综述:普通人群中饮食习惯和营养行为的神经相关性:观察性研究的系统评价
《Health Science Reports》:Neural Correlates of Eating Habits and Nutritional Behaviors in the General Population: A Systematic Review of Observational Studies
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时间:2025年09月16日
来源:Health Science Reports 2.1
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健康饮食模式(如地中海饮食、高鱼类摄入)与脑体积增大、微结构改善及认知功能增强正相关,而不健康饮食(如西方饮食)则导致脑结构缩小和认知下降。研究通过系统回顾21项MRI相关研究,发现 restrained eating(限制性进食)与 orbital frontal cortex(OFC)皮质变薄相关,而 fish intake(鱼类摄入)可延缓 white matter hyperintensities(WMHs)进展。年龄和性别影响饮食-脑关联,如 Japanese传统饮食对女性脑萎缩的防护作用。未来需结合神经影像机制探索个性化营养干预策略。
饮食习惯与营养行为对大脑结构和功能的影响是一个近年来备受关注的研究领域。随着对大脑可塑性的深入理解,越来越多的证据表明,我们的饮食选择不仅影响身体的健康状况,还与大脑结构的变化密切相关。这一研究领域的快速发展,为公共卫生策略、个性化营养计划以及神经调控技术在改善饮食行为中的应用提供了新的视角。本文系统综述了近年来关于饮食模式与大脑结构之间关系的研究成果,旨在揭示饮食与神经结构之间的双向互动机制,并探讨其对认知功能和神经退行性疾病预防的潜在意义。
大脑作为人体最复杂的器官之一,其结构和功能的维持依赖于充足的营养供给。营养素如维生素、矿物质、抗氧化剂和脂肪酸等,在维持大脑健康方面扮演着重要角色。例如,ω-3脂肪酸对于神经元膜的完整性至关重要,而抗氧化剂则有助于减少脑细胞受到的氧化应激。相比之下,高糖、高脂肪的饮食模式则可能引发炎症反应,并导致认知功能的下降。这些发现表明,饮食不仅是维持身体健康的基础,也是维持大脑健康的关键因素。
研究者们发现,某些健康的饮食模式,如地中海饮食和高鱼类摄入,与大脑体积、微结构和皮层面积的增加存在显著的正向关联。例如,一项纵向研究显示,长期坚持地中海饮食的个体,其海马体体积更大,这可能与该饮食模式中富含的营养素对神经元的保护作用有关。此外,研究还发现,富含酸奶和牛奶的饮食模式与更高的灰质体积相关,这提示特定的营养选择可能对大脑结构的维护具有积极作用。同时,饮食多样性也被证明与大脑灰质和海马体积的减缓退化有关,表明多样化的饮食可能有助于延缓大脑衰老过程。
另一方面,不健康的饮食模式,如西方饮食,与大脑结构的减少密切相关。例如,研究发现,西方饮食模式与左海马体体积的减少存在显著的负向关联,这可能解释了该饮食模式与认知功能下降之间的联系。此外,一些研究指出,限制快食和油炸食品的摄入与更大的侧眶额皮层(OFC)表面积相关,提示这种饮食行为可能对皮层发育有益。然而,另一项研究发现,过度节制饮食(restrained eating)与某些脑区如岛叶和眶额皮层体积的增加同时伴随着后扣带回体积的减少,表明这种饮食行为可能对神经结构产生复杂的影响。
在儿童群体中,饮食习惯对大脑发育的影响同样显著。研究发现,儿童时期坚持富含全谷物、软脂肪和乳制品的饮食模式,与十年后更大的全脑体积和灰质体积相关。此外,早期对食物的积极体验,如对食物的享受,与后期大脑灰质和白质体积的增加存在正向联系。这表明,饮食行为在儿童时期就可能对大脑结构的发育产生深远影响。同时,一些研究指出,儿童时期的饮食模式,如高糖零食和加工食品的摄入,可能与十年后较小的白质体积相关,提示早期饮食习惯可能对大脑的长期健康产生重要影响。
值得注意的是,饮食对大脑结构的影响并非一成不变,而是受到年龄和性别等个体差异的影响。例如,一项研究发现,传统日本饮食模式对女性全脑灰质体积的维持具有保护作用,但在男性中并未观察到类似的效应。此外,某些饮食行为如节制饮食在青少年中与额下回皮层厚度的降低相关,这可能表明过度节制的饮食行为对青少年大脑发育存在不利影响。相比之下,情绪性进食则表现出性别和年龄相关的差异,如在男孩中与额叶皮层厚度的增加相关,而在女孩中则与减少相关。这些结果提示,饮食对大脑结构的影响具有高度的个体化特征,需要结合具体的人群特征进行深入研究。
在探讨饮食与大脑微结构的关系时,研究发现,地中海饮食与白质完整性提升相关,例如在特定的左半球脑区,如杏仁核、舌回、嗅觉区、中枕叶回和枕叶区,其分数各向异性(FA)值显著提高,而平均扩散率(MD)则降低。这些变化可能反映了饮食对白质纤维完整性的影响。此外,高鱼类摄入也被证明与整体白质FA值的增加相关,表明富含ω-3脂肪酸的饮食模式可能对大脑微结构具有积极影响。有趣的是,一些研究发现,鱼类摄入与白质高信号(WMH)的减少和减缓进展存在显著的负向关联,提示这些饮食模式可能有助于预防与年龄相关的神经退行性疾病。
饮食对大脑结构的影响不仅体现在体积和微结构上,还涉及大脑皮层厚度的变化。例如,一项研究发现,节制饮食与额下回皮层厚度的降低相关,这可能意味着这种饮食行为在一定程度上影响了大脑的结构发展。同时,情绪性进食和食物挑食则表现出不同的影响模式,这些影响取决于年龄和性别。例如,在6-8岁儿童中,食物挑食与左额中回厚度的增加相关,而在12-14岁儿童中则与减少相关。这些发现进一步说明,饮食行为对大脑结构的影响具有复杂的机制,需要从多角度进行研究。
此外,饮食与大脑功能之间的关系也逐渐被揭示。例如,研究发现,大脑灰质体积的增加可能与更好的认知控制能力相关,这可能意味着饮食对大脑功能具有直接或间接的影响。同时,一些研究指出,大脑白质高信号与认知衰退和神经退行性疾病如阿尔茨海默病和额颞叶痴呆的发展有关。因此,饮食模式对大脑结构和功能的影响,可能在一定程度上决定了个体的认知健康水平。
研究还表明,饮食习惯与大脑组织结构的变化之间存在显著的关联。例如,一些研究发现,饮食多样性与大脑灰质和海马体积的减缓退化相关,提示多样化的饮食可能有助于延缓大脑衰老。然而,这些研究也揭示了一些局限性,例如样本量、年龄范围和饮食评估方法的不一致性,可能影响研究结果的普遍适用性。此外,许多研究依赖于自我报告的饮食数据,这可能导致回忆偏差和数据不准确。因此,未来的研究应更加注重使用客观的饮食评估方法,并结合纵向研究设计,以更好地理解饮食与大脑结构之间的因果关系。
在讨论饮食行为对大脑结构的影响时,研究者还提到,非侵入性神经调控技术,如经颅直流电刺激(tDCS)和经颅磁刺激(TMS),可能为改善饮食行为提供新的干预手段。这些技术可以调节与食欲控制和奖励处理相关的脑区,从而影响个体的饮食行为。例如,刺激前额叶皮层(dlPFC)已被发现能够减少食物渴望和热量摄入,这可能对饮食障碍和肥胖的干预具有重要意义。结合饮食干预和神经调控技术,可能为改善饮食行为和促进大脑健康提供更全面的解决方案。
尽管已有大量研究探讨了饮食与大脑结构之间的关系,但仍存在许多尚未解决的问题。例如,饮食如何具体影响大脑的结构和功能,以及不同饮食模式对特定脑区的保护或损害机制尚不完全清楚。此外,饮食与大脑健康之间的关系是否具有普遍性,还是仅限于特定人群,仍需进一步验证。未来的研究应更加关注这些机制,并探索如何通过优化饮食模式来促进大脑健康。
总的来说,饮食习惯和营养行为对大脑结构的影响是一个复杂而多维的问题。健康饮食模式可能有助于维持大脑的体积、微结构和皮层面积,而不良饮食习惯则可能导致大脑结构的减少和功能的下降。这些发现不仅为公共卫生策略提供了科学依据,也为个性化营养计划和神经调控技术的应用提供了新的思路。通过深入了解饮食与大脑健康之间的关系,我们可以更好地设计干预措施,以促进大脑健康并预防认知衰退和神经退行性疾病的发生。
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