癡呆症，是一種慢性或進行性綜合征，會導緻認知功能的衰退以及記憶、思維、理解和語言等能力的支離破碎。随着經濟的發展以及老齡化進程的加劇，據世界衛生組織（WHO）的數據，全球癡呆症患者人數超過5500萬，另每年還有1000萬新确診的病例。
有研究表明，大腦在認知障礙發作的前幾年，便已經經曆了功能和結構的變化。此外，糖尿病、血脂異常（血脂水平過高或過低）和高血壓等代謝因素，均與認知能力下降和癡呆有關。不僅如此，60歲及以上有代謝危險因素的患者，患阿爾茨海默病的可能性是沒有代謝危險因素的患者的11.48倍。
因此，調查“代謝風險因素與癡呆症之間的聯系”，或有助于探明基于代謝風險改善的預防癡呆症的方法。
最近，一項發表在Diabetes，Obesity and Metabolism（6.408分）雜志上，題爲“Metabolic profile-based subgroups can identify differences in brain volumes and brain iron deposition”的研究，調查了腦成像數據捕獲的代謝生物标志物與大腦健康之間的聯系，或爲癡呆症的預防提供科學依據。
這項研究的過程清晰，非常值得科研人參考，一起來看看吧！
一、研究背景
事實上，大腦結構和功能，早在診斷出認知障礙症狀之前的很長一段時間，就已經發生了改變。了解癡呆發生過程中大腦變化相關的代謝因素和特征，有助于确定癡呆的早期危險因素。不過，個體的代謝風險因素很少會單獨出現，因此，需要對人群進行分組，評估在人群中聚集在一起引起的相關因素風險，再提供适用于個人的預防方法。
使用數據驅動的人工神經網絡方法，研究人員設計了一種檢測複雜數據集中多變量模式的組織圖（SOM）。在對大量數據進行代謝分析後，研究人員将英國生物庫人口中的英國白人分爲六個亞組，用于評估與心血管健康、糖尿病、腎和肝功能、骨骼和關節、癌症和肥胖相關的生物标志物。這些标志物，能夠顯著地表征疾病的發病率，從而聚集成亞組。
在這項研究中，研究人員調查了SOM定義的代謝亞組（及其生物标志物成分）與腦形态、鐵沉積的神經影像标志物之間的關系。此外，研究者還使用了同類 (N > 26 000) 中最大規模調查的MRI大腦數據，從而能夠專注于臨床前階段的癡呆相關措施。
二、研究方法
這項研究中，研究人員收集了來自英國生物銀行的26,239名參與者，基線時未患癡呆症和中風。其中，年齡在37-73歲之間，52%爲女性。此外，研究人員還檢查了參與者的大腦 MRI 數據，包括：
總腦容量 (TBV)
灰質體積 (GMV)
白質高信号 (WMH) 體積
海馬體積 (HV)
鐵沉積
接着，研究人員根據生物标志物評估了腦成像，包括：
膽固醇水平
炎症水平
腎功能
肝功能
體重指數（BMI）
基本代謝率 (BMR)——休息時燃燒的卡路裏數
血壓
25(OH)D水平——維生素D衡量标準
最常見的癡呆類型，與基底神經節（包括尾狀核、殼核和蒼白球）中更多的鐵沉積有關。
爲估計參與者腦内的鐵沉積情況，研究人員選擇了尾狀核作爲代表區域（該區域的鐵沉積與認知缺陷的測量具有一定的相關性）。對尾狀鐵沉積的分析中，研究人員将左右尾狀核的T2*中值（以毫秒爲單位）轉換爲R2*（R2* = 1/T2*），這樣，較高的R2* 值則對應着更多的鐵沉積。單個尾狀核R2* 值，計算爲左右尾狀核R2*值的平均值。所有腦容量和R2*數據均歸一化爲總頭部大小，WMH容量數據逆正态轉換爲近似正态分布。
三、研究結果
在這些腦部MRI測量中，較低的總腦容量 (TBV) 和灰質體積 (GMV) 、較高的白質高信号 (WMH) 體積，與腦損傷和功能喪失有關。
與此同時，鐵沉積的增加與阿爾茨海默病風險升高有關。此外，降低的海馬體積 (HV) 還與較差的記憶力、語言學習、處理速度和執行功能有關。
基礎信息顯示，年齡較小、受教育程度較高、從未吸煙、工作時間較長和體育鍛煉水平較高，與較高的HV和較少的腦損傷有關。
他們還指出，鐵沉積水平随着年齡的增長而增加，并且在吸煙者和前吸煙者、受教育程度較高、工作時間較長和劇烈運動水平較高的人群中較高。
在生物标志物中，高甘油三酯、高BMI、肝腎功能差以及炎症水平增加與大腦影像結果差有關。
尤其是高甘油三酯和肝功能障礙，與最高水平的鐵沉積、腦損傷和GMV損失有關。
此外，研究人員還指出，與肥胖相比，較高的基本代謝率（BMR）與更多的鐵沉積、較低的GMV和較低的HV關聯性更大。
他們還指出，較低的維生素D水平，與更多的腦損傷以及較低的TBV、GMV有關。
綜上，代謝指标與大腦健康之間存在顯著關聯。（值得注意的是，雖然該研究發現代謝指标與認知障礙的腦成像數據之間的聯系，但并未解決因果關系。）
不過，保持健康新陳代謝的最佳方法，是通過健康的飲食和體育鍛煉來避免體重過重。專家表明，運動可能是預防阿爾茨海默病最有效的方法！