血液微量营养素改变血液重金属与认知衰退之间的关联：一项全国代表性横断面研究
原作者：Chunliang Liu, Tianchen Sheng, Hao Fan, Jianjun Zhang
摘要
背景
尽管先前研究已显示重金属暴露和抗氧化微量营养素不足与认知障碍相关，但两者对认知功能的联合影响仍不清楚。
目的
本研究在一项美国横断面研究中调查了血铅、血镉、硒、红细胞叶酸和血清25-羟基维生素D[25(OH)D]浓度与认知表现之间的关联，以及重金属与微量营养素之间的交互作用。
方法
分析了2011-2014年美国国家健康与营养调查（NHANES）中2858名年龄≥60岁参与者的数据。构建了多变量线性与逻辑回归模型，以评估重金属和微量营养素的主要效应及其在认知功能上的相加和相乘交互作用。
结果
在调整混杂因素后，血铅（β: −1.67; 95% CI: −3.32, −0.03）和血镉（β: −2.02; 95% CI: −3.19, −0.85）与数字符号替换测试（DSST）得分呈负相关，而血清25(OH)D（β: 2.23; 95% CI: 0.88, 3.59）呈正相关（得分越高表示认知功能越好）。检测到血铅与红细胞叶酸、血铅与血清25(OH)D、以及血镉与红细胞叶酸之间在低DSST得分上存在显著的相加和相乘交互作用。与处于风险因素加权综合得分（定义为两种金属均大于等于中位数或三种微量营养素均小于中位数）第一四分位数的个体相比，处于第二至第四四分位数的个体在DSST得分评估的认知功能低下风险上逐步升高（OR: 1.58; 95% CI: 0.95, 2.61; OR: 2.00; 95% CI: 1.18, 3.39; OR: 2.45; 95% CI: 1.44, 4.17; 趋势P值: 0.00083）。
结论
本研究表明，重金属的神经退行性影响在微量营养素水平较低的个体中更为显著。如果未来研究证实本研究结果，减少重金属暴露并改善微量营养素状况可能为预防认知衰退和痴呆提供一种新颖且实用的策略。
引言
痴呆是全球第七大死因，也是老年人残疾的主要驱动因素。在美国，2024年估计有690万65岁及以上成年人患有阿尔茨海默痴呆，并且这一数字预计到2060年将几乎翻倍。此外，尽管流行病学研究发现吸烟、酗酒和肥胖与痴呆风险增加相关，但认知衰退和痴呆的病因仍很大程度上未知。因此，识别可改变的风险因素（如饮食和环境）是降低痴呆发病率和死亡率的关键。
铅和镉是具有神经毒性的重金属和普遍存在的环境污染物，对人类健康和生态系统构成重大威胁。流行病学研究已将慢性铅和镉暴露与认知衰退或痴呆风险升高联系起来。然而，先前研究的结果并不一致，在横断面和纵向分析中也报告了无效关联。实验研究表明，铅和镉的神经毒性作用主要通过诱导大脑中的氧化应激和神经炎症介导。这些金属破坏氧化还原平衡，导致神经元氧化损伤并促进神经退行性变。N-乙酰半胱氨酸通过恢复因氧化应激和炎症而耗竭的谷胱甘肽，帮助维持氧化还原稳态，并逆转了镉暴露大鼠的记忆缺陷。流行病学研究表明，抗氧化微量营养素可减轻重金属诱导的神经退行性变和认知衰退。在膳食抗氧化摄入量较低的个体中，观察到尿镉与氧化和炎症生物标志物之间更强的正相关，以及血铅和血镉与认知表现之间更显著的负相关。
硒、叶酸和25-羟基维生素D[25(OH)D]可能因其抗氧化和抗炎特性而具有神经保护作用。摄入这些微量营养素较多与认知衰退风险较低相关，而补充这些营养素则改善了老年人的认知表现。然而，在横断面和前瞻性队列研究中，也报告了这些抗氧化剂对认知功能的无效甚至有害影响。有趣的是，新出现的证据表明，抗氧化微量营养素可能减弱环境毒物的神经退行性效应。美国海湾各州的一项横断面研究发现，血硒浓度较低的个体，铅和镉暴露与神经系统症状之间的关联更强。
尽管具有生物学合理性，但此前尚无研究全面评估微量营养素摄入是否减轻重金属暴露对普通人群认知功能的神经毒性作用。因此，本研究旨在探讨的假设是：血液重金属（铅和镉）与微量营养素[硒、叶酸和25(OH)D]相互作用，共同调节老年人认知表现，这一研究基于全国代表性样本。
研究人群
本研究分析的数据来自NHANES，这是一项全国代表性的横断面研究，旨在以双年度周期评估美国人群的健康和营养状况。本研究考虑了2011-2012年和2013-2014年收集的数据，因为此期间对认知功能进行了评估。2011-2014年周期的规划和抽样设计已在别处详细描述。NHANES的研究方案由……
参与者特征
按DSST得分四分位数划分的参与者特征见表1。DSST得分较高的参与者更年轻、女性、非西班牙裔白人、非吸烟者、饮酒者且受教育程度更高（所有P≤0.0018）。血镉浓度在DSST得分第一至第四四分位数中依次下降（0.43、0.38、0.35和0.32 μg/L；P=0.007），而血清25(OH)D则呈现相反趋势（71.1、75.2、78.0和80.2 nmol/L；P=0.0077）。
讨论
在调整混杂因素后，我们发现血铅和血镉与认知衰退风险增加相关，而血清25(OH)D浓度与风险降低相关，这一结果来自全国代表性人群。重金属对认知功能的潜在有害影响在微量营养素（即血清25(OH)D、红细胞叶酸）浓度较低的受试者中更为显著。此外，我们还发现了一种剂量-反应关系……
作者贡献
作者的责任如下：CL、JZ负责研究设计；CL负责进行研究、分析数据、执行统计分析并撰写文章；TS、HF负责审阅和编辑稿件；JZ负责最终内容的总体责任；所有作者均阅读并批准了最终稿件。
数据可用性
本研究中使用的NHANES数据可公开获取。
资助
作者报告未获得本研究资助。
利益冲突
作者报告无利益冲突。
致谢
我们感谢国家卫生统计中心允许访问NHANES数据集。
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