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一項具有全國代表性的橫斷面研究中，血液微量營養素改變了血液重金屬與認知功能下降之間的關系

《The American Journal of Clinical Nutrition》：Blood micronutrients modified associations between blood heavy metals and cognitive decline in a nationally representative cross-sectional study

【字體：大中小】 時間：2026年03月02日 來源：The American Journal of Clinical Nutrition 6.9

編輯推薦：

　　降低認知功能的血鉛和鎘濃度與微營養素水平呈負相關，且重金屬與硒、葉酸等存在協同效應。

劉春亮|盛天晨|范浩|張建軍

美國印第安納大學理查德·M·費爾班克斯公共衛生學院流行病學系，印第安納波利斯，IN

摘要

背景

盡管先前的研究表明，重金屬暴露和抗氧化微量營養素缺乏與認知障礙有關，但它們對認知功能的綜合影響仍不清楚。

目的

本研究調查了美國一項橫斷面研究中，血液中鉛、鎘、硒、紅細胞葉酸和血清25-羥基維生素D [25(OH)D] 的濃度與認知表現之間的關系，以及重金屬和微量營養素之間的相互作用。

方法

分析了2011-2014年全國健康與營養調查中2858名年齡≥60歲的參與者的數據。構建了多變量線性和邏輯回歸模型，以評估重金屬和微量營養素的主要效應及其加性和乘性相互作用對認知功能的影響。

結果

調整混雜因素后，血液中的鉛（β：-1.67；95% CI：-3.32, -0.03）和鎘（β：-2.02；95% CI：-3.19, -0.85）與認知功能呈負相關，而血清25(OH)D（β：2.23；95% CI：0.88, 3.59）與數字符號替換測試（DSST）得分呈正相關（得分越高表示認知功能越好）。檢測到血液中的鉛與紅細胞葉酸、血液中的鉛與血清25(OH)D之間，以及血液中的鎘與紅細胞葉酸和低DSST得分之間存在顯著的加性和乘性相互作用。與風險因素加權綜合得分處于第一四分位的個體相比（定義為兩種金屬的得分大于或等于中位數，或三種微量營養素的得分小于中位數），處于第二至第四四分位的個體通過DSST得分評估的認知功能風險逐漸增加（OR：1.58；95% CI：0.95, 2.61；OR：2.00；95% CI：1.18, 3.39；OR：2.45；95% CI：1.44, 4.17；P-趨勢：0.00083）。

結論

本研究表明，微量營養素水平較低的個體中，重金屬的神經退行性影響更為明顯。如果未來研究能夠證實這些結果，減少重金屬暴露和改善微量營養素水平可能為預防認知衰退和癡呆提供一種新的實用策略。

引言

癡呆是全球老年人中第七大死亡原因和主要的致殘因素[1]。據估計，2024年美國有690萬65歲及以上的成年人患有阿爾茨海默病癡呆，到2060年這一數字預計將幾乎翻倍[2]。此外，認知衰退和癡呆的病因仍大部分不清楚，盡管流行病學研究表明吸煙、酗酒和肥胖與癡呆風險增加有關[3]。因此，識別可改變的風險因素（如飲食和環境）對于降低癡呆發病率和死亡率至關重要。

鉛和鎘是具有神經毒性的重金屬，也是廣泛存在的環境污染物，對人類健康和生態系統構成重大威脅。流行病學研究表明，長期暴露于鉛和鎘與認知衰退或癡呆的風險增加有關[4,5]。然而，先前的研究結果并不一致，橫斷面和縱向分析中報告了一些無關聯的結果[[6], [7], [8]]。實驗研究表明，鉛和鎘的神經毒性作用主要是通過誘導大腦中的氧化應激和神經炎癥來實現的[5]。這些金屬會破壞氧化還原平衡，導致神經元氧化損傷并促進神經退化[9]。N-乙酰半胱氨酸通過恢復因氧化應激和炎癥而耗盡的谷胱甘肽，幫助維持氧化還原穩態并逆轉鎘暴露大鼠的記憶缺陷[10]。流行病學研究表明，抗氧化微量營養素可以減輕重金屬引起的神經退化和認知衰退[11,12]。在飲食中抗氧化劑攝入量較低的個體中，觀察到尿液中的鎘與氧化和炎癥生物標志物之間存在更強的正相關[11]，以及血液中的鉛和鎘與認知表現之間存在更顯著的負相關[12]。

硒、葉酸和25-羥基維生素D [25(OH)D] 可能具有神經保護作用，因為它們具有抗氧化和抗炎特性。這些微量營養素的攝入量較高與較低的認知衰退風險相關[4,13,14]，而補充這些微量營養素可改善老年人的認知表現[[15], [16], [17]]。然而，在橫斷面和前瞻性隊列研究中也有報告指出這些抗氧化劑對認知功能沒有影響甚至有負面影響[[18], [19], [20], [21]]。有趣的是，新興證據表明抗氧化微量營養素可能減弱環境毒素的神經退行性效應[[22], [23], [24]]。美國海灣地區的一項橫斷面研究表明，血液中硒濃度較低的個體，鉛和鎘暴露與神經癥狀之間的關聯更強[25]。

盡管生物學上合理，但之前沒有研究全面評估微量營養素攝入是否能夠減輕一般人群中重金屬暴露對認知功能的神經毒性影響。因此，本研究的假設是，血液中的重金屬（鉛和鎘）與微量營養素（硒、葉酸和25(OH)D）相互作用，以調節全國代表性老年人群體的認知表現。

研究人群

本研究分析的數據來自NHANES（National Health and Nutrition Examination Survey），這是一項旨在每兩年評估美國人口健康和營養狀況的全國代表性橫斷面研究。本研究考慮了2011-2012年和2013-2014年收集的數據，因為認知功能是在此期間評估的。2011-2014年周期的規劃和抽樣設計已在其他地方詳細描述[26]。NHANES的研究方案為

參與者特征

表1展示了按DSST得分四分位數劃分的參與者特征。DSST得分較高的參與者更可能是年輕人、女性、非西班牙裔白人、不吸煙者、飲酒者，并且受教育程度較高（所有P ≤ 0.0018）。隨著DSST得分四分位數的增加，血液中的鎘濃度下降（0.43、0.38、0.35和0.32 μg/L；P = 0.007），而血清25(OH)D的變化則相反（71.1、75.2、78.0和80.2 nmol/L；P = 0.0077）。