Módosítja-e a testtömeg-index az idősebb felnőttek memóriáját, érvelését és az edzéshatások feldolgozásának sebességét

Indiana University Center for Aging Research, Indianapolis, Indiana, USA

Regenstrief Institute, Inc., Indianapolis, Indiana, USA

Orvostudományi Intézet, Általános Belgyógyászati és Geriátriai Osztály, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, Indiana, USA

Az Indiana Egyetem Orvostudományi Karának Biostatisztikai Tanszéke, Indianapolis, Indiana, USA

Indiana University Center for Aging Research, Indianapolis, Indiana, USA

Regenstrief Institute, Inc., Indianapolis, Indiana, USA

Orvostudományi Tanszék, Általános Belgyógyászati és Geriátriai Osztály, Indiana Egyetem Orvostudományi Kar, Indianapolis, Indiana, USA

Indiana University Center for Aging Research, Indianapolis, Indiana, USA

Pszichiátria Tanszék, Általános Belgyógyászati és Geriatriai Osztály, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, Indiana, USA.

Indiana University Center for Aging Research, Indianapolis, Indiana, USA

Regenstrief Institute, Inc., Indianapolis, Indiana, USA

Orvostudományi Intézet, Általános Belgyógyászati és Geriátriai Osztály, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, Indiana, USA

Az Indiana Egyetem Orvostudományi Karának Biostatisztikai Tanszéke, Indianapolis, Indiana, USA

Indiana University Center for Aging Research, Indianapolis, Indiana, USA

Regenstrief Institute, Inc., Indianapolis, Indiana, USA

Orvostudományi Tanszék, Általános Belgyógyászati és Geriátriai Osztály, Indiana Egyetem Orvostudományi Kar, Indianapolis, Indiana, USA

Indiana University Center for Aging Research, Indianapolis, Indiana, USA

Pszichiátria Tanszék, Általános Belgyógyászati és Geriatriai Osztály, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, Indiana, USA.

Finanszírozó ügynökségek: Támogatja az Országos Cukorbetegség és Emésztőrendszeri és Vesebetegségek Intézete (R01DK092377) és az Országos Öregedési Intézet (R01AG045157, P30AG10133 és U01 NR04508).

Közzététel:: A szerzők nem jelentettek összeférhetetlenséget.

Szerző hozzájárulások:: Minden szerző közreműködött és jóváhagyta a kézirat tartalmát. Dr. Clark, Callahan, Unverzagt és Xu hozzájárultak a tudományos terjedelemhez, az adatok értelmezéséhez és az íráshoz. Dr. Xu elemzéseket végzett.

Klinikai vizsgálatok regisztrációja:: ClinicalTrials.gov azonosító NCT00298558.

Absztrakt

Célkitűzés

A kognitív teljesítmény 10 éves pályáinak leírása testtömeg-index (BMI) osztályok szerint, valamint a memória, az érvelés és az edzés feldolgozásának sebessége alapján mutatott BMI-különbségek vizsgálata idősebb felnőtteknél.

Mód

Ez egy többállású, randomizált, továbbfejlesztett kognitív tréning független és életfontosságú idősek számára szekunder elemzése. 701 idősebb felnőtt normális testsúlyú, 1081 túlsúlyos és 902 elhízott (átlagéletkor 73,6) volt randomizálva memóriaképzésre, érvelési edzésre, a feldolgozás gyorsaságára vagy az edzés nélküli kontrollcsoportra. A résztvevők kitöltötték a memóriát, az érvelést és a feldolgozás sebességét. A kiindulási szociodemográfiai, egészségügyi és krónikus betegségeket kovariátumokként vették fel az elemzésekbe.

Eredmények

A memória, az érvelés vagy a feldolgozás sebességének 10 éves pályája nem különbözött BMI státus szerint a képzetlen kontroll karra randomizált résztvevők között. Az edzés hatása az eredmények érvelésére és sebességére nem különbözött BMI státus szerint. Az elhízásra utaló BMI-vel rendelkező résztvevők memóriaeredményére gyakorolt edzés hatása azonban csak a normál testsúlyú BMI-vel rendelkező résztvevőknél tapasztaltak 38% -a volt.

Következtetések

Ezek a valaha végzett legnagyobb kognitív tréning adatainak elemzései azt sugallják, hogy az elhízott idősebb felnőttek kevésbé reagálhatnak a memóriaképzésre.

Bevezetés

A középkorú elhízás sok krónikus betegség magasabb arányával jár (1), és ez a késői életkorban bekövetkező demencia jelentős kockázati tényezője (2). A svéd ikerregiszter adatai például azt mutatták, hogy a középkorú elhízás, amelyet 43 kg körüli életkorban 30 kg/m 2 vagy annál nagyobb testtömeg-indexként (BMI) definiáltak, körülbelül 30 évvel később 3,9-rel nagyobb demencia esélyekkel járt ( 3) .

Elhízott felnőtteknél a keringő proinflammatorikus citokinek szintje megemelkedett, és egyre több bizonyíték áll rendelkezésre arról, hogy az idő múlásával a szisztémás gyulladás az agy szerkezetének és működésének megváltozásához vezet (4, 5). E bizonyítékok ellenére a közzétett tanulmányok némileg következetlenek az idősebb felnőttek elhízása és kognitív funkciója közötti összefüggésben (6, 7). Sok ilyen tanulmánynak azonban csak a kognitív funkció egyszeri mérésére kellett támaszkodnia (pl. (8) - (11) hivatkozások. Kevés tanulmány képes volt feltárni, hogy a kognitív funkció változása az idő múlásával összefügg-e. elhízással, és talán egyetlen tanulmány sem vizsgálta, hogy az elhízás módosítja-e az idősebb felnőttek kognitív funkcióinak javítását célzó beavatkozásokat.

A kognitív tevékenység vagy a képzés bizonyítékokon alapuló beavatkozás a kognitív funkció javítására. Egy nemrégiben elvégzett elemzés megállapította, hogy a kognitív aktivitás felnőttkori önnön jelentett gyakorisága pozitívan társult a kortól, a neuropatológiától vagy az oktatás évétől független kognitív funkcióval (12). A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy „a gyakoribb kognitív tevékenység ellensúlyozhatja a neuropatológiával járó kognitív veszteséget” (12). Ezenkívül a haladó kognitív tréning független és életerős időseknek (ACTIVE) randomizált, kontrollált vizsgálat (13) és mások (14, 15) kimutatták, hogy a rövid távú, célzott kognitív tréning javította a kognitív funkciókat az idősebb felnőtteknél (d = 0,25-1,46). Ennél is fontosabb, hogy a feltűnő bizonyítékok azt mutatják, hogy a kognitív tréning csökkentheti a 10 éves demencia előfordulását (16) .

Tekintettel az elhízás és a kognitív diszfunkció nagy jelentőségére a közegészségügyben, valamint az elhízás állapota és az agyműködés közötti összefüggés egyre növekvő bizonyítékaival, megvizsgáltuk, hogy az ACTIVE randomizált, kontrollált, kontrollos vizsgálat résztvevői között az elhízás társult-e kognitív változással. Az ACTIVE vizsgálatba 2802 kognitívan normális, közösségben élő, 65 éves és annál idősebb felnőtt vett részt, akiket randomizáltak a három kognitív tréning beavatkozás egyikébe vagy egy érintés nélküli kontroll karba. Az ACTIVE longitudinális adatainak felhasználásával a kognitív funkció 10 éves pályáit vizsgáltuk BMI osztályonként azok között, akik véletlenszerűen kerültek érintés nélküli kontroll karra. Ezenkívül megvizsgáltuk, hogy normális testsúlyú, túlsúlyos és elhízott idősebb felnőttek reagálnak-e másképp a kognitív edzésre.

Mód

Adatforrás és vizsgálati minta

A FOGLALKOZÓ diagram az önálló és életfontosságú idősek számára végzett haladó kognitív tréning 10 éves idősebb felnőttek megismerésére és mindennapi működésére gyakorolt hatásáról.

Az ACTIVE képzés a memóriára, az érvelésre és a feldolgozás gyorsaságára összpontosított, mivel az előzetes kutatások szerint ezek a képességek korai életkorral összefüggő hanyatlást mutatnak, és a mindennapi élet tevékenységeihez kapcsolódnak. A beavatkozásokat kis csoportokban, 10–60 és 75 perces szekciókban végezték 5-6 héten keresztül. A memóriaképzés a verbális epizodikus memória javítására összpontosított, a stratégia használatának oktatása és gyakorlása révén. A gondolkodási képzés a sorozatos mintát tartalmazó problémák megoldásának javítására összpontosított. A gyorsasági képzés a vizuális keresésre és az egyre több információ feldolgozásának képességére összpontosított, egymást követő rövidebb ellenőrzési idő alatt.

A jogosultsági és demográfiai adatokat (életkor, nem, faj, végzettség és családi állapot) telefonos és személyes szűréseken gyűjtötték össze. Egészségügyi történet (önbevallás a 2-es típusú cukorbetegségről, szívinfarktus, angina, pangásos szívelégtelenség, stroke, magas vérnyomás, magas koleszterinszint és a jelenlegi alkoholfogyasztás), fizikai funkciói állapot (rövidített forma 36) (21), MMSE (19), és a kognitív méréseket (lásd alább) személyes vizsgálatokkal gyűjtötték össze, egyéni és kiscsoportos formátumban. A depressziós tüneteket a Center for Epidemiologic Studies ‐ Depresszió skála (22) 12 tételes változatával mértük ki a kiindulási önkérdőív segítségével.

Az elhízást a BMI alapján határoztuk meg (kg/m 2 -ben), amelyet az alapvonalon kapott mért magasság- és súlyadatok alapján számítottunk ki. Normál (18,5-24,9), túlsúlyos (25-29,9) és elhízási (≥30) osztályokat hoztunk létre az Egészségügyi Világszervezet kritériumai alapján (23). Korlátozott számú alsúlyú válaszadó volt (n = 30) és a hiányzó BMI-vel rendelkező válaszadók (n = 88). Ezeket a személyeket kizárták az elemzésekből.

Kognitív eredmények

Statisztikai analízis

Először a kovariánsok és a kognitív mérések leíró adatait mutatjuk be BMI osztályonként. A folyamatos változókat átlagok és szórások segítségével összegezzük. A három BMI-osztály közötti különbségeket nemparametrikus Kruskal-Wallis teszttel értékeltük. A kategorikus változókat frekvenciák és arányok felhasználásával mutatjuk be. A BMI osztályhoz való viszonyukat a Pearson segítségével értékelték χ 2 teszt.

Annak értékelésére, hogy a kognitív teljesítmény mintázatai az idõkben különböztek-e BMI osztályonként a kontrollcsoport válaszadói között, megismételt mértékû vegyes hatású modellt alkalmaztunk. A függő változók a Blom-transzformált kognitív eredmények voltak a kiinduláskor, azonnali teszt után, valamint az 1, 2, 3, 5 és 10 év. A fix effektek között szerepelt az idő (kategorikus változóként kezelve, hogy lehetővé váljon a nemlineáris hosszanti mintázat), a BMI osztály, valamint az idő és a BMI osztály közötti kölcsönhatás. A BMI-osztály interakciójának jelentős ideje különbséget jelez a kognitív teljesítmény hosszanti mintáiban a BMI-osztályok között. A fix effektusok a kiindulási kovariátumokat is magukban foglalták.

Az érzékenységi elemzés, amely további kovariátumokként MMSE pontszámot és látásélességet tartalmazott P értékek lényegében megegyeznek az alább felsoroltakkal. További érzékenységi elemzések a BMI változását vizsgálták 2, 3, 5, és 10 éves követésre. Azoknál az alanyoknál, akiknél a kiindulási érték normál volt, a BMI viszonylag stabil volt a vizsgálati időszak alatt. Azoknál az alanyoknál, akiknél a kiinduláskor túlsúlyosak voltak, a BMI átlagos csökkenése évente 0,07 volt (95% CI: 0,03-0,1), míg a kiindulási állapotban elhízott alanyok éves átlagban 0,22 csökkenést mutattak (95% CI: 0,18-0,26). Az alábbi 2. ábrán bemutatott főbb eredményekhez hasonlóan a BMI osztályok között sem voltak specifikus utólagos látogatások során különbségek a kognitív funkciókban. A lemorzsolódás, akár haláleset, akár tanulmányi visszavonás, akár a család elutasítása miatt, nem különbözött BMI osztályonként 1 év múlva. Tízéves követéskor a normál testsúlyú alanyok 24,5% -ában fordult elő halál, szemben a túlsúlyos vagy elhízott személyek 20,5% -ával. Ez a különbség statisztikailag nem volt szignifikáns (P = 0,156). Minden elemzést az SAS 9.3 (SAS Institute Inc., Cary, NC) alkalmazásával végeztünk.

A memória, az érvelés és a feldolgozás sebességének tízéves pályája a kontroll kar résztvevőinél normál módon (n = 177), túlsúlyos (n = 277), és az elhízás (n = 217) testtömeg-index osztályok.

Eredmények

Az alapadatokat az 1. táblázat mutatja a teljes minta BMI osztályai szerint. A kiinduláskor az elhízással küzdő alcsoport fiatalabb volt, kevesebb átlagos iskolai végzettséggel rendelkezett, nagyobb valószínűséggel nő, kisebbség és házas volt, ritkábban dohányzott vagy alkoholt fogyasztott, alacsonyabb fizikai funkcióval, nagyobb depressziós tünetekkel és magasabb prevalenciával rendelkezett. magas vérnyomás, cukorbetegség, iszkémiás szívbetegségek és magas koleszterinszint. A túlsúlyosnak minősített csoport a demográfiai jellemzők tekintetében jobban hasonlított a normál testsúlyú csoporthoz, de a betegség státusza szerint az elhízáshoz. A kiindulási kognitív pontszámok nem különböztek BMI osztályonként, azzal a különbséggel, hogy a túlsúlyos és elhízott idősebb felnőttek jobb Az UFOV pontszámok a normál súlyúakhoz képest. Ismétlésképpen a normál megismerést be kellett vonni az ACTIVE-ba.

Normál (N = 701) Túlsúly (n = 1,081) Elhízás (N = 902) P Túlsúly vs normális elhízás vs normális elhízás vs túlsúly

Kovariátusok
Életkor, átlag (SD)	74,6 (6,3)	73,9 (5,8)	72,2 (5,1)	(13) A 2. ábrán bemutatjuk a kognitív eredmények - memória-összetett (A panel), érvelési összetett (B panel), UFOV (C panel) és DSS (D panel) - 10 éves változását a kovariánsokhoz igazítva. Amint azt az ACTIVE korábbi beszámolói kimutatták, a kontroll kar résztvevői mind a négy kognitív intézkedés tekintetében javulást mutattak a korai követési időszakban. Ezt a későbbi években a négy eredmény mindegyikében jelentős csökkenés követte. Sem a kiigazított, sem a kiigazítatlan modellekben nem volt statisztikailag szignifikáns eltérés a változásban a 10 éves követési periódus alatt BMI osztályonként. Ez mind a négy kognitív mértékre igaz volt.

A kognitív tréningre adott válaszok súlycsoportbeli különbségeire térve a 3. ábra bemutatja a memória edzés hatását a memória összetettre (A panel), az érvelés edzését az érvelés összetettre (B panel) és az UFOV feldolgozásának sebességét (C panel), és DSS (D panel) pontszámok. A panelek a csoportok közötti kiigazított különbségeket mutatják be közvetlenül az edzés után és 1 év múlva. Memória edzés esetén az elhízott idősebb felnőtteknek statisztikailag szignifikánsan alacsonyabb volt az edzés hatása a memória összetett pontszámára, mint a normál testsúlyú felnőtteknél az 1 évig tartó edzés utáni edzésen. Ez igaz volt mind a ki nem igazított (P = 0,023) és kiigazították (P = 0,006) modellek. Amint a 3B. Ábra mutatja, az érveléses képzésnek jelentős képzési hatása volt mind az edzés utáni, mind az 1 év során. Az edzés hatása azonban nem különbözött normális testsúlyú, túlsúlyos vagy elhízott idősebb felnőtteknél. Hasonlóképpen, az edzés feldolgozásának sebességének az UFOV kimenetelére gyakorolt jelentős képzési hatása nem különbözött BMI osztályonként. A képzés feldolgozásának sebessége nem gyakorolt szignifikáns képzési hatást a DSS kimenetelére, és a BMS-osztályok szerint sem volt másképes a DSS-re.

A memória, az érvelés és a memória feldolgozásának sebessége, az érvelés és az eredmények feldolgozásának sebessége a normál, a túlsúlyos és az elhízott testtömeg-index osztályok szerint (P a túlsúly és az elhízás értékei a paneleken belüli normálishoz képest).

Vita

Megvizsgáltuk a kognitív teljesítmény pályáit normál testsúlyú, túlsúlyos és elhízott idősebb felnőtteknél, akik nem részesültek kognitív edzésben (azaz kontroll karban), és összehasonlítottuk az edzésre adott válaszokat azokban, akik memóriában, érvelésben vagy a képzési folyamat gyorsaságában részesültek. az irányító karban lévőknek. Ebben a mintában, amely kizárta azokat, akiknek kognitív károsodása volt a kiinduláskor, nem volt szignifikáns különbség a kognitív teljesítmény 10 éves pályáiban BMI osztályonként. Ezenkívül nem tapasztaltunk különbségeket a BMI osztályok közötti hatásméretekben az érvelés vagy a feldolgozás gyorsasága szempontjából. Megfigyeltük azonban a BMI osztály szerinti különbségeket a memória edzés méretének a memória teljesítményére gyakorolt hatásában az edzés utáni és 1 év során. Ezek a különbségek meglehetősen nagyok voltak. Valójában az elhízással küzdő résztvevők hatásmérete 0,38 volt, amelyet a normál testsúlyú résztvevőknél figyeltek meg.

Az epidemiológiai vizsgálatok általában kimutatták, hogy a BMI összefügg a kognitív hanyatlással és a demenciával, de ezek a tanulmányok idősebb felnőtteket vettek figyelembe kezdeti kognitív károsodással vagy anélkül, vagy középkorú BMI-t vizsgáltak a késői élet kognitív eredményeire gyakorolt hatásaival kapcsolatban (6, 7). Az ACTIVE kiindulási adatainak felhasználásával végzett előzetes vizsgálat nem talált összefüggést a BMI és a kiindulási kognitív teljesítmény között (9). De, mint megjegyeztük, a kognitív károsodásban szenvedő idősebb felnőttek nem voltak jogosultak részt venni az ACTIVE vizsgálatban. Ennek ellenére meglepődve tapasztaltuk, hogy a kontroll karon belül nem találtunk BMI osztálybeli különbségeket a kognitív teljesítmény 10 éves pályáin. Az elhízási paradoxon arra a gyakran jelentett megállapításra utal, hogy az elhízás védi a későbbi életben a halálozást (33). A szelektív túlélés és a fiziológiai tartalék két magyarázat erre a paradoxonra. Valószínű, hogy az idős, kognitív károsodás nélkül elhízott felnőttek egy kiválasztott alcsoport, amely nem képviseli az összes elhízott idősebb felnőttet. Az elhízott idősebb felnőttek reprezentatív mintájának ismételt értékelése különböző és fontos eredményeket tárhat fel.

Ez az első jelentés a kognitív edzésre adott válaszról BMI osztályonként. Az ACTIVE vizsgálatban a legnagyobb hatásméret a képzés gyorsaságából származott, beleértve a 10 éves demencia csökkenésének bizonyítékát is (16). Ezen a területen nem találtunk BMI-különbséget a gyorsasági edzésekre adott válaszként. Hasonlóképpen, úgy tűnik, hogy az érvelési képzésre adott válasz nem változik BMI-nként. Tekintettel az elhízás magas gyakoriságára az idősebb felnőtt lakosság körében, ez jó hír a kognitív tréningeket terjesztőknek vagy azokban résztvevőknek. Az elhízási csoport memóriaképzésre adott alacsonyabb reakciója aggodalomra ad okot. A túlsúlyos csoport a memória edzésre adott válasz csökkenésének tendenciáját is megmutatta, ami a BMI és a memória edzés közötti dózis-válasz kapcsolat lehetőségére utal. Megerősítés esetén fontos lenne további vizsgálat a csökkent válaszreakció forrásáról és arról, hogyan lehetne ezt a legjobban kezelni, mivel az idősebb felnőtt népesség 71% -a túlsúlyos vagy elhízott (34) .

Ezek a memóriaképzési eredmények jelezhetik az elhízás és a károsodott idegi plaszticitás kapcsolatát. Meggyőző bizonyíték van az elhízás gyulladásra gyakorolt hatására és a gyulladás kognitív funkcióra gyakorolt hatására. Különösen a hipotalamust érinti az elhízással összefüggő szisztémás gyulladás. Egy áttekintésben Miller és Spencer (2014) megjegyezte, hogy a hipotalamusz felelős a fiziológiai funkciók széles skálájáért, amelyek összefüggenek a figyelemmel, a tanulással és a memóriával (35). A hipotalamusz-hipofízis-mellékvese tengelyének szabályozása például a glükokortikoidok krónikus hiperszekréciójához vezet, amely hátrányosan befolyásolja a hippocampust és memóriazavarokkal jár (35) .

A memóriaképzésre adott válasz érzékenyebb jelzője lehet az idegi szubsztrát működésének, mint a teljesítmény általános szintje. Ha igen, akkor újabb összefüggést mutathat az elhízás és az életkorral összefüggő neurodegeneráció között, beleértve az AD-t is. A meglévő metaanalízisek adatainak felhasználásával Norton et al. becslései szerint az USA-ban a népesség által az AD-hez kapcsolódó elhízás kockázata meghaladja a 7% -ot (2). Ezt a hatást figyelembe véve indokoltnak tűnik az elhízás, valamint a kognitív és fizikai edzésre adott szisztémás és központi gyulladásos és trofikus válaszok közötti kapcsolat további feltárása.