全脑灰质体积介导日本中年人轻度体力活动与体重指数的关联机制研究

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Brain Research Bulletin 3.5

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  本研究针对传统能量平衡模型无法完全解释肥胖发生机制的问题,通过横断面设计探讨了脑结构(灰质体积GM-BHQ)在体力活动(PA)与体重指数(BMI)关系中的中介作用。研究发现轻度PA(Light PA)通过增加GM-BHQ间接降低BMI(间接效应=0.052,p=0.030),揭示了脑健康在体重调控中的神经生物学机制,为肥胖干预提供了新视角。

  

肥胖作为全球性健康挑战,传统"少吃多动"的干预模式在实践中常遭遇瓶颈。近年研究发现,大脑灰质体积(Gray Matter Volume)的减少与肥胖密切相关,而体力活动(Physical Activity, PA)又能促进灰质增长——这提示脑结构可能是连接PA与体重调控的"神秘桥梁"。然而,这种神经生物学机制是否存在于中年人群,尤其是东亚人群中仍属未知。

京都大学和东京大学的研究团队在《Brain Research Bulletin》发表了一项开创性研究。他们采用国际体力活动问卷短版(IPAQ-SF)评估112名25-69岁日本成年人的PA强度(剧烈/中等/轻度),并通过3T磁共振成像计算灰质脑健康商数(GM-BHQ)。研究运用层次回归和路径分析,首次揭示了轻度PA(如散步)通过增加全脑灰质体积间接降低BMI的神经通路。

关键技术包括:1)使用标准化IPAQ-SF问卷量化PA强度和久坐时间;2)基于DARTEL算法的GM-BHQ计算(通过SPM12处理T1加权像);3)控制年龄、性别等因素的层次回归模型;4)采用最大似然bootstrapping的路径分析验证中介效应。

【GM-BHQ与人口学特征】
数据显示GM-BHQ与年龄(r=-0.612)、性别显著相关,证实其作为脑老化标志物的敏感性。男性及高龄者GM-BHQ较低,与既往研究一致。

【PA强度的差异化效应】
仅轻度PA(Light PA)同时关联GM-BHQ增加(β=0.188, p=0.002)和BMI降低(β=-0.165, p=0.096)。剧烈和中等PA未显示显著效应,提示"低强度高频率"活动可能更适合中年人群的脑健康维护。

【脑结构的完全中介作用】
路径分析显示,轻度PA对BMI的影响完全通过GM-BHQ中介(间接效应p=0.030),直接效应不显著。这支持"PA→脑结构改善→体重控制"的理论模型,GM-BHQ每增加1单位,BMI降低0.313点(p=0.030)。

讨论指出,该发现为肥胖的神经行为机制提供了新证据:轻度PA可能通过增强前额叶等区域的灰质体积,提升执行功能(如抑制控制),从而改善饮食决策。研究创新性地将脑健康指标GM-BHQ作为肥胖干预的潜在靶点,尤其对易受"运动恐惧"困扰的人群,低强度活动可能是更可行的切入点。

局限性包括BMI未区分脂肪/肌肉比例、横断面设计无法确定因果关系等。未来研究可结合加速度计客观监测PA,并探索饮食、压力等混杂因素。这些发现为制定"脑健康优先"的体重管理策略提供了重要依据,提示临床干预需兼顾生理与神经心理维度。

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