黑质纹状体多巴胺能神经传递对老年人外周系统性风险因素所致步态减缓的补偿作用：基于不均匀路面转换的PET成像研究

本研究针对老年人步态减缓这一严重影响生活质量的临床问题，通过[11C]DTBZ PET成像技术，首次揭示了黑质纹状体多巴胺能神经传递（nigrostriatal dopaminergic neurotransmission）对外周系统性风险因素（PSRF）所致步态异常的补偿机制。研究发现后部壳核（posterior putamen）VMAT2结合潜能（BPND）与步态速度成本（%GSC）存在显著相关性，为靶向多巴胺系统的干预策略提供了重要依据。

　　

随着全球人口老龄化加剧，步态异常已成为影响老年人独立生活能力和生存质量的关键问题。步态速度每下降0.1米/秒，跌倒风险和全因死亡率便显著上升，而现有研究多聚焦于中枢神经系统病变的影响，对外周系统性风险因素（peripheral systemic risk factors, PSRF）如关节疼痛、肥胖和肌力减退的关注不足。更关键的是，临床上常见部分老年人虽存在多种PSRF却仍能保持良好步态，这种"代偿现象"背后的神经生物学机制始终未明。

美国匹兹堡大学等机构的研究团队在《Aging Brain》发表了一项开创性研究，通过多模态神经影像技术揭示了多巴胺能系统在代偿PSRF所致步态异常中的关键作用。研究团队创新性地采用不均匀路面转换范式（uneven surface transition）量化步态适应能力，结合[¹¹C]二氢丁苯那嗪（[¹¹C]DTBZ）PET成像技术精确测定纹状体各亚区囊泡单胺转运体2（VMAT2）密度，在197名社区老年人中首次证实：后部壳核多巴胺神经末梢完整性可特异性补偿PSRF对复杂步态任务的负面影响。

关键技术方法包括：1）从MYHAT和SOMMA两项人群队列中筛选认知正常老年人；2）采用15米步行测试量化均匀/不均匀路面行走速度并计算步态速度成本（%GSC）；3）3T MRI-PET同步扫描获取纹状体功能亚区（感觉运动区、边缘区、联合区）的[¹¹C]DTBZ分布容积比（DVR）；4）通过Logan图形分析法计算结合潜能（BP_ND）；5）采用多变量回归模型分析PSRF的调节效应。

【研究结果】

1. 样本特征：65.99%参与者存在≥1项PSRF（肥胖35.03%、下肢疼痛30.46%、握力减弱45.31%），PSRF组不均匀路面行走时步速降幅更显著（中位%GSC -5.77 vs -5.03）。

2. 年龄相关性：全样本中年龄与纹状体各亚区[¹¹C]DTBZ BP_ND呈负相关（后部壳核β=-0.234），但与%GSC无直接关联，提示多巴胺能衰减是独立于年龄的步态调节因素。

3. 关键发现：后部壳核[¹¹C]DTBZ BP_ND与%GSC的关系受PSRF显著调节（交互作用p=0.03）。仅在PSRF组中，较高的后部壳核结合潜能预测更小的步速降幅（β=0.198），该效应独立于年龄、性别、种族等混杂因素。

4. 区域特异性：边缘区（anteroventral striatum）和联合区（associative striatum）未显示类似关联，证实感觉运动通路在步态代偿中的特异性作用。

5. 影响因素：白质高信号（white matter hyperintensities）和共病数量可能削弱多巴胺能的代偿效应，提示多系统损伤的累积效应。

【结论与意义】
这项研究首次在人体证实：黑质纹状体多巴胺能神经传递通过感觉运动整合通路，能够部分抵消外周系统性风险因素对复杂步态任务的负面影响。后部壳核作为基底节运动调节的关键枢纽，其VMAT2表达水平可能通过增强运动程序自动化（motor automaticity）来维持不稳定环境中的步态稳定性。

该发现具有重要转化价值：1）为解释"步态韧性"现象提供了神经生物学基础；2）提示多巴胺能药物可能对伴有PSRF的步态障碍患者具有特异性疗效；3）创新性采用路面转换范式比常规步速检测更敏感反映代偿机制。研究局限性包括横断面设计无法确定因果关系，以及样本种族多样性不足。未来研究可结合功能连接影像进一步阐明多巴胺-感觉运动网络协同机制，并为个体化干预提供精准靶点。