老年人体内微量营养素与肌肉减少症的因果关系:一项双向孟德尔随机化研究

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Archives of Gerontology and Geriatrics 3.5

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  肌肉减少症(Sarcopenia)严重影响老年人生活质量与健康。为明确微量营养素与肌肉减少症相关性状(SP-traits,如握力、步行能力等)因果关系,研究人员利用全基因组关联研究(GWAS)数据开展双向两样本孟德尔随机化(MR)分析。发现锌与 MVPA、步行速度正相关,镁、ω-3 与 ALM 关联显著,为老年肌肉健康干预提供依据。

  
随着全球人口老龄化加剧,一种被称为肌肉减少症(Sarcopenia)的老年综合征正成为日益严峻的公共健康挑战。这种以骨骼肌质量、力量和功能进行性下降为特征的疾病,不仅严重影响老年人的独立生活能力和生活质量,还显著增加了跌倒、骨折、残疾甚至死亡的风险。据统计,全球 60 岁以上人群中肌肉减少症的发病率在 10% 至 27% 之间,影响约 5000 万人,且随着老龄化进程,这一数字还在持续攀升。然而,尽管其危害显著,目前关于肌肉减少症的危险因素,尤其是营养因素的因果关系仍不明确。观察性研究虽提示微量营养素摄入可能与肌肉健康相关,但受限于混杂因素和方向性问题,难以确定因果关联,因此亟需更严谨的研究方法来阐明其中的机制,为针对性的营养干预提供科学依据。

为解决这一关键科学问题,国内研究人员开展了一项题为 “Causal Relationships between Micronutrients and Sarcopenia: A Two-Sample Bidirectional Mendelian Randomization Study” 的研究,相关成果发表在《Archives of Gerontology and Geriatrics》。该研究通过双向两样本孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)方法,系统评估了镁、硒、钙、锌、铁、磷和 ω-3 脂肪酸这七种关键微量营养素与五种肌肉减少症相关性状(Sarcopenia-related Traits, SP-traits)之间的因果关系,包括低握力、中高强度体力活动(Moderate-to-Vigorous Physical Activity, MVPA)、独立步行或骑行 10 分钟的能力(Ability to Walk or Cycle Unaided for 10 Minutes, AWCU10)、日常步行速度(Usual Walking Pace)以及校正后的四肢瘦体重(Adjusted Appendicular Lean Mass, ALM)。

研究主要采用了全基因组关联研究(Genome-Wide Association Studies, GWAS)数据和双向两样本 MR 技术。研究人员从 14 项 GWAS 中获取数据,通过筛选与目标微量营养素水平相关的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms, SNPs)作为工具变量,分别在正向和反向 MR 分析中评估微量营养素对 SP-traits 的因果效应及 SP-traits 对微量营养素的潜在影响。分析过程中,运用 MR-PRESSO 等方法进行多轮校正和异质性、多效性检验,以确保结果的可靠性。

正向 MR 分析:微量营养素对 SP-traits 的因果效应


在正向分析中,研究重点考察了微量营养素水平对肌肉相关性状的潜在因果作用。结果显示,锌水平升高与 MVPA 和日常步行速度呈显著正相关:血液锌水平每增加一个标准差,MVPA 相应增加(β=0.85,P=0.026),日常步行速度提升(β=0.53,P=0.008)。这提示锌可能通过某种机制促进老年人的体力活动水平和步行能力。此外,研究还发现 72 个与镁相关的 SNPs 和 81 个与 ω-3 脂肪酸相关的 SNPs 与 ALM 存在关联,暗示镁和 ω-3 脂肪酸可能在维持四肢瘦体重方面发挥重要作用。

反向 MR 分析:SP-traits 对微量营养素的潜在影响


反向分析则探讨了肌肉相关性状是否会影响微量营养素水平。结果表明,ALM 与镁水平呈正向因果关系(β=0.126,P=0.0004),即较高的四肢瘦体重可能促进镁的吸收或利用;而 ALM 与 ω-3 脂肪酸水平呈名义上的负相关(β=-0.083,P=0.008),这一结果虽未达到全基因组显著水平,但仍提示两者之间可能存在复杂的交互作用。

稳健性检验


研究过程中对异质性和多效性进行了严格检验。尽管部分分析中观察到一定程度的异质性,但未发现明显的多效性影响,表明研究结果具有较高的稳健性。

综合来看,这项研究通过孟德尔随机化这一遗传学方法,为微量营养素与肌肉减少症相关性状的因果关系提供了可靠证据。结果显示,锌对体力活动和步行速度、镁对四肢瘦体重的正向作用,以及 ω-3 脂肪酸与四肢瘦体重的潜在关联,均提示这三种微量营养素在维持老年肌肉健康中具有重要意义。这些发现不仅深化了对肌肉减少症发病机制的理解,也为公共卫生策略提供了新的靶点 —— 通过膳食干预或营养补充剂提升镁、锌和 ω-3 脂肪酸水平,可能成为改善老年人身体功能和生活质量的有效手段。当然,研究也存在一定局限性,例如数据主要来源于特定人群,其结论在其他种族或更广泛老年群体中的普适性仍需进一步验证。未来需开展更多跨人群研究,以全面确认这些因果关系,推动精准营养干预措施的开发与应用。

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