体力活动与脑结构健康的关联：肥胖程度与心血管代谢因素的中介作用分析

本研究通过分析英国生物银行16,725名中老年参与者的加速度计数据与MRI脑结构测量结果，揭示了体力活动(PA)与更大脑容量(包括总脑体积TBV、灰质体积GMV、白质体积WMV和海马体体积THV)及更小白质高信号体积(WMHV)的正向关联。研究发现体质指数(BMI)和心血管代谢风险因素介导了PA对GMV和THV的影响，但对TBV、WMV和WMHV的关联仍保持独立意义，为通过优化PA改善心血管代谢健康以预防痴呆提供了机制性证据。

　　

随着全球老龄化加剧，痴呆已成为重大公共卫生挑战。尽管大量研究表明体力活动(PA)能降低痴呆风险，但其作用机制仍不明确——究竟是通过直接改善脑结构，还是通过调节肥胖等风险因素间接发挥作用？这个问题直接关系到预防策略的精准制定。与此同时，肥胖作为独立风险因素，与PA之间可能存在的交互作用也亟待阐明。来自莫纳什大学等机构的研究团队利用英国生物银行这一超大规模人群队列，首次系统揭示了PA、肥胖与脑结构的三元关系，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究团队采用多学科交叉方法：通过腕戴式加速度计(Axivity AX3)客观测量PA水平；利用3T磁共振成像(Siemens Skyra)获取脑结构数据，包括基于T1/T2加权图像的灰质(GMV)、白质(WMV)体积，以及通过FIRST工具计算的海马体体积(THV)；采用标准化流程处理BMI等心血管代谢指标。统计模型纳入非线性项和年龄×性别交互作用，并运用中介分析探讨BMI的调节效应。

主要发现如下：
总脑体积(TBV)
PA与TBV呈显著正相关(β=3.67)，存在非线性关联。BMI介导25%的效应，但调整心血管因素后关联仍存在趋势(p=0.06)。

灰质体积(GMV)
PA每增加1单位，GMV增加3.12单位。BMI介导36%效应，完全调整后关联消失，提示GMV改善主要依赖代谢通路。

白质体积(WMV)
独特的是，加入BMI后PA-WMV关联反而增强18%，表明PA对白质的保护可能通过非肥胖相关机制。

海马体体积(THV)
PA与THV的关联(β=0.05)完全被BMI介导，支持肥胖调控对记忆相关区域的关键影响。

白质高信号体积(WMHV)
PA与更小WMHV相关(β=-4.6×10^-5)，BMI介导38%效应，提示PA可能通过减轻血管损伤延缓脑小血管病进展。

讨论与意义
这项研究首次在人群层面证实：PA对脑健康的保护存在区域特异性机制——对灰质和海马体的益处主要通过改善肥胖和心血管代谢实现，而对白质和整体脑容量的保护则涉及更直接的神经生物学机制，如促进脑源性神经营养因子(BDNF)分泌、增强脑血管反应性等。

研究创新性地揭示：虽然BMI未显示显著的交互作用，但其作为中介变量解释了18-58%的PA效应，这一发现为"运动-代谢-脑健康"轴提供了量化证据。临床实践中，针对不同肥胖程度人群可能需要差异化的PA指导方案。

局限性包括横断面设计无法确立因果关系，以及腕戴设备对游泳等活动的监测盲区。未来研究应结合纵向设计和多组学方法，进一步解析PA影响脑健康的具体分子通路。这项成果为制定精准化的痴呆预防策略提供了重要科学依据，特别强调在中老年阶段联合控制PA和代谢指标的双重价值。