肥胖與老年人腦體積及認知功能的關系

岑顏 竇苗苗 隗倩 陸小偉

隨著經濟的發展，人口老齡化成為全世界面臨的問題，其中，與衰老相關的疾病，尤其是認知障礙和癡呆，給人們帶來巨大的社會和經濟負擔。因此，識別認知障礙的潛在危險因素，尤其是可逆因素，是預防認知障礙的有效方法。

超重和肥胖是一個日益嚴重的全球健康問題，流行病學研究表明其患病率逐步上升。根據2014年國際健康監控報告，中國老年人中超重和肥胖的比例已經占到41.6%和13.9%[1]。研究發現，中年人群中較高水平的BMI和腰臀比(WHR)是向心性肥胖的指標，與癡呆癥的風險增加有關。對于老年人群，既往有許多研究關注肥胖和認知之間的關系，但是沒有明確的定論。因此，本研究通過分析老年人BMI、WHR與腦體積、認知功能之間的關系，探討BMI是否影響老年人腦體積變化及認知功能，為老年人認知疾病的防治提供證據。

1 對象和方法

1.1 研究對象 本研究為回顧性橫斷面研究，連續納入2015～2018年就診于南京醫科大學第一附屬醫院老年神經科且行三維MRI檢查的病人。排除標準：(1)既往中重度頭外傷、腦積水、顱內手術、顱內腫瘤、帕金森病、卒中病史；(2)臨床資料不全、未完成認知量表測定；(3)心力衰竭(NYHA心功能分級≥Ⅲ級)、尿毒癥、肝功能失代償、營養不良(BMI<18.5)、惡性腫瘤。

1.2 數據收集 記錄病人人口學信息(年齡、性別、文化程度)、吸煙史、飲酒史、既往病史(高血壓、糖尿病、冠心病、缺血性腦卒中)、入院血液生化檢查結果(TG、TC、LDL-C、HDL-C、FPG)、BMI、MMSE評分。以MMSE評分為標準定義認知障礙：文盲≤17分，小學程度≤20分，中學程度(包括中專)≤22分，大學程度(包括大專)≤23分[2]。在≥65歲中國社區老年人中，該閾值被證實具有90%以上診斷癡呆的特異度和靈敏度。以BMI和WHR水平來定義肥胖：BMI 18.5～23.9 為正常，24.0～27.9為超重，≥28.0為肥胖；男性WHR≥0.9，女性WHR≥0.85為腹型肥胖[3]。

1.3 影像采集及數據處理 入組病人均完成序列包括3D-T1加權相(1 mm×1 mm×1 mm)、T2加權相、流體衰減反演恢復成像(FLAIR)、彌散加權相(DWI)。使用計算解剖學工具箱12(CAT12)對3D-T1加權相(1 mm×1 mm×1 mm)進行基于體素的整個大腦形態測量，在2013a Matlab平臺上，用統計參數映射12(SPM12)軟件按照標準程序運行。首先在自然空間分割3D T1體積，以獲得腦灰質(GM)、白質(WM)和腦脊液(CSF)這3種組織類別，非線性調制GM和WM體積使用默認的DARTEL模板對齊，并在空間上標準化為蒙特利爾神經研究所空間(ICBM)。最后，圖像通過最大寬度為8 mm的各向同性高斯核(FWHM)平滑[4-5]。所有數據均由作者在自動化程序之后進行檢查。同時，對標準化影像進行顳葉內側萎縮(MTA)視覺評分。MTA評分分為異常(65～75歲者≥2分或者75歲以上者≥3分)和正常。根據FLAIR圖像，利用Fazekes評分對白質高密度病變(WMH)評分，分為WMH腦室旁(Fazekas=3分)和WMH深部(Fazekas≤2分)。

2 結果

2.1 人口學及臨床信息 本研究共納入177 例病人，年齡65～82歲，平均(71.42±3.05)歲。所有病人均完成MMSE量表評估、核磁影像檢查、大腦體積分割及MTA評分判讀,分為認知障礙組76例，無認知障礙組101例。2組在性別、文化程度、MMSE評分、BMI、WHR、腹型肥胖、大腦總體積、腦灰質體積、腦白質體積方面差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

2.2 BMI、WHR與大腦體積的相關性 將腦白質體積、腦灰質體積、腦白質病變體積分別除以顱內總體積后，即得到相對腦白質體積、相對腦灰質體積、相對腦白質病變體積。Pearson相關分析顯示，BMI與腦白質體積(r=0.152，P=0.043)、相對腦白質體積(r=0.172，P=0.022)呈正相關，與相對腦白質病變體積(r=-0.159，P=0.035)呈負相關，與大腦總體積、腦灰質體積無明顯相關性。WHR也與腦白質體積(r=0.235，P=0.002)、相對腦白質體積(r=0.182，P=0.015)呈正相關，但是與腦灰質體積、腦白質病變體積無明顯相關性。

2.3 BMI與認知障礙的關系 將認知障礙作為因變量，BMI及腹型肥胖作為自變量，單因素二元Logistic回歸結果顯示，以BMI正常人群作為參考，超重(OR=0.384，95%CI：0.189～0.778，P=0.008)和肥胖(OR=0.316，95%CI：0.134～0.747，P=0.009)病人認知障礙的風險均下降。與非腹型肥胖者相比，腹型肥胖者認知障礙風險下降(OR=0.457，95%CI：0.217～0.961，P=0.039)。將表1中組間比較差異有統計學意義的指標以及認知障礙的危險因素納入模型進行多因素Logistic回歸分析，上述結論依然成立。見表2。

表1 2組臨床特征及腦體積指標比較

表2 BMI與認知障礙關系的Logistic回歸分析

2.4 BMI與MMSE評分的相關性 將相對白質體積、相對灰質體積、相對腦白質病變體積、腹型肥胖、BMI啞變量化(Z-BMI)、年齡、性別、文化程度、吸煙、MTA作為主效應納入廣義線性模型，結果提示，Z-BMI(B=0.044，95%CI：0.007～0.080，P=0.019)，文化程度(B=0.219，95%CI：0.16～0.278，P=0.009)與MMSE評分呈正相關，年齡(B=-0.014，95%CI：-0.026～0.002，P=0.018)則與MMSE評分呈負相關。見表3。

表3 廣義線性模型BMI和MMSE評分的相關性

3 討論

本研究觀察了在老年人群中，肥胖、腦體積與認知功能之間的關系。研究發現，BMI獨立于腦體積，與認知功能顯著相關。該結果提示，在老年人群中，與正常體質量的人相比，超重、肥胖及腹型肥胖的人，他們的大腦白質體積更大，認知障礙的風險更小。

本研究發現在老年人群中，BMI獨立于腦體積降低認知障礙的風險。既往研究認為，在中年人群中，較高的BMI 通常與心血管及代謝的危險因素相關，這些因素增加了認知障礙的風險[6-7]。有研究發現，從中年早期到晚期存在的長期肥胖與較低的MMSE分數以及較差的記憶力、執行力有關[8-9]。然而，最近對老年人群的研究表明，超重或肥胖對認知或有積極影響。對于>65歲的老年人群，超重與推理能力、視覺空間能力和處理速度呈正相關。另一項研究表明，矯正了性別、高血壓和2型糖尿病后，老年肥胖人群的視覺空間能力和處理速度優于老年正常體質量個體[10-13]。有研究發現，脂肪組織分泌的瘦素可能起到認知增強劑的作用，通過調節海馬突觸和加工β-淀粉樣蛋白，改善嚙齒動物的學習和記憶能力[14-16]。這種機制可以用來解釋超重對老年認知障礙的積極影響。

此外，本研究發現BMI與腦白質體積成正相關。既往研究表明，大腦的白質體積呈非線性軌跡，其峰值出現在中年，在晚年下降，可能會受到肥胖的影響。有研究發現，與體質量正常的人群相比，肥胖人群在中年時腦白質老化加速[17]。本研究則提示，在老年人群中，BMI可能通過延緩腦白質體積縮小的進程，降低認知障礙的風險；或BMI可能獨立于腦體積變化，直接降低認知障礙的風險。本研究在廣義線性模型中矯正腦體積及MTA后，結果提示BMI與認知功能獨立相關。這提示了在老年人群中，BMI獨立于腦體積的變化，直接影響認知功能。

本研究有以下不足：首先，這是一項橫斷面研究。由于研究設計，只能建立相關性而非因果關系。其次，這是一項單中心研究，所有參與者都來自同一家三級醫院，因此可能無法將結果推廣到其他人群。第三，本研究未探討肥胖與不同類型認知障礙(如血管性認知障礙和AD)之間的關聯。

總之，本研究的結果和近期報道的老年人體質量下降是認知障礙的風險因素一致，同時本研究還發現超重和肥胖與較大的腦白質體積相關，這可能部分解釋了其具有較好認知能力的原因。本研究結果提示，在老年人群中，BMI對認知功能可能具有保護作用，值得進一步研究。