《Biogerontology》:The L-shaped link between total antioxidant capacity and phenotypic age acceleration: evidence from NHANES 2003–2010
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随着全球人口老龄化加剧,衰老相关慢性疾病风险上升。为探究总抗氧化能力(TAC)与表型年龄加速(PhenoAgeAccel)的关系,研究人员分析 NHANES 2003 - 2010 数据。结果发现 TAC 与 PhenoAgeAccel 呈非线性关联,高 TAC 在特定范围有保护作用,这为延缓衰老提供了新方向。
在全球人口老龄化的大背景下,衰老如同一个难以攻克的堡垒,给公共健康带来了巨大挑战。随着人们寿命的延长和生育率的下降,到 2050 年,全球老年人口预计将占总人口的六分之一。与衰老相关的众多慢性疾病风险也在显著增加,这不仅给老年人的生活质量带来了严重影响,还使社会经济负担日益沉重。据研究,延缓 2.2 年的人口老龄化进程,在未来 50 年可节省约 7 万亿美元的经济成本。
衰老本身是一个复杂的生物学过程,在细胞、组织和器官层面,个体的生理功能和适应能力会逐渐下降。而且,即使是同一年龄段的人,衰老的表现也存在很大差异。因此,寻找能够准确反映个体衰老进程的生物标志物变得尤为重要。近年来,基于临床生物标志物的表型年龄(PhenoAge)受到了广泛关注,它能更全面地评估健康状况,对健康结果的预测也更准确,有助于识别患年龄相关疾病风险较高的人群。
然而,在生物老年学领域,我们对衰老的基本机制仍知之甚少。其中,体内自由基与抗氧化剂之间的失衡是导致衰老的关键因素之一,这种失衡会引发氧化应激(OS),加速细胞损伤,进而推动衰老进程。饮食在调节氧化应激方面起着重要作用,富含抗氧化剂的饮食不仅能有效降低氧化应激水平,还可能降低患年龄相关疾病的风险。总抗氧化能力(TAC)可以量化饮食中抗氧化剂的综合作用,反映食物中各种抗氧化分子之间的协同作用,主要由八种抗氧化维生素(维生素 A、维生素 C、维生素 E、α - 胡萝卜素、β - 胡萝卜素、β - 隐黄质、番茄红素和叶黄素 - 玉米黄质)决定,是评估机体对抗氧化应激能力的重要指标。但 TAC 与表型年龄加速(PhenoAgeAccel,反映表型衰老相对于实际年龄的加速程度)之间的具体关系尚不明确。
为了深入探究这一关系,南华大学附属长沙中心医院的研究人员开展了一项研究。他们利用美国国家健康与营养检查调查(NHANES)2003 - 2010 年的数据,对 16395 名参与者进行了分析。
研究人员采用了多种技术方法。首先,通过主成分分析(PCA)对数据进行降维,评估八种维生素摄入量和 TAC 水平与 PhenoAgeAccel 之间的关系。由于原始变量之间的弱相关性,PCA 未能有效捕捉数据的主要变异性。接着,运用多元逻辑回归模型,在调整了人口统计学、生活方式和临床因素后,研究 TAC 和抗氧化维生素与 PhenoAgeAccel 的关联。此外,还进行了平滑曲线拟合和阈值效应分析,探索 log 转换后的 TAC 与 PhenoAgeAccel 之间的非线性关系,并通过亚组分析评估不同因素对这种关系的影响。
在研究结果方面:
- 参与者特征:根据 PhenoAgeAccel 状态将参与者分为两组,发现两组在年龄、性别、种族、教育水平、BMI 等人口统计学和临床特征上存在差异。PhenoAgeAccel 组的 TAC 水平略低于 PhenoAge 减速 / 停滞组,同时,该组多种抗氧化维生素的摄入量也显著较低12。
- 主成分分析:PCA 结果显示,主成分 1(PC1)和主成分 2(PC2)累计解释的方差为 51.31%,低于有效降维所需的 70% - 85% 的阈值,且两组在 PC1 和 PC2 上的得分散点图有明显重叠,表明 PC1 和 PC2 未能有效区分两组3。
- TAC 与 PhenoAgeAccel 的关联:在未调整和调整模型中,较高的 TAC 均与较低的 PhenoAgeAccel 发生几率呈显著负相关。在调整模型中,TAC 处于第二三分位数的参与者,其 PhenoAgeAccel 的发生几率比第一三分位数的参与者低 11%。log 转换后的 TAC 与 PhenoAgeAccel 也呈显著负相关4。
- 抗氧化维生素与 PhenoAgeAccel 的关联:多种抗氧化维生素的摄入量与 PhenoAgeAccel 的发生几率呈负相关,如 α - 胡萝卜素、β - 胡萝卜素、叶黄素 - 玉米黄质、维生素 A、维生素 C 和维生素 E,但 β - 隐黄质和番茄红素在调整模型中无显著关联5。
- 平滑曲线拟合和阈值效应分析:平滑曲线拟合表明 log 转换后的 TAC 与 PhenoAgeAccel 之间存在非线性关系。阈值效应分析确定了拐点,在拐点以下,log 转换后的 TAC 与降低的 PhenoAgeAccel 发生几率显著相关,而在拐点以上则无显著关联67。
- 亚组分析:亚组分析发现,log 转换后的 TAC 与 PhenoAgeAccel 的关系在大多数亚组中一致,但在性别、吸烟和饮酒方面存在显著的交互作用。男性、吸烟者和饮酒者从较高的 TAC 摄入中获益更多89。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 TAC 与 PhenoAgeAccel 之间存在显著的负相关关系,表明较高的 TAC 可能在延缓生物衰老方面发挥保护作用。多种抗氧化维生素的摄入与降低 PhenoAgeAccel 风险相关,进一步证实了抗氧化剂在衰老过程中的潜在保护作用。TAC 与 PhenoAgeAccel 之间的非线性关系表明,在特定范围内,TAC 的增加对延缓衰老具有显著效果。亚组分析结果提示,不同人群对 TAC 的反应存在差异,这反映了衰老过程的复杂性和个体差异。
这项研究具有重要意义,它为生物老年学领域填补了关键知识空白。研究结果支持了高膳食抗氧化剂摄入(通过 TAC 反映)有助于减缓生物衰老的假设,为制定延缓衰老的干预措施提供了理论依据。然而,研究也存在一些局限性,如横断面研究设计无法推断因果关系,TAC 计算可能受地区差异影响等。未来需要进一步开展高质量的前瞻性研究,以更深入地探究 TAC 在衰老干预中的作用。
该研究成果发表在《Biogerontology》上,为衰老研究领域提供了新的思路和参考,有望推动延缓衰老相关研究的进一步发展,为改善老年人健康状况、减轻社会负担带来新的希望。
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