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通过行为、神经影像、生物化学和遗传分析,研究饮食模式与大脑健康的关系

[日期:2024-04-07] 来源:NM  作者:华东公共卫生 编译 [字体: ]
为了健康

 

      在最近发表在自然心理健康杂志上的一项研究(英国华威大学计算机科学部与中国复旦大学),调查了四种不同饮食亚型个体的大脑健康状况,即无淀粉、素食、高蛋白低纤维和均衡饮食。使用神经成像和行为、生化和遗传分析,他们发现平衡饮食亚型的个体比其他人表现出更好的认知功能和心理健康

背景  食物喜爱是饮食模式的一个关键驱动因素,它显著影响健康结果,包括慢性病和心理健康。了解其对大脑健康的影响对于制定有效的饮食干预措施以提高整体福祉至关重要。越来越多的证据表明,饮食模式显著影响认知功能和心理健康。

      饮食模式与大脑健康之间的关系可能涉及分子生物标志物、肠道微生物群以及大脑结构和功能的变化。据观察,高糖和饱和脂肪摄入与认知能力下降和精神疾病之间存在联系。此外,与富含植物性食物的均衡饮食相比,像西方模式这样的不健康饮食被证明与抑郁症和其他精神疾病的风险更高有关。相反,地中海饮食被证明与更好的大脑健康和降低神经退行性疾病的风险有关。

      基于食物数量、种类和消费频率,出现了各种传统饮食模式,包括西式、地中海式和素食/植物性模式。然而,由于研究范围、样本量和定义饮食模式的标准存在差异,它们与大脑健康之间关系的研究结果并不一致,这凸显了对标准化分类和跨不同人群研究的需求。为了解决这一问题,研究人员利用数据驱动的方法来确定饮食模式及其与大脑健康结果的关系。

关于研究  本研究从英国生物银行获得食物喜好数据。共有181990名参与者完成了食物喜好问卷调查。参与者的平均年龄为70.7岁,其中约57%为女性。然后使用主成分分析(PCA)和分层聚类分析数据,以确定喜欢食物的亚型。此外,使用单向协方差分析(ANCOVA)评估了这些亚型之间各种脑健康指标的差异,包括心理健康、认知功能、生物标志物和脑磁共振成像(MRI)特征。这项研究包括对焦虑、抑郁症状、精神痛苦、精神病经历、自残、创伤和幸福感的测量,作为大脑健康的指标。

      还使用Cox比例风险模型分析了精神障碍的纵向数据,以检验亚型之间的差异。结构方程模型(SEMs)被用来研究饮食模式和大脑健康之间的关系。最后,进行了全基因组关联分析(GWAS)和基因表达分析,以研究嗜食亚型的遗传基础和潜在的生物学途径。

结果和讨论  在被研究的参与者中确定了四种不同的食物喜好亚型:1)无淀粉或低淀粉型(18.09%),(2)素食型(5.54%),(3)高蛋白低纤维型(19.39%),以及(4)平衡型(56.98%)。定量得分证实了个体之间的食物喜好和实际食物消费模式之间的关系的稳健性。

      平衡模式(子类型4)显示出最低的心理健康问题指标和最高的整体健康和认知功能得分,表明大脑健康和认知能力比其他子类型有所改善。另一方面,亚型23在幸福感方面得分较低,在心理健康问题方面得分较高。与亚型4相比,亚型3在中央后回等区域表现出灰质体积减少,表明潜在的神经差异。相反,亚型2显示丘脑和楔前叶体积增加。在亚型3和亚型4之间发现了16个不同的基因,它们与精神健康和认知相关的生物过程有关。此外,与亚型4相比,亚型3显示出127个生物标志物和1266个单核苷酸多态性的差异。

      这项大规模研究为食物偏好与大脑健康、认知和心理健康之间的复杂关系提供了开创性的见解,为有针对性的干预和教育实践提供了促进整体健康的潜力。然而,这项研究受到以下因素的限制:它依赖于食物喜好数据而不是实际消费量;英国生物库样本中潜在的选择偏差;心理健康评估措施可能过于简化;以及对色氨酸和ω-3/6脂肪酸等关键饮食成分的考虑不全面。

结论  总之,该研究表明,老年人的饮食模式可能会显著影响心理健康、认知功能、遗传学和脑成像。研究结果强调了均衡饮食的重要性,呼吁进行早期饮食教育以促进长期大脑健康。需要进一步的研究来探索不同年龄组的饮食模式和大脑健康之间的长期联系,尤其是在青春期和中年时期。

Journal reference: 

  • Associations of dietary patterns with brain health from behavioral, neuroimaging, biochemical and genetic analyses. Zhang, R. et al., Nature Mental Health (2024), DOI: 10.1038/s44220-024-00226-0, https://www.nature.com/articles/s44220-024-00226-0
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