NutBrain研究揭示饮食、肠道菌群与认知功能的关联

随着年龄增长，如何维持认知功能健全、促进大脑健康，已成为现代医学研究的重要课题之一。近年来，“肠-脑轴”理论的兴起，揭示了饮食、肠道菌群与大脑功能之间存在着千丝万缕的密切联系。越来越多研究表明，饮食模式不仅影响代谢健康，还可能通过调节肠道菌群参与调控脑结构与认知功能。

近期发表于Clinical Nutrition的一项意大利人群研究，基于NutBrain队列，综合探讨了富含抗氧化剂的饮食与健康生活方式如何共同影响老年人的肠道菌群、大脑结构及认知功能。分析显示，高抗氧化饮食联合健康生活方式，可显著提升老年人肠道菌群多样性，改善脑形态学指标与认知功能，为“饮食-肠道-脑轴”的干预策略提供了重要证据。

研究背景：

饮食、肠道菌群与脑健康的潜在联系

在非传染性疾病日益成为全球健康挑战的背景下，坚持健康的饮食与生活方式已成为预防疾病和促进健康的重要基石。大量研究表明，合理营养不仅有助于预防心血管疾病、代谢性疾病和癌症，还在改善心理健康和延缓老年认知下降方面发挥重要作用。其背后机制较为复杂，涉及炎症反应、氧化应激、线粒体功能障碍及表观遗传改变等多个层面。

近年来，“饮食-肠道-大脑轴”的提出，为理解营养、肠道菌群与神经认知功能之间的内在关联提供了重要理论框架。饮食不仅可直接影响机体细胞功能，还可通过塑造肠道菌群结构发挥间接调控作用，而肠道菌群在维持代谢与免疫稳态中至关重要。肠道微生物组成受多种因素调控，其中饮食模式被认为是核心决定因素之一。此外，饮食还可能通过影响大脑体积及其宏微观结构变化，对精神健康与认知功能产生保护作用。

具有抗氧化特性的植物源性营养素，如多酚、类胡萝卜素及多种维生素，被认为在维持脑结构完整性、延缓认知能力下降方面具有潜在保护作用。

然而，尽管已有研究探讨了上述成分对认知功能的影响，但结果仍存在较大异质性；且目前鲜有研究同时探讨高抗氧化饮食联合其他生活方式因素，对肠道菌群多样性、脑形态结构及认知功能的协同作用。

研究结果：

高抗氧化饮食与健康生活方式的多重获益

本研究为NutBrain研究（2019~2023年）的横断面分析，纳入246名65岁及以上无痴呆的社区老年人，开展多维度检测与评估。通过连续3天食物记录评估膳食摄入，并计算膳食总抗氧化能力（ORAC）；采用简易精神状态量表（MMSE）评估整体认知功能（得分越高表示认知功能越好）；通过16S rRNA测序分析粪便样本，评估肠道菌群α多样性、β多样性及菌属丰度；同时采用磁共振成像（MRI）评估脑结构指标，包括全脑体积（TBV）、白质体积（WMV）、灰质体积（GMV）及脑室脑脊液体积（VCSF）。此外，基于饮食ORAC、吸烟状况和体力活动水平构建健康生活方式评分（Hscore），综合分析生活方式因素对健康结局的影响。

研究结果显示，较高ORAC与更健康的肠道菌群结构、脑结构指标及认知功能显著相关，且联合健康生活方式时上述获益更为显著。

（1）肠道菌群更丰富、更健康：

ORAC较高人群的肠道菌群α多样性显著增加，菌群构成也与低ORAC人群存在差异。具体表现为多种与短链脂肪酸产生相关的有益菌属（如Barnesiella、Coprococcus、Ruminococcus、Parabacteroides、Lachnospiraceae NK4A136 group及Clostridia UCG-014 group）丰度在ORAC最高组中显著升高。这些菌属通常与菌群多样性增加、免疫调节、炎症降低及代谢改善相关。

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2）脑结构指标更优：

ORAC最高三分位与更大的全脑体积、白质体积及灰质体积呈显著正相关（P≤0.05），且该关联在坚持规律运动、不吸烟的健康生活方式人群中更为显著。

（3）认知功能与菌群-脑关联显著：

ORAC连续变量与MMSE评分呈显著正相关，Hscore最高三分位与MMSE评分显著正相关（P≤0.05）；肠道菌群α多样性与白质体积呈正相关，与炎症因子IL-6、TNFα呈负相关；ORAC和Hscore均与菌群α多样性呈正相关（图1）。

图1. 肠道菌群α多样性、脑结构指标、炎症标志物、整体认知功能、ORAC与Hscore间具有统计学意义的Spearman相关性热图（P≤0.05）

（4）炎症水平更低：

Hscore与IL-6呈负相关，Barnesiella等有益菌属与炎症因子IL-6、TNFα负相关，与脑容量、MMSE评分正相关。

（5）协同作用更明显：

高抗氧化饮食与健康生活方式结合时，对肠道菌群、脑结构和认知功能的积极影响，显著强于单一高抗氧化饮食的作用（图2）。

图2. ORAC与Hscore评分对脑结构指标、整体认知功能及肠道菌群α多样性指数影响的多元线性回归分析结果（β值及95%CI）

研究启示：高抗氧化饮食与肠-脑轴介导的老年认知保护策略

本研究显示，高抗氧化饮食与肠道菌群多样性升高及特定有益菌属富集显著相关。这些菌属多为短链脂肪酸产生菌，与免疫调节及低炎症状态相关；且部分菌属在抑郁和帕金森病患者中丰度降低，提示其潜在的脑保护作用。

同时，高抗氧化饮食与更大的脑容量显著相关，这一结果与植物性饮食和地中海饮食的研究一致；Hscore的协同效应进一步表明，多种健康生活方式的联合，比单一行为更能维护脑健康。

进一步分析发现，肠道菌群α多样性与白质体积正相关、与脑萎缩指标负相关，Barnesiella等菌属亦与认知功能和脑结构相关，从多个层面印证了“饮食-肠道-脑轴”在老年脑健康中的重要作用。同时，炎症可能是连接三者的关键机制——高抗氧化饮食及健康生活方式可通过降低促炎因子水平，从而减少神经炎症对脑结构的潜在损伤。

需要指出的是，本研究为横断面设计，尚不能推断因果关系。未来仍需前瞻性研究进一步验证这些关联。

综上，高抗氧化饮食与老年人肠道菌群多样性增加、认知功能改善及脑结构优化相关，且在健康生活方式人群中更为显著。该研究提示，精准营养结合健康生活方式，可能成为延缓认知衰退的重要干预策略。

营养小贴士：

几类常见植物源性抗氧化营养素

参考文献：Prinelli F, Mastropietro A, Bernini S, et al. Impacts of an antioxidant-rich diet and lifestyle factors on gut microbiota diversity and brain health: An exploratory analysis from the NutBrain study.Clin Nutr. 2026;58:106585. doi:10.1016/j.clnu.2026.106585