心臟大腦如何運行？專家「看到」答案

溫哥華的孟太近來精神不振，老是感覺身上沒勁，而且一運動就肌肉酸痛幾天恢復不過來。通過體檢發現她缺鈣嚴重，有骨質疏鬆症的傾向。孟太想，身上各種不舒服是不是和缺鈣有關？實際上她的想法非常正確，缺鈣並不只是影響骨密度，而是對全身健康狀態和組織器官發揮正常功能具有重大的影響。

人體的基本功能比如神經信號傳遞和肌肉收縮都是通過細胞運動實現的。而細胞運動是由細胞內和細胞外的鈣濃度差來控制和驅動的。鈣是體內重要的信使。在神經細胞中，鈣離子決定是否將信號傳遞給其他神經細胞。肌肉細胞中鈣的濃度決定肌肉是收縮還是放鬆。心臟是我們身體里最重要的肌肉，同樣受「鈣流」的控制。多年來，科學家一直再想辦法直接觀察鈣在細胞中的流動過程。德國慕尼黑技術大學Gil Gregor Westmeyer教授說：「鈣在心臟和大腦等重要器官中起著非常重要的作用，如果能夠觀察到鈣離子濃度如何在生物體組織內部發生變化，就可以提高我們對疾病過程的認識。」

觀察鈣離子濃度變化的難點是觀察對象必須是活的，所以要求觀察方法不能干擾細胞的正常活動，更不能對細胞造成傷害。Westmeyer教授的科研團隊最近首次開發出鈣的分子感測器，該技術不改變細胞結構，也不用輻射照射，而是藉助光聲學的無輻射成像技術，在活體動物中觀察到鈣的三維圖像。感測器以非侵入式成像方法進行測量，所以適用於活體動物和人類。研究人員已經在活體動物的心臟組織和大腦中測試了他們的分子感測器（J. Am. Chem. Soc.，Sep 25, 2017）。

我們知道，當光線穿過組織時，它是分散的。因此光學顯微鏡下的圖像在深度小於一毫米時變得模糊。而超聲波只發生很少的散射，即使在幾厘米的深度也能產生清晰的圖像。這對於檢查大腦特別有用，因為現有的方法只能穿透腦表面幾毫米。大腦具有非常複雜的三維結構，各個功能區域的表面只佔其中的一小部分。研究人員在研究中使用新型感測器，在動物大腦中成功地測量出活體大腦組織深處的鈣變化。

這個在活體器官中測量「鈣流」的方法直觀地演示了鈣在大腦細胞和心臟細胞中如何調控大腦和心臟的功能，解釋了為什麼缺鈣會對人體健康產生如此廣泛和重大的影響。很多疾病的起因實際上和缺鈣有關。孟太雖然只是缺鈣，但是反映在心臟中就是心肌跳動無力輸出血液不足，反映在神經系統上就是神經興奮度不高，信息傳遞不暢通。所以只是一個簡單的補鈣就可以整體提高機體的健康狀態。中老年人缺鈣的主要原因是鈣吸收能力下降。中老年人的肝腎代謝功能下降，將維生素D轉化為真正有助於鈣吸收的2,5-羥基維生素D的能力不足，是鈣吸收能力下降的主要原因。

《好時光保健知識第一百九十二期》

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