区域性脂肪分布重塑成年人大脑结构与认知功能

本研究通过分析英国生物银行18,000余名参与者的双能X线吸收测定法(DXA)数据，揭示了区域性脂肪分布(包括手臂、腿部、躯干和内脏脂肪)与多模态脑成像指标间的特异性关联。研究发现不同部位脂肪沉积对感觉运动系统、边缘系统、默认模式网络和皮层下-小脑-脑干系统的形态学、功能连接和白质微结构具有差异化影响，其中内脏脂肪(VAT)通过加速大脑特定系统老化(以脑年龄差BAG为指标)显著介导推理、执行功能等认知领域衰退。该研究突破了传统体重指数(BMI)的局限性，为肥胖相关神经认知风险提供了精准评估新范式。

　　

在全球肥胖流行与老龄化加剧的双重背景下，传统体重指数(BMI)的局限性日益凸显——这个简单公式无法区分脂肪在人体不同部位的分布差异，而越来越多的证据表明，手臂、腿部、躯干和内脏的脂肪沉积可能对健康产生截然不同的影响。尤其令人担忧的是，中年和老年人群的认知功能衰退与肥胖相关神经退行性疾病风险显著相关，但科学家们至今不清楚区域性脂肪分布如何特异性影响大脑健康。

为解开这个谜团，由Die Zhang、Yingji Fu等学者组成的研究团队在《Nature Mental Health》发表了一项突破性研究。团队创新性地采用英国生物银行(UK Biobank)这个超大规模人群队列，将精确的区域性脂肪定量测量与多模态脑成像技术相结合，首次系统揭示了脂肪分布模式与大脑老化的复杂关系。

研究采用三大关键技术方法：1) 通过双能X线吸收测定法(DXA)精确量化手臂脂肪百分比(AFP)、腿部脂肪百分比(LFP)、躯干脂肪百分比(TFP)和内脏脂肪(VAT)；2) 整合结构磁共振(sMRI)、静息态功能磁共振(rs-fMRI)和神经突定向分散与密度成像(NODDI)等多模态脑成像技术；3) 运用偏最小二乘法(PLS)构建系统特异性脑年龄预测模型，计算脑年龄差(BAG)作为大脑老化生物标志物。

区域性脂肪分布与脑形态学的关联

研究发现不同部位脂肪沉积导致特征性脑结构改变：手臂和躯干脂肪增加与默认模式网络(DMN)关键节点(如内侧前额叶皮层、后扣带回)的皮层体积减少显著相关；内脏脂肪则特异性影响背内侧前额叶等DMN枢纽区的皮层表面积。所有脂肪指标均与皮层下结构(海马、杏仁核等)体积呈负相关，其中手臂脂肪对海马的负面影响尤为突出。

功能性连接的差异化改变

脂肪分布显著改变大脑网络功能整合：手臂、腿部和躯干脂肪增加均导致感觉运动网络(SMN)和皮层下-小脑-脑干(SUB-CER-BST)环路功能连接降低；腿部脂肪还特异性削弱边缘系统(LIM)功能连接，而手臂和躯干脂肪则反常地增强默认模式网络内部连接。

白质微结构的区域特异性改变

神经突定向分散与密度成像(NODDI)显示：内脏脂肪与广泛白质区域(如胼胝体、扣带束)的轴突密度(NDI)降低、自由水含量(ISOVF)增加显著相关，提示白质纤维退化；手臂和躯干脂肪则与特定白质束(如上纵束)的轴突密度呈正相关，这种"保护性效应"可能源于不同脂肪组织的炎症分泌差异。

脑系统老化介导认知衰退

通过构建系统特异性脑年龄预测模型，研究发现感觉运动系统、边缘系统和默认模式网络的脑年龄差(BAG)在脂肪分布与认知功能间起关键中介作用。其中内脏脂肪通过加速这些系统老化，对推理、执行功能、处理速度和记忆产生最显著的间接影响，而皮层下-小脑-脑干系统的老化则未显示显著中介效应。

这项研究从根本上改变了人们对肥胖与大脑健康关系的理解：脂肪不是"均匀有害"的，其在身体不同部位的分布会通过特定神经生物学途径差异化影响脑结构与功能。内脏脂肪因其独特的促炎特性成为最具破坏性的"坏脂肪"，而四肢脂肪可能在某些情况下具有神经保护作用。这些发现为开发精准化的肥胖干预策略提供了科学依据——未来或可通过靶向减少内脏脂肪来延缓认知老化，同时为神经退行性疾病的早期预警提供了新的生物标志物体系。研究强调在临床实践和科研中需要超越BMI，采用更精细的脂肪分布评估方法，这对推动"精准脑健康"理念具有里程碑意义。