研究者向36对60岁以上的双胞胎（72名参与者）提供了益生元补剂和安慰剂，并于12周内观察他们在肌肉功能和认知能力方面的变化。研究最终发现，接受补剂的参与者虽然在肌肉功能方面没有显著区别，但在肠道菌群方面有所改善，认知能力也有提升。

随着全球人口的老龄化，认知衰退和肌肉流失等与年龄相关的病症正在增多，痴呆症的患病率迅速增长。由于这些病症病程长且发展慢，如何经济有效地预防这些“老年病”成了重要的问题。近日一项研究发现，简单且廉价的益生元补剂可以改善老年人的记忆力等认知表现。

这项研究于2024年2月29日发表于《自然·通讯》（Nature Communication）杂志上，由来自英国伦敦国王学院（King’s College London）双胞胎研究与基因流行病学部门的一支研究团队完成。

研究者们向36对60岁以上的双胞胎（72名参与者）提供了益生元补剂和安慰剂，并于12周内观察他们在肌肉功能和认知能力方面的变化。研究最终发现，接受了补剂的参与者虽然在肌肉功能方面没有显著区别，但在肠道菌群方面有所改善，认知能力也有提升。

“这个结果为改善我们老龄人口的大脑健康和记忆带来巨大的希望。它揭示肠-脑轴（gut-brain axis）的秘密或许能够提供新的干预方法，让我们更长寿健康地生活。”该研究的主要作者Mary Ni Lochlainn博士对媒体表示。

利用肠-脑轴干预认知健康

肠-脑轴是指大脑和肠消化道这两个器官之间的沟通桥梁，其中肠道菌群扮演着重要的角色。近年来的多项研究已经证明：大脑、肠道和菌群三者相互影响并调控生理作用，从脑部早期发育到晚年退行性疾病都与这些机制有着密切关系。

肠与脑的影响通道是双向的。之前已经有研究发现，肠道菌群能够刺激肠-脑轴线，从而产生血清素、多巴胺、乙酰胆碱等神经递质，对大脑神经中枢产生影响。反过来，神经系统的病变也能够引起肠道菌群的变化，有研究指出自闭症儿童的肠道菌群与健康儿童有明显差异。

“随着年龄的增长，肠道微生物群的抗性降低，因此更容易受到疾病、药物和生活方式改变的影响，（菌群的）种群丰富度发生变化，在个体间变异性增加。”该研究写道。

在这一理论的基础上，该研究通过为老年人补充益生元来探究肠道系统与认知和肌肉功能之间的关系。

据了解，益生元（prebiotics）与人们熟知的益生菌（probiotics）有所区别。益生元是天然食物中不易被人体消化的多糖成分，但能够被肠道菌群（益生菌）用来生长扩张和代谢，是它们的养料和温床。

大部分益生元属于水溶性膳食纤维，如低聚果糖（FOS）和低聚半乳糖（GOS），广泛存在于全谷物、香蕉、绿叶蔬菜、洋葱等食物中。在本研究中，研究者们向参与者提供了菊粉（insulin）和低聚果糖两种补剂。

“这些植物纤维即便在经济困难的情况下仍可以惠及广泛的人群，而且比较安全且接受度高。”本文的另一名作者Claire Steves教授表示。

之前已经有研究表明，摄入益生元或能提升老年人的肌肉能力和认知表现。虽然锻炼已经被证明可以显著提升认知能力，但与年轻人不同，老年人的体力和精力有限，从事持续体育锻炼的难度更大。同时，老年人对于蛋白质吸收的效率也相对较低。因此通过益生元等补剂改善肌肉功能成为更具潜力的干预方式。

“给予益生元食品补充剂已被证明可以改善老年人的弗里德脆弱性标准（Fried frailty criteria，是一系列用以判断生理脆弱性的标准）中的两项，即手握力和疲劳，并且提升整体脆弱指数水平。”研究写道。

除益生元外，研究者们还为所有参与者制定锻炼计划，且提供促进肌肉生长的肌酸（BCAA）补剂，以观察他们的表现。遗憾的是，接受益生元补剂的参与者们虽然在肠道菌群上产生了不同，但在肌肉表现方面并没有体现出显著的提升。

研究者们认为这个结果可能与实验剂量有关：“这里呈现的研究结果表明，每天7.5克的剂量足以引起肠道微生物群的变化。但对于健康志愿者队列中的肌肉力量而言，该剂量可能不足以产生临床上重要的反应。”

此外，他们也表示菊粉/低聚果糖的组合有可能不是影响肌肉健康的最佳益生元，更好的组合需要更多后续研究来探索。

虽然参与者的肌肉能力提升不显著，但在认知方面却得到改善。接受益生元补剂的参与者在成对联想学习测试中犯的错误更少。

“这是一个侧重于视觉记忆和学习新知识的记忆测试。这项测试的结果也被认为是阿尔兹海默病的早期诊断依据。”研究写道，“我们的研究发现，认知得分的增加与肠道中放线菌门（一类双歧杆菌）相对丰度成正相关。”

远程研究或可提升老年患者参与性

该研究有两大亮点，分别是采用了双胞胎研究和远程研究的方式。前者帮助研究者们对参与者样本进行控制以得出更有说服力的结果，而后者则有利于克服老年人参与实验的种种障碍，如因身体原因无法亲身参与。

该实验的样本来自于TwinsUK队列，该队列登记了众多在英国生活的双胞胎。由于基因和早期生活环境的相似乃至一致性，双胞胎在肠道菌群、肌肉能力、认知能力等方面表现出相似性，方便研究者们对变量进行控制。

“这项试验的一个关键优势是采用了双胞胎配对随机分组的设计，结果是在基线上得到非常匹配的两组，提高了检测到有意义的因素的可能性并减少了混杂因素。”研究写道。

而远程研究则是该研究的另一项优势。研究者们通过视频、在线认知测试和远程监控等方式对老年参与者进行研究，不仅让原来不愿意去医院或者行动不便的老年人能够参与进来，也显著降低了实验成本。

研究者们也承认，远程研究具有一定弊端。“远程交付可能会排除那些不具备数字素养或者没有接触计算机/平板电脑和/或互联网的人。这可能会影响那些教育水平较低、贫困程度较高、英语为第二语言和受其他相关因素影响的人群。同时，与亲自进行数据收集相比，远程数据收集可能不太精确。”研究写道。

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46116-y