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1937年，猶太裔生物化學家漢斯·阿道夫·克雷布斯(Hans Adolf Krebs)提出生命科學界的奠基性理論之一“三羧酸循環”，完整描繪了需氧生物細胞將糖、脂肪和蛋白質轉化為可利用能量三磷酸腺苷(ATP)及還原型輔酶 Ⅰ（NADH）的代謝循環。1953年，克雷布斯憑此成就與人共享了諾貝爾生理學或醫學獎。
衰老是代謝的必然，而三羧酸循環作為生命代謝的核心，必然蘊藏衰老的奧秘，比如α-酮戊二酸(alpha-ketoglutarate，AKG)。
α-酮戊二酸是三羧酸循環的中間代謝物之一，其在人體內的水平往往在年過四十時顯著下降。
三羧酸循環/克雷布斯循環里的中間代謝物AKG轉化為谷氨酸(Glutamate)和谷氨酰胺(Glutamine)
AKG有一種更穩定的鈣鹽形式，即α-酮戊二酸鈣(calcium alpha-ketoglutarate，CaAKG)。過往研究顯示，CaAKG形式的AKG膳食補充可顯著延長中年小鼠的壽命，改善代謝健康，減少衰老相關的炎癥問題。
近期，來自新加坡國立大學楊潞齡醫學院的衰老生物學研究團隊于《老化細胞》(
Aging Cell) 雜志 撰文，揭示了 CaAKG 在阿爾茨海默病 個體大腦中逆轉已衰退功能的神奇效力，以及它實現這種逆轉的生物學原理。
主要作者布萊恩·肯尼迪(Brian K. Kennedy)是行業知名的衰老生物學專家，此前報道過大量關于AKG/CaAKG助益健康的發現。
布萊恩·肯尼迪教授(右)與另一位研究作者希賈·納瓦科德(Sheeja Navakkode)
雖然研究對象是小鼠模型，但團隊對實驗結果感到振奮，預期這種長壽化合物在人類阿爾茨海默病中大有可為。
根據文章介紹，CaAKG成功改善了患病小鼠腦細胞之間的通信水平：除了增強已經弱化的神經信號，還恢復了聯想記憶能力，而聯想記憶能力是阿爾茨海默病個體身上最先衰退的認知功能之一。
肯尼迪等人據此表示，鑒于人體內的α-酮戊二酸水平隨年齡增長而自然下降，補充鈣鹽形式的α-酮戊二酸鈣分子未來有望成為支持大腦健康衰老的輔助手段、防范神經退行性疾病風險的保護策略。
那么，α-酮戊二酸鈣是具體怎樣強化信號、恢復記憶的呢？為揭示作用原理，研究團隊測量了所謂的“長時程增強”(long-term potentiation)效應。
簡單來說，長時程增強是指突觸傳遞效率持久增強的現象，被視作神經元強化彼此連接的關鍵過程，對學習能力和長期記憶形成至關重要；但這一機制在阿爾茨海默病個體中嚴重受損。
一款用于研究記憶相關電信號長時間變化的經典電生理學實驗裝置
肯尼迪等人觀察發現：攝入CaAKG竟使得阿爾茨海默病小鼠腦中的長時程增強過程恢復至正常水平。此外，CaAKG還能增強細胞自噬作用——作為大腦內置的“清理系統”，自噬機制可清除受損蛋白質以維持神經元健康。
α-酮戊二酸鈣發揮作用的路徑是這樣的：激活L型鈣通道和鈣通透性氨基甲基丙酸受體（AMPA受體），從而提升神經元的可塑性；與此同時，避開N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDA受體），因為患病個體腦中的這些受體通常已被淀粉樣蛋白堆積破壞。
用更通俗的話說就是，大腦原本的主要記憶通路NMDA受體被毒性斑塊阻塞了，而CaAKG能繞過阻礙，另辟“輔路”，通過激活L型鈣通道和鈣通透性AMPA受體，實現記憶功能的重啟。
尤為關鍵的是，CaAKG恢復了大腦連接事件、形成聯想記憶的核心機制——突觸標記與捕獲(synaptic tagging and capture)。這表明α-酮戊二酸鈣可能不僅支持基礎記憶功能，還對于常在阿爾茨海默癥早期就已衰退的復雜學習能力有逆轉之效。
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