体是否会影响人类对压力、焦虑和抑郁等疾病的反应。
尽管到目前为止,很多证据都是初步的,但它表明线粒体和心理健康确实存在实质性联系。对于从事这项工作的一些研究人员来说,压力反应看起来像是线粒体与神经系统相互作用的一种协调机制。
线粒体与心理健康
关于线粒体与疾病关联性的研究始于 1975 年,当时,耶鲁大学的道格拉斯 · 华莱士 (Douglas Wallace)及其同事描述了线粒体 DNA 与遗传疾病之间的关联 。
20 世纪 90 年代,研究人员将线粒体 DNA 突变的影响与其他各种情况联系起来,他们发现 5000 人中有 1 人患有某种形式的遗传性线粒体疾病,包括糖尿病、视力和听力问题、学习困难以及其他疾病。
然而,仅在最近十年左右,科学家才认真探索线粒体对心理健康和幸福的影响,特别是在压力、焦虑和抑郁方面。
而前文桑迪的工作,则更多源自她的设想,即线粒体可能会改变某些大脑通路的运作。她认为,大脑仅占我们体重的 2%,但它会消耗掉人体摄入氧气量的 20%。由此,她假设性地提出,关键神经回路中细胞能量产生的不足,或可以解释易焦虑人群普遍缺乏动力和自尊心的原因。
当桑迪让老鼠参加比赛以建立社会等级时,她看到焦虑程度较低的动物,更有可能获得优势地位。进一步的研究表明,这些焦虑程度 较低的动物,在伏隔核中具有更强的线粒体功能,伏隔核是大脑中对激励行为和努力产生至关重要的一部分。
许多实验室的其他研究,还揭示了心理压力与线粒体之间的进一步联系。2018 年,纽约哥伦比亚大学欧文医学中心的马丁 · 皮卡德(Martin Picard),和已经去世的压力研究先驱布鲁斯 · 麦克尤恩,发表了一项 针对线粒体和焦虑症的 23 项研究的荟萃分析,其中 19 项研究表明“心理压力对线粒体的重大不利影响”。
说法不一,仍在探索
线粒体在压力下,究竟会发生什么?目前学术界仍在研究。
皮卡德的猜测是,当压力使肾上腺细胞释放皮质醇激素时,细胞中的线粒体通过将胆固醇转化为皮质醇来合成激素。皮质醇随后在血液中遍及全身。
专门的受体将皮质醇带入细胞核,在其中激活约 1,000 个基因,以帮助细胞为 “战斗或逃跑” 反应做好准备。但是,受体还会将一些皮质醇运送到线粒体中,并与线粒体 DNA 相互作用。
实际上,肾上腺的线粒体会产生应激激素,并且它会传播到全身其他线粒体,从而产生综合的应激反应。皮卡德说:“它在器官之间产生了美丽的线粒体串扰,但尚未得到充分讨论或发展。”
随着线粒体响应这些信号而进行调整,它们可能会从豆形变为细长的、类似意大利面条的结构。如果破坏这些融合和裂变过程,就会导致细胞损伤甚至死亡。
2019 年,皮卡德实验室的博士后研究员卡罗琳 · 特朗普夫(Caroline Trumpff),联合研究了健康中年人的一小部分样本,发现急性心理压力与漂浮在细胞外的线粒体 DNA 短片段的快速激增之间存在关联,即此类线粒体 DNA 短片段通常会在伤害或疾病等破坏性事件中释放,而且男性比女性更明显。不过,识别这种与压力相关的线粒体损伤的发生原因仍在研究中。
前文的桑迪分析称,一种可能的解释是,线粒体对压力的过度反应,使它们产生更多的活性氧分子,而这种分子对细胞有害。
加拿大维多利亚大学研究副总裁丽莎 · 卡林卓克(Lisa Kalynchuk)和她的同事,于 2019 年 1 月证明增强线粒体的补品(乙酰基 L - 肉碱)可以保护小鼠,从而使其不易遭受与人类抑郁相关的行为。她与制药公司合作,将对进一步增加线粒体产量的疗法进行临床前研究,目前她正在收集与线粒体功能有关的代谢物信息。
不过,前文的皮卡德对线粒体的药物疗法持怀疑态度。他认为采取基于线粒体功能的行为干预例如运动会更好。他说,运动可能是“对线粒体最好的事情。”
无论如何,压力太复杂了,不能归结为单一原因或简单途径的现象。
杜克大学分子生理研究所的马修 · 希尔斯(Matthew Hirschey),怀疑皮质醇是线粒体与压力之间关系的主要驱动力,并且与代谢有关,但他强调这些机制并非全部。
他表示:“线粒体对于适当的神经功能显然很重要,(而)神经元是非常活跃的细胞,需要大量能量才能产生动作电位,因此需要线粒体来做到这一点,但是,外界心理压力源是否以及如何影响神经元线粒体功能尚不清楚。”
无论如何,线粒体是否会影响心理健康,已经引起学术界的注意,如果将来研究出确定结论,将给焦虑症和抑郁症等患者带来帮助。