文摘
背景和目标生活方式的活动,比如体育活动和认知刺激,可能会减缓与年龄有关的认知能力下降,延缓痴呆发病,提高认知储备。生活方式活动和认知储备之间的关系是否按性别不同,APOE4地位是一群缺乏研究的通知有针对性的预防战略的关键组件。当前的研究检查性和物理之间的相互作用或认知活动的认知储备在速度和老年人的记忆力。
方法研究参与者没有认知,轻度认知障碍或痴呆的华盛顿哥伦比亚老化Heights-Inwood队列被纳入本研究。认知储备分数的计算速度和内存回归海马体积、总灰质体积,体积和白质高密度复合认知得分在速度和内存,分别。自述身体活动评估使用Godin闲暇时间锻炼问卷,转化为代谢当量(大都会)。自我认知活动(COGACT)计算3是的/没有问题的总和。性活动的交互作用和sex-stratified使用多变量线性回归模型进行了分析,包括二次分析与APOE4调节因素。
结果七百五十八名参与者(平均年龄76.11±6.31年,62%女性)被纳入本研究。女性更高的大都会与更大的速度储备(β= 0.04,CI 0.0 -08)而不是男性(β= 0.004,CI−0.04到0.05)。大都会与记忆无关储备在女性或男性。更多COGACT速度储备大群(β= 0.13,可信区间0.05 - -0.21)。更多COGACT趋势更大的记忆储备女性(β= 0.06,CI−0.02到0.14)但不是男性(β=−0.04,CI−0.16到0.08)。只有女性,APOE4载体状态减毒大都会和速度储备之间的关系(β=−0.09,CI−0.22到0.04)和COGACT与速度(β=−0.26,CI−0.63到0.11)和记忆储备(β=−0.20,CI−0.50.0到093)。
讨论关联的自述身体和认知活动与认知储备是在女性中更为明显,尽管这些联系APOE4变弱。未来的研究需要了解性之间的因果关系,生活方式活动,遗传因素在老年人认知储备的最佳理解哪些生活方式活动可能是最有益的和为谁。
术语表
- 广告=
- 阿尔茨海默病;
- CN=
- 认知正常;
- COGACT=
- 认知活动;
- DSM-III =
- 精神疾病诊断与统计手册,第3版 ;
- MCI=
- 轻度认知障碍;
- 大都会=
- 代谢当量的任务;
- TE=
- 回声的时间;
- TR=
- 重复的时间;
- WHICAP=
- 华盛顿高地/汉密尔顿Heights-Inwood哥伦比亚老化项目;
- 研究负责人=
- 白质hyperintensity
稀缺的疾病修饰治疗阿尔茨海默病(AD),预防是至关重要的。增强认知储备,实施保护认知健康尽管大脑病理学的存在,1,2是一个有前途的道路对预防老年痴呆症。生活方式因素,如身体活动和认知刺激2修改行为,可以提高认知储备,减少痴呆的风险,3,- - - - - -,8然而,目前尚不清楚谁能从这些活动中获益。性别差异与认知有关体育活动的好处很明显但混合。尽管整合评论聚合回顾性数据显示,女性比男性更强的运动和认知之间的关系,9,10最近的前瞻性研究,包括一个运动随机对照试验,显示更大的认知收益在男性比女性运动之后。11关于性别差异所知甚少的利益认知刺激认知储备。5因素如性别、APOE4、迟发性的广告,主要的遗传风险因素及其交互作用重要影响认知轨迹,然而鲜为人知是否适度修改的生活方式活动的有利影响认知储备。目前的研究调查是否关联的物理和认知活动与认知储备是修改性和在多民族APOE4载体地位,社区老人的成年人。这种方法将使更好的理解修改的因素可能会影响认知储备和谁。
方法
参与者
研究参与者选择从华盛顿高地/汉密尔顿Heights-Inwood哥伦比亚老化项目(WHICAP)。WHICAP招聘是在3波进行的,从1992年开始,1999年和2009年。参与者被英语或西班牙语来说,医疗保险的资格,种族和种族多元化的曼哈顿北部的居民。12的WHICAP入选标准包括年龄在65岁及以上英语或西班牙语和语言能力。排除标准包括痴呆诊断仅供1999年和2009年的海浪。12,13没有其他与健康有关的除外条款包括人口最大化的代表性。参与者完成了评估健康状况、功能的能力,神经状态和神经心理学测试性能。14参与者获得高分辨率结构的一个子集T1在1.5 t MRI脑部扫描或3 t MRI磁场强度。15他们第一次成像访问被选为分析。参与者满足资格列入本研究如果他们下面的可用数据不超过12个月(适用时):(1)核磁共振数据,(2)生活方式活动数据,(3)神经心理学数据,(4)APOE基因型,和(5)人口统计信息包括年龄在扫描的时候,性别,教育,和诊断。因为不同的性生理的、系统的社会规范,不能在我们目前的研究设计,区分男性和女性使用条款在本研究指性别差异可能生物、生理或社会病因。
诊断是通过诊断共识会议出席的神经病学家小组,精神科医生,并使用神经心理学、神经心理学家功能和神经系统评估。13,16痴呆的诊断还包括使用DSM-III痴呆的标准。758名参与者的流程图显示了最终的样本大小(eFigure 1,links.lww.com/WNL/C103)。
标准协议的审批、登记和病人同意
项目设计和协议的机构审查委员会批准的哥伦比亚长老会医学中心和纽约州精神病学研究所。在注册参与者提供书面知情同意。
核磁共振成像
1.5 t和3 t MRI扫描收集使用以下参数:哥伦比亚大学医学中心1.5 t菲利普斯Intera磁共振扫描仪(t1加权结构磁共振成像:重复时间(TR) 20 ms,回波时间(TE) 2.1毫秒,FOV 240×256×160矩阵,和切片厚度1.3毫米;T2-FLAIR: TR 11000 ms, TE 144 ms,反转时间= 2800,FOV 25厘米×256×192矩阵,和切片厚度约3毫米;质子密度:TR 2675 ms, TE 12 ms, FOV 220×165×140, 4毫米切片厚度)和3 t飞利浦磁共振扫描仪(t1加权结构磁共振成像:TR 6.6毫秒,TE 3毫秒,FOV 256×256×165,和切片厚度1毫米;T2-FLAIR: TR 8.0秒,TE 332 ms, FOV 240×240×180,切片厚度0.43毫米)。海马体积、灰质总量(负责人)卷和白质高密度计算使用FreeSurfer和内部处理管道如前所述。15,17海马体积和总灰质体积与颅内总额退化。研究负责人日志转化为正常分布。扫描仪场强是共变的分析使用招聘群体分类变量,如下所述。
APOE基因分型
同形像统计图APOE基因型决定使用限制。18与至少一个参与者E4等位基因被列为APOE4运营商。所有其他参与者被归类为APOE4非携带者。分析重复扣除APOE E2 / E2 (n = 7)和E2 / E4基因型(n = 20)。
物理和认知活动的措施
身体活动的持续时间、强度和频率使用Godin的闲暇时间锻炼问卷收集。19参与者的典型的每周体育活动是评估代谢当量的任务(大都会)和被构造成的分钟数×××系数(9有力,5为温和,和3光活动相应的代谢当量)基于先前发表的工作。20.,- - - - - -,22自然对数的身体活动是,参与者没有身体活动被底层编码和分配分数分布的下限。认知活动(COGACT)被定义为一个基于自报总比分参与(yes / no)在前13个月以下活动:阅读杂志、报纸、书籍;将类;游戏,打牌或宾果。23这些措施在12个月内收集的MRI扫描日期。
特定领域的认知储备措施
在先前发表的作品中,验证性因素分析确定了选择性提醒测试(总记得,立即召回,和延迟识别)和颜色轨迹测试A和B作为内存和速度域特定领域的成绩,分别。24我们使用残留方法量化领域特定的认知储备。1,25内存和速度系数在海马体积分数退化,总灰质体积,体积和负责人。性是不包括回归模型的一个因素。结果从这些回归残差被用作代理代表各自的特定领域的认知储备根据之前的方法量化认知储备。1,25更高的剩余价值表明更好的速度或记忆功能。
统计分析
分析进行SPSS统计25 (IBM公司公布的2017;IBM SPSS统计为Windows 25.0版本;位于纽约阿蒙克市:IBM公司)和R。26参与者的人口学变量性别差异比较t测试连续变量和χ2测试分类变量。方差分析测试与交互条款供性生理或认知活动进行评估独立组不同的速度和内存储量。主要影响被认为是重要的如果I型错误率(α)是小于或等于0.05。权力分析单向方差分析F测试被用来确定重要性水平的交互。相互作用p< 0.20意义随后探讨了sex-stratified分析(功率= 0.6)。27进一步分析探讨activity-reserve APOE4的关系的缓和作用测试活动通过性APOE4我家的交互。活动APOE4与相应的交互p< 0.05与APOE4-stratified探测分析。协变量的分析包括年龄、性别(适用时),种族,教育,招聘组,诊断(认知能力受损、MCI或痴呆),和APOE4状态(适用时)。APOE4非携带者,男人,非西班牙裔白人参与者和痴呆诊断被作为参照组的分析。部分R2- s被用来计算确定系数的大都会和COGACT。
敏感性分析评估是否从波成像次级样本2和波3应该结合或单独考虑通过调整储备措施反映协会模式,进行学生的差异t测试。此外,参与者分组通过认知障碍状态(认知正常[CN]对认知障碍(MCI /广告]),和activity-domain储备的修改影响小组的关系测试来评估是否由集团的关系。种族/民族的修改效果也是评估的灵敏度分析。
数据可用性
数据可以从WHICAP出版委员会要求和批准(参考):cumc.co1.qualtrics.com/jfe/form/SV_6x5rRy14B6vpoqN。
结果
人口统计变量,物理和COGACT措施,和领域储备分数在总结了队列表1。男性和女性在教育上没有显著差异,APOE4运营商地位,种族/民族,诊断,自我认知活动,和速度。女性参与者,报道更少的体力活动,并且有更大的内存。对认知活动,女性和男性也有类似的阅读和打牌的习惯,但相比男性,更多的女性参加课程。
身体活动(大都会)对速度和内存储量
大都会与速度储备在所有参与者(β= 0.05,95%可信区间(CI) 0.01 - -0.08,pR = 0.01,模型2= 0.33,大都会R2= 0.05);然而,大都会按性别互动(β=−0.05,CI−0.1至0.08,pR = 0.09,互动2= 0.04)显示不同的性的关系。Sex-stratified分析揭示了一个重要的女性之间的关系(β= 0.04,CI 0 - 0.08,pR = 0.05,模型2= 0.36,大都会R2= 0.08),没有观察到男性(β= 0.004,CI−0.04至0.05,pR = 0.85,模型2= 0.26,大都会R2(见< 0.01)图1一个eTable 1links.lww.com/WNL/C103模型的估计)。
(添加变量)情节演示大都会和速度之间的关系和记忆储备(A和B)和COGACT和速度和内存之间的储备(C和D)按性别分层回归协变量的依赖和独立变量在每个面板。
大都会与记忆无关储备(β= 0.004,CI−0.04至0.05,pR = 0.82,模型2= 0.32,大都会R2= 0.02),大都会按性别互动不是观察(β=−0.01,CI−0.06至0.03,pR = 0.60,互动2< 0.01)(图1 beTable 1links.lww.com/WNL/C103)。
COGACT vs速度和内存储量
COGACT与速度储备在所有参与者(β= 0.13,可信区间0.05 - -0.21,pR = 0.003,模型2= 0.33,COGACT R2< 0.01)和COGACT按性别互动不是观察(β=−0.01,CI−0.17至0.16,pR = 0.93,互动2< 0.01)(图1 ceTable 2links.lww.com/WNL/C103)。
COGACT与记忆无关储备在所有参与者(β= 0.04,CI−0.03到0.11),pR = 0.26,模型2= 0.33,COGACT R2= 0.07);然而,COGACT观察性交互(β=−0.11,CI−0.24至0.02,pR = 0.11,互动2= 0.01),揭示女性的趋势(β= 0.06,CI−0.02至0.14,pR = 0.15,模型2= 0.37,COGACT R2= 0.07)和男性没有联系(β=−0.04,CI−0.16至0.08,pR = 0.52,模型2R = 0.28,互动2= 0.02)(图1 deTable 2links.lww.com/WNL/C103)。
APOE4变弱的女性生活方式的活动和认知储备之间的关系
计划二次分析评估协会的活动(大都会和COGACT),性,和APOE4状态在储备(速度和内存)。在女性中,招聘组、诊断和年龄APOE4携带者和非之间的不同(p< 0.01),这样的频率APOE4运营商低波2,和APOE4运营商更有可能是CN和年轻。有APOE4运营商之间的教育差异和非男性(p= 0.04)。
有一个重要的大都会通过性APOE4交互速度储备(β=−0.09,CI−0.22至0.04,pR = 0.17,模型2R = 0.33,互动2= 0.02)。Sex-stratified分析表明APOE4等位基因的存在女性主持大都会和速度储备之间的关系(β= 0.08,CI 0 - 0.15,pR = 0.05,模型2R = 0.37,互动2= 0.08),这样APOE4 noncarrier女性更强的关联大都会和速度储备(β= 0.06,可信区间0.02 - -0.11,pR < 0.01,模型2= 0.42,大都会R2= 0.03)(图2一个)APOE4载体相比,女性(β=−0.03,CI−0.10至0.05,pR = 0.52,模型2= 0.36,大都会R2= 0.02)。没有明显的大都会影响(β= 0.02,CI−0.08至0.11,pR = 0.71,模型2= 0.27,大都会R2< 0.01)或者APOE4基因适度观察男性(β=−0.02,CI−0.12至0.09,pR = 0.74,互动2< 0.01)(图2 b)。大都会通过性APOE4交互记忆储备不显著(β=−0.04,CI−0.14至0.07,pR = 0.48,模型2R = 0.32,互动2< 0.01)(图2中,C和D)。
情节演示大都会和速度之间的关系和记忆储备男性和女性(A和C) (B和D)分层由APOE4载体状态回归协变量的依赖和独立变量在每个面板。
由性COGACT APOE4交互影响速度储备是重要的(β=−0.26,CI−0.63至0.11,pR = 0.16,模型2R = 0.34,互动2= 0.03)。Sex-stratified APOE4基因分析发现,主持COGACT-speed储备之间的关系女性(β= 0.24,可信区间0.03 - -0.44,pR = 0.02,模型2R = 0.37,互动2= 0.01),这样增加了参与COGACT与高速度储备APOE4 noncarrier女性(β= 0.20,可信区间0.07 - -0.32,pR < 0.01,模型2= 0.37,COGACT R2= 0.03)。这种联系并不是观察女性APOE4载体(β=−0.11,CI−0.31至0.09,pR = 0.27,模型2= 0.43,COGACT R2= 0.01)(图3一)。男性,没有发现重大APOE4适度COGACT-speed关系(β=−0.04,CI−0.34至0.25,pR = 0.77,模型2R = 0.28,互动2< 0.01)(图3 b)。
情节演示COGACT和速度之间的关系和记忆储备男性和女性(A和C) (B和D)分层由APOE4载体状态回归协变量的依赖和独立变量在每个面板。
COGACT通过性APOE4交互记忆储备是重要的(β=−0.20,CI−0.50至0.093,pR = 0.18,模型2R = 0.33,互动2= 0.02)。Sex-stratified APOE4适度分析发现了一个女性(β= 0.24,可信区间0.08 - -0.40,pR < 0.01,模型2= 0.34,COGACT R2= 0.02)(图3 c)。有显著关联APOE4 noncarrier女性(β= 0.15,可信区间0.05 - -0.25,pR < 0.01,模型2= 0.34,COGACT R2= 0.03),而一个无意义的COGACT-memory储备协会观察APOE4载体女性(β=−0.10,CI−0.25至0.05,pR = 0.19,模型2= 0.36,COGACT R2= 0.01)(图3 c)。男性APOE4适度COGACT-memory储备不显著(β= 0.05,CI−0.21至0.31,pR = 0.70,模型2R = 0.28,互动2< 0.01)(图3 d)。分析重复扣除那些APOE E2 / E2或E2 / E4基因型,结果并没有改变。
敏感性分析集团(CN vs MCI /广告和种族/民族)
人口统计变量,物理和COGACT措施,由招聘组和域储备分数分层占不同的扫描和MRI序列在eTable 3中做了总结,links.lww.com/WNL/C103。人口统计变量(即调整后的关键。,age, sex, APOE4, education, and diagnosis), there were no significant differences in the memory reserve between the cohorts (p= 0.44)和军团之间的速度储备(p= 0.39)。因为没有明显差异在储备测量基于核磁共振成像扫描仪,没有进一步cohort-stratified进行了分析。
结果并没有改变的敏感性分析分层损伤组。分层分析显示,大都会和速度储备之间的关系主要是由CN参与者(eTable 4,links.lww.com/WNL/C103)。所有报告观察为CN参与者的交互。虽然是一个重要的互动障碍,大都会和记忆之间的关系并没有显著的子群(eTable 4,links.lww.com/WNL/C103)。
损伤状态显著放缓COGACT-speed储备的关系(β= 0.17,可信区间0.01 - -0.33,pR = 0.04,模型2R = 0.32,互动2< 0.01,eTable 5,links.lww.com/WNL/C103)。COGACT和速度储备之间的关系主要是由参与者与MCI和痴呆。障碍不是COGACT-memory储备一个修饰词的关系(β= 0.05,CI−0.08至0.18,pR = 0.45,模型2= 0.31,COGACT R2< 0.01,eTable 5,links.lww.com/WNL/C103)。障碍不是重要主持人reserve-activity通过性APOE4的关系。种族/民族没有任何利益的关系的一个重要主持人(eTables 6 - 7,links.lww.com/WNL/C103)。
讨论
了解生活方式活动和认知储备之间的关系是通过性和APOE4地位需要通知策略对老年痴呆症的预防和临床试验。在目前的研究中,体育活动与速度储备有关女性而不是男性。基于观察到的效应大小的身体活动(大都会)和年龄、身体活动增加2倍,相当于少估计有2.75年的处理速度衰老的女性。身体活动与记忆无关储备在女性或男性。在认知活动积极与速度相关的储备在男性和女性;他们积极与记忆储备只在女性。每个额外的COGACT对应少13年的处理速度老化(10年女性和男性17年)。此外,妇女协会观察被APOE4减毒载体状态,这样APOE4有负面影响女性生活方式的活动和认知储备之间的关系。总体而言,我们的研究表明,性和APOE4载体状态中需要考虑的重要因素之间的关系的有利影响生活方式活动认知储备。
人们普遍认为体育活动所带来的利益的维护和增强大脑完整性通过神经元生长、突触可塑性,基于动物研究或树突棘的增长。28,- - - - - -,30.在当前的研究中,体育活动映射到速度储备,尽管控制了海马体积,总灰质,白质hyperintensities。这些观察结果表明,除了体育活动保持大脑体积,体育锻炼也可以保持大脑健康的其他方面没有捕捉到结构标记,如脑功能网络和脑灌注,重要的处理速度。31日,32这种关系与文献报道一致,有氧运动更经常影响正面介导的过程,执行功能和处理速度等,比hippocampal-mediated流程,如情景记忆。33,- - - - - -,35然而,有氧运动对认知领域的影响并不总是一致的可能是因为人口的差异研究,类型,持续时间和强度。36
与身体活动,仅与速度相关的储备,认知刺激活动,如阅读或一组类与速度和记忆相关的储备。认知活动被假定来帮助保持大脑的完整性4在某种程度上反映了认知需求的具体活动。例如,如果玩卡片游戏使用执行技能,经常玩卡片游戏会带来长期效益认知领域的执行能力。37基于认知活动的性质报道在目前的研究中,纸牌游戏和阅读等,这些活动可能涉及处理速度和记忆功能。然而,反向因果关系不能排除,这样那些更大的速度或内存储备更有可能参与这些类型的认知刺激活动,和这些关系可能在这些不同与正常认知与认知障碍组相比。
物理activity-speed的性别协会(中)和COGACT-memory(观察到只有在女性)可能与男性和女性从事的活动类型。尽管没有打牌和阅读行为的差异观察性,女性比男性更高级别的组做报告类。相反卡片游戏和阅读活动,组的类本质上包含一个社交组件,可能会接触不同的认知能力。
这些性效应可能会进一步修改38通过与APOE4的互动,晚发性广告的主要遗传风险。39有APOE4载体noncarrier女性或男性相比,女性一生有APOE4基因增加了一个广告的风险,40,41小海马调整卷,42,- - - - - -,44更多的病理性脑脊液β淀粉状蛋白质水平和τ,45,46更多的老年斑和神经原纤维缠结后期,47和贫穷的认知。42,43APOE4航母最近,研究表明,女性也有更大的τ负担基于CSF和τPET成像48,49陡峭的认知能力的衰退速度50比女人没有APOE4基因。从这些先前的研究结果是一致的故事正在上演,APOE4可能抑制有益的生活方式活动和认知储备之间的关系,女性独特的效果,本研究中发现的。一些机械的基础可能解释这种独特的减量APOE4载体的女性。例如,女性在绝经后雌激素的生产经验显著减少,从而导致代谢缺陷,最终认知能力下降。APOE4马车加剧的双重打击这些负面影响进一步降低生物能量学燃料的可用性。51
有几个明显的局限性。目前的研究重点是一群生活在曼哈顿北部社区,因此不包括郊区和农村社区居民的活动模式。活动分数来源于自我报告的问卷答案,其中可能包括一定程度的回忆偏倚在报道性或在那些患有认知障碍。值得注意的是,然而,观察到的生活活动和认知储备之间的关联也发现受损组。结构和社会因素,这反映在某种程度上,教育机会和成就,是认知储备的主要决定因素,并不是直接测量或评估。未来的研究与控制活动干预或利用客观活动水平(例如,加速度计)测量身体活动将有助于确定我们的研究结果的有效性。目前的研究仅限于MRI研究参与者自愿。那些志愿者MRI研究一般倾向于自我报告好或非常健康,从而可能限制我们的发现一个更健康的人群。最后,本研究使用了一个观察横断面设计限制对因果关系的结论。
总的来说,本研究的结果可以用来开发基于更精确的生活方式建议性和APOE4的地位。未来的研究需要测试的生活活动和认知储备之间的因果关系,因果关系是由性和APOE4修改。观察这些性——和APOE4-specific协会在社区和种族的队列是一种优势。尽管大型文献修改的生活方式的风险因素的广告,需要更多的研究来建立因果关系更好的通知痴呆预防方法。可能确实是调整生活方式因素的结合需要从事更大的效应,这可能在不同的男人和女人,那些APOE4。
研究资金
WHICAP:数据收集和共享这个项目得到了华盛顿Heights-Inwood哥伦比亚老化项目(WHICAP, PO1AG07232, R01AG037212、RF1AG054023 RF1 AG066107)由国家老龄问题研究所资助(NIA)和由国家医学转化中心,国家卫生研究院,通过授予UL1TR001873数量。这手稿已经被WHICAP回顾调查人员对科学内容和数据解释的一致性与先前WHICAP研究出版物。我们承认WHICAP研究参与者和WHICAP研究和支持人员为本研究的贡献。这个项目,于2018年nih的高级心理测验学认知老化研讨会上被WHICAP执行委员会批准。2019年5月29日收到数据。作者是支持的国家卫生研究院的基金:摩根大通(J.P.和退役军人:AG054617;K.B.C.:一个G06125年3; L.B.Z.: AG047963 and AG054520; S.E.T.: AG050723; and Y.G.: AG061008 and AG059013). N.M.A. was funded by the Intramural Research Program, National Institute on Aging, NIH.
信息披露
作者报告没有披露相关的手稿。去首页Neurology.org/N为充分披露。
附录的作者
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
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- 收到了2021年9月27日。
- 接受的最终形式2022年3月18日。
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