《Acta Neuropsychiatrica》:Examining the roles of socioeconomic status and relevant health correlates (body mass index, diet quality, and inflammation) for neuropsychological function in young adults
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背景:在这项横断面分析中,研究人员考察了社会经济地位(SES)、体重指数(BMI)、炎症、饮食与认知表现之间的关联。尽管低SES与较低认知评分相关,本研究调查了这些变量——特别是BMI、炎症生物标志物和膳食摄入——是否在统计学上中介这一关系。方法:最终样本包括
背景:在这项横断面分析中,研究人员考察了社会经济地位(SES)、体重指数(BMI)、炎症、饮食与认知表现之间的关联。尽管低SES与较低认知评分相关,本研究调查了这些变量——特别是BMI、炎症生物标志物和膳食摄入——是否在统计学上中介这一关系。方法:最终样本包括109名年轻人(平均年龄=21.31;65%女性;45%白人)。分析采用综合神经心理测验组合,包括NIH认知工具箱和Kaufman简明智力测验,同时检测炎症生物标志物(白细胞介素(IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)),并通过美国国家癌症研究所的饮食史问卷第三版自报膳食摄入。一项预注册分析在‘lavaan’中使用5,000次自举重复的自举标准误,检验(i)SES与执行功能和情景记忆之间的关联是否由较高BMI在统计学上中介,以及(ii)BMI与执行功能和情景记忆之间的关联是否由升高的炎症和糖或脂肪摄入在统计学上中介。结果:BMI未解释SES与认知之间的关联;然而,BMI、脂肪摄入和糖摄入与认知功能呈负相关。糖摄入中介了BMI与认知之间的关联,但该发现在调整协变量后不显著。炎症未中介BMI与认知之间的关系。结论:这些结果为BMI与认知表现之间的关联提供了支持,并为糖摄入的中介作用提供了初步证据。需要进一步的纵向和实验研究来扩展这些发现并刻画潜在机制。
研究背景与问题:认知功能测验表现和教育成就随社会经济地位(socioeconomic status, SES)不同而存在显著差异。低SES个体经标准化智力测验评估的智商(intelligence quotient, IQ)较高SES个体低20–30分(1.3–2个标准差),执行功能(executive functioning)、记忆和语言方面的差异尤为明显。由于认知能力和学业成就差异可经较低收入导致代际贫困持续,理解低SES与神经心理功能关联的机制至关重要。美国低收入成年人中病态肥胖(BMI>40)患病率是高收入成年人的两倍,青少年期也存在类似差异。较高体重指数(body mass index, BMI)与多个认知功能指标较差相关,尤其与记忆和执行功能亚域相关。炎症和饮食是候选机制:较高BMI与更高炎症相关,慢性炎症可破坏神经元过程并影响海马和前扣带回等脑区;低SES与较高炎症生物标志物相关;低SES与较差饮食质量相关,高脂肪和高糖饮食与较差认知任务表现相关。年轻成年期饮食自主性增加,是职业和学业成功的关键期,若这些因素关联且可改变,则可能开发干预。此前尚无研究整合饮食、BMI和炎症与认知功能的多条研究线索。研究人员因此开展横断面研究,检验SES与较差情景记忆(episodic memory)和执行功能之间的关联是否由较高BMI统计中介,并检验饮食和炎症是否中介BMI与较差情景记忆和执行功能之间的关系。研究得出:BMI未中介SES与认知的关联;但BMI、脂肪摄入和糖摄入与认知功能负相关;糖摄入中介BMI与认知关联,但调整协变量后不显著;炎症未中介BMI与认知关系。这些结果支持BMI与认知表现的关联,并提供糖摄入中介作用的初步证据,提示需进一步纵向和实验研究。
关键技术方法(不超过250字):该研究为横断面设计。参与者从费城地区招募,来源包括Temple University心理学与神经科学系SONA系统、该系既往和进行中研究、在线来源(在线公告板、社交媒体平台)以及费城社区场所(非营利组织、教堂、医疗中心、超市)。最终样本109名年轻人,100份有效血样。SES为复合指标:主要照护者教育、次要照护者教育、童年主要居住邮编中位收入,经z标准化后平均。BMI由身高和体重测量计算。炎症采用Meso Scale Discovery多细胞因子阵列检测IL-1β、IL-6、TNF-α和干扰素-γ(interferon-γ, IFN-γ),最终炎症复合指标纳入IL-1β、IL-6和TNF-α,未纳入IFN-γ。饮食采用美国国家癌症研究所饮食史问卷第三版(Diet History Questionnaire – Third Edition, DHQ-III)自报。神经心理测验包括NIH认知工具箱(NIH Cognitive Toolbox, NIHCT)、Kaufman简明智力测验第二版(Kaufman Brief Intelligence Test, Second Edition, KBIT-2)、霍普金斯词语学习测验修订版(Hopkins Verbal Learning Test-Revised, HVLT-R)、简要视空间记忆测验修订版(Brief Visuospatial Memory Test–Revised, BVMT-R)及NIHCT中的Flanker、列表排序工作记忆、维度变化卡片分类、模式比较加工速度等任务。预注册分析使用R 4.2的‘lavaan’,采用5,000次自举标准误,协变量包括年龄、种族、性别和IQ。
研究结果:
社会经济地位与认知(执行功能和情景记忆)之间以体重指数为统计中介的间接关联:相关分析显示,较高SES与更好执行功能和更高IQ相关;较高BMI与更差执行功能、更差情景记忆和更低IQ相关。中介分析显示,SES未通过BMI与更差执行功能或情景记忆间接相关。较高BMI持续与更差执行功能和情景记忆相关,即使调整人口学变量和IQ后仍如此。敏感性分析使用主要照护者教育作为传统SES指标,所有参数估计的显著性模式无差异,但控制BMI后SES与执行功能不再显著相关(b=0.56, z=1.09, p=0.27)。
体重指数与认知(执行功能和情景记忆)之间以脂肪和糖为统计中介的间接关联:BMI未通过更高脂肪摄入与更差执行功能或情景记忆间接相关;然而,较高BMI与更差执行功能和情景记忆相关,该关系由更高糖摄入统计中介,但控制协变量后该间接关联不再显著。
体重指数与认知(执行功能和情景记忆)之间以炎症为统计中介的间接关联:BMI未通过更高炎症水平与更差执行功能或情景记忆间接相关。炎症在调整或未调整模型中均未与执行功能或情景记忆显著相关。
探索性分析:反应时任务与IL-6:BMI未通过log转化IL-6与认知间接相关;但log转化IL-6与脂肪摄入(r=0.24; p=0.02)、BMI(r=0.31; p=0.002)显著相关,与执行功能(r=?0.20; p=0.051)和情景记忆(r=?0.19; p=0.062)呈非显著相关。BMI未通过炎症复合指标与反应时任务复合变量间接相关;然而,炎症复合指标与反应时任务复合变量显著相关(r=?0.20; p=0.042),控制BMI后仍显著。
讨论部分总结:研究人员未发现支持BMI中介SES与认知功能关系的结果;但观察到BMI与认知——包括执行功能和情景记忆——之间经较高糖摄入的间接关联。该结果复制并扩展了SES、BMI、膳食摄入与认知在健康年轻人中显著关联的既往研究。SES与执行功能和IQ呈显著负相关,与既有文献一致,但控制协变量特别是BMI后不再显著,尽管本样本中SES与BMI不显著相关。SES与BMI缺乏关联可能部分源于参与者年龄范围受限,生活方式因素更同质;两个独立招募流也可能引入SES与BMI聚类。与初始假设相反,BMI未统计中介SES与认知关系。较高BMI可能增加氧化应激和神经炎症,导致神经元退化,或认知功能障碍通过影响食物决策增加BMI,二者可能存在互为关系。饮食方面,较高糖摄入与更差执行功能和记忆相关,脂肪摄入与更差情景记忆相关,与动物文献和近期荟萃分析一致。糖可能比脂肪对认知影响更广,脂肪可能选择性损害海马功能;高脂高糖联合饮食损害最明显。机制包括神经发生减少、突触可塑性改变和神经炎症。研究观察到IL-6与脂肪摄入显著正相关。糖摄入中介BMI与认知,脂肪未中介;但调整协变量后不显著,应谨慎解释。参与者报告平均每日约600千卡来自脂肪、约450千卡来自糖;糖摄入报告变异(SD=88.94)大于脂肪(39.14),可能解释糖而非脂肪成为中介。炎症未中介BMI与认知关系;炎症复合指标虽未与执行功能或情景记忆相关,但效应量有意义(r≈0.2),且与反应时任务复合变量显著相关。探索性分析显示IL-6与认知结局有意义关联,并与脂肪摄入和BMI显著相关。局限性包括:样本由多数白人女性大学生和多数非裔美国男性当地居民组成,导致SES、性别和种族聚类;统计效力不足以检验人群特异模式;饮食为自报,可能受回忆偏差和社会赞许偏差影响;未控制可能影响结果的药物;小样本中介分析需谨慎。优势包括多个炎症指标、验证过的不同认知域测验和复合SES指标。研究结论翻译:这些结果为BMI与认知表现之间的关联提供了支持,并为糖摄入的中介作用提供了初步证据。需要进一步的纵向和实验研究以扩展这些发现并刻画潜在机制。