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一项最近发表于《医学假说》（Medical Hypothese）杂志的研究提出，向下投射的神经细胞（比如那些控制肢体运动的神经细胞）克服重力需要更多能量，也许可以解释为什么肌萎缩侧索硬化（ALS）选择性地影响某些运动神经元。
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随着年龄增长，垂直排列的神经纤维可能开始积累过多的细胞废物，这最终会导致神经细胞损伤和死亡。研究人员表示，这甚至有可能引发ALS。
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ALS是一种病因不明的神经退行性疾病，主要影响运动神经元。运动神经元是一种特殊的神经细胞，对于大脑控制身体肌肉至关重要。
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该病会导致上运动神经元和下运动神经元萎缩和死亡。上运动神经元起源于大脑，下运动神经元上的神经纤维，或轴突，则将信息从脊髓和脑干传递到肌肉。
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研究人员指出，并非所有的运动神经元都在ALS中受损。动眼神经和外展神经（负责眼睛和眼睑运动）以及阴部神经（涉及肛门括约肌的控制）通常直到该病后期依然保留功能。所有这些神经都含有大量的运动神经元。
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由于ALS通常50-60岁之间发病，科学家们认为，ALS的发病与衰老异常有关，比如废物的过度积累或运动神经元中的异常蛋白。
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研究结果表明，ALS和神经元丢失的不均匀分布，无法完全用基因改变以及神经元功能和组成的差异来解释。其他机制可能也在发挥作用。
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在新的研究中，科学家们研究了一个新的假设，来解释为什么有些神经元在ALS病程期间受损并死亡，而另一些则没有。
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他们提出，轴突的方向，而非其功能类型或长度，是促使ALS发病的主要原因。
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根据他们的理论，向下投射的神经纤维需要额外的能量来将废物或不必要的物质从神经末梢向上移动到神经元的细胞体。神经末梢与其他神经元或肌肉（突触）相连。
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废物移动是通过一种被称为逆向快速轴突运输（retrograde fast axonal transport）的运输方式进行的。神经元利用这种运输方式来消除错误处理和受损的蛋白质，并运输信号分子。
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在这种运输方式下，垂直排列的神经细胞可能需要额外的能量来对抗重力运送废物和其他货物。
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基于这一假定，研究人员用数学方法估计了轴突垂直方向（比如上和下运动神经元）所需的额外能量。他们将其与轴突自然水平或横向排列（比如动眼神经或外展神经）所需的能量进行了比较。
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研究人员计算出，“与横向轴突相比，垂直轴突中每天过度消耗”多达2%的ATP（三磷酸腺苷，细胞的主要能量来源）。
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研究人员表示：“短期来看，这似乎无关紧要。然而，长期来看，比如ALS发病前的几十年，重力造成的过度能量消耗可能会导致废物在垂直走向的轴突中积累受损。”
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由于大多数运动神经元向下投射，而且ALS患者的轴突运输已经受到损伤，未回收的废物可能会在重力作用下逐渐沉积在轴突末端。这可能导致神经元死亡。
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研究人员说：“虽然认为重力是ALS发病机制之一的理论还只是假设性的，但理论上这是合理的，与ALS的临床表现相符。”
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他们的模型可以解释肢体起病ALS的最初临床表现，可能始于上肢之一，通常是惯用手，然后扩散到其他肢体。
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与下肢相比，惯用手的动作通常更为剧烈。因此，由于细胞活动而产生和积累的废物水平在上肢可能更高，从而引发疾病。
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其他因素，比如运动或日常身体需求，也可能是ALS发病的重要因素，并可能与该理论相一致。
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研究人员表示，有必要进行更多的早期研究，使用在实验室中生长的神经细胞或动物模型来证实这一假设。
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“尽管这项研究的发现和估计表明，重力是影响受损逆向轴突运输的重要因素之一，特别是从长期来看，但重力对ALS发病的最终影响仍然是假设的。” 研究人员说，“不过，这一新概念可能有助于进一步阐明该病的未知病理机制，从而潜在识别新的治疗靶点。”
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