摘要
背景
虽然先前研究表明重金属暴露和抗氧化微量营养素不足与认知障碍相关，但它们对认知功能的联合影响仍不清楚。
目的
本研究调查了血液铅、镉、硒、红细胞叶酸和血清25(OH)D与认知表现的关联，以及在美国横断面研究中重金属与微量营养素之间的相互作用。
方法
分析了2011-2014年美国国家健康和营养检查调查中2,858名60岁及以上参与者的数据。构建了多变量线性和逻辑回归模型，以评估重金属和微量营养素对认知功能的主要影响及其加性和乘性相互作用。
结果
在调整混杂因素后，血液铅[β (95% CI): -1.67 (-3.32, -0.03)]和镉[-2.02 (-3.19, -0.85)]与数字符号替代测试(DSST)得分呈负相关，而血清25(OH)D[2.23 (0.88, 3.59)]与DSST得分呈正相关（得分越高表示认知功能越好）。检测到血液铅与红细胞叶酸、血液铅与血清25(OH)D、以及血液镉与红细胞叶酸在低DSST得分方面的显著加性和乘性相互作用。与风险因素加权综合评分第一四分位数的个体（定义为2种金属≥中位数或3种微量营养素<中位数）相比，第二至第四四分位数的个体通过DSST得分评估的认知功能低下风险逐渐增加[OR (95% CI): 1.58 (0.95, 2.61)、2.00 (1.18, 3.39)和2.45 (1.44, 4.17)；趋势p值: 0.00083]。
结论
本研究表明，重金属的神经退行性影响在微量营养素水平较低的个体中更为显著。如果本研究结果得到未来研究的证实，减少重金属暴露和改善微量营养素状态可能为预防认知衰退和痴呆提供一种新的实用策略。
引言
痴呆是全球老年人死亡的第七大原因，也是导致残疾的主要驱动因素。在美国，估计2024年有690万65岁及以上的成年人患有阿尔茨海默病痴呆，到2060年这一数字预计将几乎翻倍。此外，尽管流行病学研究已将吸烟、酗酒和肥胖与痴呆风险增加相关联，但认知衰退和痴呆的病因在很大程度上仍不清楚。因此，识别可改变的风险因素（如饮食和环境）是降低痴呆发病率和死亡率的关键。
铅和镉是神经毒性重金属和普遍存在的环境污染物，对人类健康和生态系统构成重大威胁。流行病学研究已将铅和镉的慢性暴露与认知衰退或痴呆风险升高相关联。然而，先前研究的结果不一致，在横断面和纵向分析中报告了无关联。实验研究表明，铅和镉的神经毒性作用主要是通过它们在大脑中诱导氧化应激和神经炎症来介导的。这些金属破坏氧化还原平衡，导致神经元氧化损伤并促进神经退行性变。N-乙酰半胱氨酸通过恢复因氧化应激和炎症而耗尽的谷胱甘肽，有助于维持氧化还原稳态并逆转镉暴露大鼠的记忆缺陷。流行病学研究表明，抗氧化微量营养素减轻了重金属诱导的神经退行性变和认知衰退。在膳食抗氧化摄入较低的个体中，观察到尿镉与氧化和炎症生物标志物之间更强的正相关，以及血液铅和镉与认知表现之间更显著的负相关。
硒、叶酸和25-羟基维生素D[25(OH)D]可能由于其抗氧化和抗炎特性而具有神经保护作用。这些微量营养素的较高摄入已与认知衰退风险降低相关联，而它们的补充已在老年人中导致认知表现改善。然而，在横断面和前瞻性队列研究中，也报告了这些抗氧化剂对认知功能的无效甚至有害影响。有趣的是，新兴证据表明，抗氧化微量营养素可能减弱环境毒物的神经退行性效应。美国海湾州的一项横断面研究表明，血液硒水平较低的个体经历了铅和镉暴露与神经系统症状之间更强的关联。
尽管有生物学上的合理性，但没有先前研究在一般人群中全面评估微量营养素摄入是否减轻重金属暴露对认知功能的神经毒性影响。因此，本研究试图调查的假设是，血液重金属（铅和镉）与微量营养素[硒、叶酸和25(OH)D]相互作用，调节全国代表性老年样本的认知表现。
研究人群
本研究分析的数据来自美国国家健康和营养检查调查(NHANES)，这是一项旨在评估美国人口健康和营养状况的全国代表性横断面研究，按两年周期进行。本研究考虑了2011-2012年和2013-2014年收集的数据，因为在此期间评估了认知功能。
参与者特征
表1展示了按DSST得分四分位数划分的参与者特征。DSST得分较高的参与者更可能是年轻、女性、非西班牙裔白人、不吸烟、饮酒和受教育程度更高。血液镉浓度随着DSST得分的四分位数1-4而下降，而血清25(OH)D则呈现相反的变化。
讨论
在调整混杂因素后，我们发现血液铅和镉与认知衰退风险增加相关，而在这一全国代表性人群中，血清25(OH)D与风险降低相关。重金属对认知功能的潜在有害影响在微量营养素水平较低（即血清25(OH)D、红细胞叶酸）的受试者中更为明显。此外，我们确定了风险因素加权综合评分与认知功能之间的剂量-反应关联。
作者贡献
作者职责如下：CL和JZ设计研究；CL进行研究、分析数据、执行统计分析并撰写文章；TS和HF审阅和编辑手稿；JZ对最终内容负主要责任；所有作者阅读并批准了最终手稿。
数据可用性
本研究使用的NHANES数据可公开获取。
资金支持
本研究未获得特定资助。
利益冲突
作者声明无利益冲突。
致谢
我们感谢国家卫生统计中心授予访问NHANES数据集的权限。
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