电刺激大脑能治疗糖尿病吗?

时间倒退几年,一名53岁男子在荷兰看医生,希望治疗他的强迫症,医生们建议他接受一种创新的但非常有临床前景的外科治疗方法:在他的大脑里植入电极(这装置叫脑深部刺激仪, 英文缩写为DBS),通过电脉冲刺激特定的脑组织,这个区域是负责做决定、寻求激励和触发动机的脑组织。治疗非常有效,让他摆脱了治疗心理疾病的药物,但是,这个疗法带来了一个让人意想不到的副作用。

 这种疗法似乎改善了他的II型糖尿病。现在研究人员已经搞明白这个机理了。他们认为,电脉冲触发增加了脑内多巴胺的活力(多巴胺是一种与动机和快乐有关的神经递质),提高了身体处理葡萄糖的能力。

美国马里兰州巴尔的摩市国家药物滥用研究所的神经学家Mike Michaelides说,这是第一次在人类身上发现这种治疗途径,以前是在老鼠身上见到这种现象。他没有参与这项新研究。对于大多数糖尿病患者来说,采用大脑深部的刺激仪(DBS)治疗,并不现实,但是对于其他一小部分糖尿病人,采用侵入性较低,针对多巴胺活力的大脑疗法,也许有一天是可行的。

当一个人血液中葡萄糖或糖的浓度长期处于高浓度时,就会出现糖尿病。胰岛素是一种让我们的细胞使用糖作为食物的激素,儿童时期,当免疫系统破坏产生胰岛素的胰腺细胞时,就会导致I型糖尿病。II型糖尿病,通常是由不良基因、不良饮食习惯和缺乏锻炼等因素联合作用,损害身体产生胰岛素的能力。随着时间的推移,细胞很难利用葡萄糖,很难去除血液中的糖分,人们需要越来越多的胰岛素来维持他们正常的血糖水平。I型糖尿病和II型糖尿病,无法治愈。

为了测试DBS是否引起这个人的血糖水平改善,(他从每天注射226个国际单位的胰岛素降到180),Mireille Serlie,一名阿姆斯特丹学术医学中心的内分泌学家,和她的同事们招募这个病人做一个实验。另外还招募了14名男性和女性因强迫症植入了DBS的病人,他们没有糖尿病,也参加了她的研究实验。Serlie和她的同事们关闭了DBS设备17个小时,测量了参与者的空腹血糖水平和对胰岛素的反应。研究小组今天在《Science Translational Medicine》科学杂志上报道了他们的研究发现,DBS显著提高了所有参与者对胰岛素的敏感性。

对老鼠的研究表明,当他们刺激相同的一块决策区域时,被称为腹侧纹状体的神经元释放的多巴胺在调节体内葡萄糖代谢的过程中起着关键作用。为了了解人类是否存在类似的机制,她的团队给了10个健康男性一种会消耗多巴胺水平的药物。他们报告说,男性的胰岛素敏感性一致性地降低了,这足以支持多巴胺与胰岛素敏感性之间的联系。

该小组还使用了光基因技术,让激光来控制活细胞,刺激老鼠的纹状体神经元。当神经细胞释放更多的多巴胺时,其他细胞从老鼠的血液中吸收葡萄糖的速率就会上升。Michaelides 说,老鼠的研究证实了他的小组和其他实验室的研究,这表明在大脑腹侧纹状体的一部分伏核区域,多巴胺信号递质作用在葡萄糖代谢中起着关键作用。

Nima Saeidi, 一名在波士顿哈佛大学医学院外科助理教授, 警告说, DBS或其他方式,靶向大脑中的多巴胺,对大多数糖尿病患者来说,不一定有效,因为长期在高浓度葡萄糖和胰岛素中暴露,已经深刻地改变了细胞和器官的功能。他警告说:“很有可能,作者在这里描述的结果,对糖尿病患者来说,是不可解释的。”

Serlie相信,对一些人来说,细胞损伤可能是不可逆转的,但是在疾病的早期阶段,她暗示,DBS真的可以帮助“增强病人已经产生的胰岛素的有效作用。

消息来源:

doi:10。1126/science。aau2703,http://www。sciencemag。org/news/2018/05/could-deep-brain-stimulation-help-zap-diabetes,经过整理编译。

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