《The Journal of Physiology》:Longitudinal sex differences in cerebrovascular ageing in older adults: results from the brain in motion study
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本刊推荐:这项来自“脑在运动中”研究的纵向研究首次揭示老年女性在6年随访期内脑血管老化加速现象。研究发现女性静息平均动脉压(MAP)增幅更大、脑血管导度(CVCi)下降更显著,而基线较高的雌二醇(oestradiol)与更好的大脑中动脉流速(MCAv)反应性相关。研究强调性激素对脑血管老化的保护作用,为解释女性痴呆症和心血管疾病(CVD)高发风险提供了新机制视角。
引言
与男性相比,年轻女性通常血压较低,但这种性别差异在中年发生转变,女性呈现更大的增龄性血压升高。类似地,年轻女性脑血流量(CBF)高出11%–15%,但随年龄增长性别差异逐渐消失。脑血管反应性(CVR)随年龄增长而下降,脑搏动指数(PI)则增加,反映大脑血流阻力渐进性增加。目前对脑血管老化性别差异的机制理解仍不清楚,且多数研究采用横断面设计,可能受队列效应和个体因素影响。本研究首次采用纵向设计,旨在表征老年人基线(T1)和6.1±1.4年后随访(T2)两个时间点静息、常氧高碳酸血症和次最大运动状态下的脑血管功能性别差异,并检验性别对血管功能随时间变化的调节作用。
方法
研究纳入82名55–75岁老年人(39名女性),在T1和T2时间点采集脑血管功能数据。通过经颅多普勒超声(TCD)测量大脑中动脉流速(MCAv)和搏动指数(PI),手指光体积描记法测量平均动脉压(MAP),并计算静息、常氧高碳酸血症和次最大运动状态下的脑血管导度(CVCi)和阻力(CVRi)。采用重复测量方差分析(RM-ANOVA)评估性别差异和性别-时间交互效应,并通过多元线性回归分析性激素与脑血管功能的关系。
结果
参与者特征与脑血管测量
T1时女性静息MCAv和CVCi高于男性,PI低于男性。至T2时,除PI外,这些性别差异消失。纵向分析显示,女性T1至T2期间静息MAP增幅(ΔMAP)和CVCi降幅(ΔCVCi)均大于男性,存在显著的性别-时间交互效应(MAP:P=0.025;CVCi:P=0.017)。MCAv和PI未发现性别-时间交互作用。
性激素对脑血管功能的影响
女性中,基线睾酮(testosterone)与T1时更高的MCAv相关,对数转换的雌二醇(log-oestradiol)与T1至T2期间MCAv反应性(%change/torr)的正向变化相关。男性中,雌二醇变化与静息MCAv和CVCi的纵向变化呈正相关。按雌二醇检测阈值(30 pmol/L)分组比较发现,阈值以上女性(n=15)呈现更优的脑血管功能趋势,但组间差异未达统计学显著性。
脑血管功能与年龄的横断面关联
T1时,年龄与MAP、MCAv和CVCi相关,且这种关联受性别调节:女性年龄与MAP正相关斜率更陡(β=0.797 vs. -0.193),与MCAv(β=-1.063 vs. 0.218)和CVCi(β=-0.017 vs. 0.002)负相关斜率更陡。T2时,年龄对MAP和CVCi的影响仍存在性别交互作用,但模式发生变化。
基线数据对远期功能的预测
横断面数据对T2血管功能的预测模型具有统计学意义(如CVCi模型R2=0.533, P<0.001),但预测误差较高(RMSE=0.1 cm/s/mmHg),提示个体变异大,横断面估计存在局限性。
讨论
主要发现
本研究通过纵向设计证实老年女性脑血管老化加速,表现为MAP更快上升和CVCi更快下降,这可能部分解释女性晚年痴呆和心血管疾病风险增加。性激素尤其是雌二醇可能通过维持血管反应性发挥保护作用。横断面分析可能高估或低估老化轨迹,强调纵向研究的重要性。
机制探讨
女性更快的脑血管老化可能与绝经后性激素下降相关。雌二醇可通过上调β2-肾上腺素能血管舒张、增强一氧化氮(NO)生物利用度等机制保护血管功能。本研究观察到较早绝经(≤49岁)女性脑血管反应性更低,支持性激素的“遗留效应”。男性中雌二醇也与运动期脑血管功能调节相关,提示性激素在两性脑血管健康中均起作用。
方法学考量与局限
TCD无法直接测量血管横截面积(CSA)变化,但通过多普勒功率信号和流量指数验证了MCAv变化的可靠性。研究人群为认知正常、生活方式健康的老年人,结论推广到合并症较多人群需谨慎。性激素检测灵敏度限制了对绝经后女性低水平激素的精确分析。
结论与展望
本研究为脑血管老化的性别差异提供了纵向证据,强调性激素的保护作用和女性加速老化风险。未来需结合多模态影像技术,在更广泛年龄范围和人群中验证结果,并探索激素替代疗法(HT)对脑血管老化的干预潜力。关注绝经过渡期血管变化可能为早期干预提供关键时间窗口。