Университетски център за изследване на стареенето в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Regenstrief Institute, Inc., Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по медицина, Катедра по обща вътрешна медицина и гериатрия, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по биостатистика, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Университетски център за изследване на стареенето в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Regenstrief Institute, Inc., Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по медицина, Катедра по обща вътрешна медицина и гериатрия, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Университетски център за изследване на стареенето в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по психиатрия, Отдел по обща вътрешна медицина и гериатрия, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ.

Университетски център за изследване на стареенето в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Regenstrief Institute, Inc., Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по медицина, Катедра по обща вътрешна медицина и гериатрия, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по биостатистика, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Университетски център за изследване на стареенето в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Regenstrief Institute, Inc., Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по медицина, Катедра по обща вътрешна медицина и гериатрия, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Университетски център за изследване на стареенето в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ

Катедра по психиатрия, Катедра по обща вътрешна медицина и гериатрия, Медицински факултет на Университета в Индиана, Индианаполис, Индиана, САЩ.

Агенции за финансиране: Подкрепено от Националния институт по диабет и храносмилателни и бъбречни заболявания (R01DK092377) и Националния институт по стареене (R01AG045157, P30AG10133 и U01 NR04508).

Разкриване:: Авторите не декларират конфликт на интереси.

Принос на автора:: Всички автори са допринесли и одобрили съдържанието на ръкописа. Д-р. Clark, Callahan, Unverzagt и Xu допринесоха за научния обхват, интерпретацията на данните и писането. Д-р Сю проведе анализи.

Регистрация на клинично изпитване:: ClinicalTrials.gov идентификатор NCT00298558.

Резюме

Обективен

Да се ​​опишат 10-годишни траектории на когнитивно представяне по клас на индекс на телесна маса (ИТМ) и да се изследват разликите в ИТМ в отговор на паметта, разсъжденията и скоростта на обучение при по-възрастни.

Методи

Това е вторичен анализ на многосайтовото, рандомизирано проучване Разширено когнитивно обучение за независими и жизненоважни възрастни хора. Имаше 701 възрастни възрастни с нормално тегло, 1 081 с наднормено тегло и 902 със затлъстяване (средна възраст 73,6), рандомизирани за обучение по памет, обучение за разсъждения, скорост на обработка или контролна група без тренировки. Участниците завършиха тестове за памет, разсъждения и скорост на обработка. Изходните социодемографски, здравни и хронични болестни мерки бяха включени като ковариати в анализите.

Резултати

10-годишните траектории на паметта, разсъжденията или скоростта на изпълнение на обработката не се различават според състоянието на ИТМ сред участниците, рандомизирани в нетренираното контролно рамо. Ефектът от обучението върху разсъжденията и скоростта на резултатите от обработката не се различава в зависимост от състоянието на ИТМ. Тренировъчният ефект върху резултата от паметта при участници с ИТМ, показващ затлъстяване, обаче е бил само 38% от този, наблюдаван при участници с ИТМ с нормално тегло.

Заключения

Тези анализи на данни от най-голямото проучване на когнитивно обучение, което някога е било проведено, предполагат, че възрастните възрастни със затлъстяване може да са по-малко отзивчиви към обучението по памет.

Въведение

Затлъстяването в средна възраст е свързано с по-високи нива на много хронични заболявания (1) и е съществен рисков фактор за деменция в късния живот (2). Данните от шведския регистър на близнаците например показват, че затлъстяването в средна възраст, определено като индекс на телесна маса (ИТМ) от 30 kg/m 2 или повече на около 43-годишна възраст, е свързано с 3,9 по-големи шансове за деменция приблизително 30 години по-късно ( 3) .

Възрастните със затлъстяване имат повишени нива на циркулиращи възпалителни цитокини и има все повече доказателства, че с течение на времето системното възпаление води до промени в мозъчната структура и функция (4, 5). Въпреки тези доказателства, публикуваните проучвания са до известна степен противоречиви по отношение на връзката между затлъстяването и когнитивните функции при възрастни възрастни (6, 7). Много от тези проучвания обаче трябваше да разчитат само на еднократна мярка на когнитивната функция (напр. Референции (8) до (11). Малко проучвания са успели да изследват дали промяната в когнитивната функция във времето е свързана със затлъстяване и може би нито едно проучване не е изследвало дали затлъстяването променя интервенциите, предназначени да подобрят когнитивните функции при възрастни хора.

Когнитивната дейност или обучение е основаваща се на факти намеса за подобряване на когнитивната функция. Неотдавнашен анализ установи, че самооценяваната честота на когнитивната активност в зряла възраст е положително свързана с когнитивните функции, независимо от възрастта, невропатологията или годините на образование (12). Авторите заключават, че „по-честата когнитивна дейност може да компенсира когнитивната загуба, свързана с невропатологията“ (12). Освен това, рандомизираното контролирано проучване за напреднали когнитивни тренировки за независими и жизнено възрастни (ACTIVE) (13) и други (14, 15) показват, че краткосрочното, целенасочено когнитивно обучение подобрява когнитивните функции при възрастните възрастни (д = 0,25-1,46). По-важното е, че нововъзникващите доказателства сочат, че когнитивното обучение може да намали 10-годишната честота на деменция (16) .

Предвид голямото значение както на затлъстяването, така и на когнитивната дисфункция за общественото здраве и нарастващите доказателства за връзка между състоянието на затлъстяването и мозъчната функция, ние оценихме дали затлъстяването е свързано с когнитивна промяна при участниците в рандомизираното контролирано проучване ACTIVE. Проучването ACTIVE включва 2 802 когнитивно нормални възрастни, пребиваващи в общности и на възраст 65 и повече години, които са били рандомизирани на една от трите интервенции за когнитивно обучение или на контролно рамо без контакт. Използвайки надлъжните данни от ACTIVE, ние изследвахме 10-годишни траектории на когнитивната функция по клас на ИТМ сред тези, рандомизирани в контролното рамо без контакт. Освен това изследвахме дали възрастните хора с нормално тегло, наднормено тегло и затлъстяване реагират по различен начин на когнитивното обучение.

Методи

Източник на данни и извадка от проучване

телесна

КОНСОРТ диаграма на 10-годишните ефекти от напредналото когнитивно обучение за независимо и жизнено напреднало проучване върху познанието и ежедневното функциониране при възрастни хора.

АКТИВНОТО обучение, фокусирано върху паметта, разсъжденията и скоростта на обработка, тъй като предишни изследвания показват, че тези способности показват ранен спад, свързан с възрастта и са свързани с ежедневните дейности. Интервенциите бяха проведени в малки групи в 10-, 60- и 75-минутни сесии в продължение на 5 до 6 седмици. Обучението по памет, фокусирано върху подобряване на словесната епизодична памет чрез инструкции и практика при използване на стратегии. Разумното обучение се фокусира върху подобряване на способността за решаване на проблеми, които съдържат сериен модел. Обучението по скорост се фокусира върху визуално търсене и способността да се обработва все повече информация, представена в последователно по-кратки срокове за проверка.

Данните за допустимост и демографските данни (възраст, пол, раса, образование и семейно положение) бяха събрани в телефонни и лични прожекции. Здравна история (самоотчет за диабет тип 2, миокарден инфаркт, ангина, застойна сърдечна недостатъчност, инсулт, хипертония, висок холестерол и настояща употреба на алкохол), състояние на физическата функция (Кратък формуляр 36) (21), MMSE (19) и когнитивните мерки (вж. по-долу) бяха събрани чрез очни прегледи в индивидуални и малки групи. Депресивните симптоми се измерват с 12-позиционна версия на Центъра за епидемиологични изследвания - скала на депресията (22) чрез въпросник за самоотчитане на изходно ниво.

Затлъстяването се определя от ИТМ (в kg/m 2), изчислено от измерените данни за височината и теглото, получени на изходно ниво. Създадохме класове по нормални (18,5–24,9), наднормено тегло (25–29,9) и затлъстяване (≥30) въз основа на критериите на Световната здравна организация (23). Имаше ограничен брой респонденти с поднормено тегло (н = 30) и респонденти с липсващ ИТМ (н = 88). Тези лица бяха изключени от анализите.

Когнитивни резултати

Статистически анализ

Първо представяме описателни данни за всеки от ковариатите и когнитивните мерки по клас ИТМ. Непрекъснатите променливи се обобщават, като се използват средства и стандартни отклонения. Разликите в трите класа ИТМ бяха оценени с помощта на непараметричния тест на Kruskal-Wallis. Категоричните променливи са представени с помощта на честоти и пропорции. Тяхната връзка с клас BMI беше оценена с помощта на Pearson χ 2 тест.

За да оценим дали моделите на когнитивното представяне с течение на времето се различават по клас на ИТМ сред респондентите от контролната група, използвахме модел на повтарящи се смесени ефекти. Зависимите променливи бяха Blom-трансформирани когнитивни резултати на изходно ниво, непосредствено след теста и 1, 2, 3, 5 и 10 години. Фиксираните ефекти включват време (третирано като категорична променлива, за да позволи нелинеен надлъжен модел), BMI клас и взаимодействие между времето и BMI класа. Значителното време на взаимодействие между класовете на ИТМ показва разлика в надлъжните модели на когнитивното представяне в класовете на ИТМ. Фиксираните ефекти включват и базовите ковариати.

Резултатът е анализ на чувствителността, който включва оценка на MMSE и зрителна острота като допълнителни ковариати P стойности по същество същите като тези, докладвани по-долу. По-нататъшни анализи на чувствителността изследват промяна в ИТМ на 2, 3, 5 и 10-годишно проследяване. Субектите с нормално тегло на изходно ниво са имали относително стабилен ИТМ по време на периода на изследване. Субектите с наднормено тегло на изходно ниво показват среден спад на ИТМ от 0,07 годишно (95% ДИ: 0,03-0,1), докато субектите със затлъстяване на изходно ниво показват среден спад от 0,22 годишно (95% ДИ: 0,18-0,26). Подобно на основните резултати, показани на фигура 2 по-долу, няма разлики в когнитивните функции в класовете на ИТМ при специфични последващи посещения. Отслабването, независимо дали от смърт, оттегляне от обучение или отказ от семейство, не се различава по клас на ИТМ на 1 година. До 10-годишно проследяване смъртта е настъпила при 24,5% от пациентите с нормално тегло спрямо 20,5% от пациентите с наднормено тегло или със затлъстяване. Тази разлика не е статистически значима (P = 0,156). Всички анализи бяха проведени с помощта на SAS 9.3 (SAS Institute Inc, Cary, NC).

Десетгодишни траектории за памет, разсъждения и скорост на обработка при участниците в контролното рамо по нормален начин (н = 177), наднормено тегло (н = 277) и затлъстяването (н = 217) класове индекс на телесна маса.

Резултати

Базовите данни са показани в таблица 1 по клас BMI за пълната проба. На изходно ниво подгрупата със затлъстяване беше по-млада, имаше по-малко средни години образование, беше по-вероятно жена, малцинство и омъжена, имаше по-малка вероятност да пуши или пие алкохол и имаше по-ниска физическа функция, по-големи депресивни симптоми и по-голямо разпространение на хипертония, диабет, исхемична болест на сърцето и висок холестерол. Групата, класифицирана като наднормено тегло, е по-сходна с групата с нормално тегло по отношение на демографските характеристики, но по-подобна на групата със затлъстяване по болестен статус. Изходните когнитивни резултати не се различават по клас на ИТМ с изключение на това, че възрастните възрастни с наднормено тегло и затлъстяване са имали По-добре Резултати от UFOV в сравнение с тези с нормално тегло. За да повторя, нормалното познание трябваше да бъде записано в ACTIVE.

Нормално (н = 701) Наднормено тегло (н = 1,081) Затлъстяване (н = 902) P Наднормено тегло спрямо нормално затлъстяване спрямо нормално затлъстяване спрямо наднормено тегло
Ковариати
Възраст, средна стойност (SD) 74,6 (6,3) 73,9 (5,8) 72,2 (5,1) (13). На Фигура 2 показваме 10-годишната промяна за всеки от когнитивните резултати - композит на паметта (панел A), композитен аргумент (панел B), UFOV (панел C) и DSS (панел D) - адаптиран за ковариатите. Както показват предишни доклади от ACTIVE, участниците в контролното рамо показват подобрения в ранния период на проследяване и по четирите когнитивни мерки. Това беше последвано от значителен спад през по-късните години за всеки от четирите резултата. Нито в коригираните, нито в некоригираните модели няма статистически значима разлика в промяната през 10-годишния период на проследяване по клас на ИТМ. Това важеше и за четирите когнитивни мерки.

Като се обърнем към разликите в класовете тежести в отговорите на когнитивното обучение, Фигура 3 показва ефекта от обучението на паметта върху композитната памет (панел A), обучението за разсъждения върху композиционното мислене (панел B) и скоростта на обучението за обработка на UFOV (панел C) и Резултати от DSS (панел D). Панелите показват коригираните разлики между групите веднага след обучение и след 1 година. В случай на обучение на паметта, възрастните възрастни със затлъстяване са имали статистически значим по-нисък ефект върху тренировката върху съставния резултат на паметта в сравнение с възрастни с нормално тегло при тренировка след 1 година. Това беше вярно и за некоригираните (P = 0,023) и коригиран (P = 0,006) модели. Както е показано на Фигура 3Б, обучението по разсъждения имаше значителен ефект на обучение както след обучение, така и след 1 година. Тренировъчният ефект обаче не се различава при възрастни възрастни с нормално тегло, наднормено тегло или затлъстяване. По същия начин значителният ефект на обучението от скоростта на обработка на обучението върху резултата от UFOV не се различава по клас на ИТМ. Обучението за скорост на обработка не е оказало значителен ефект върху обучението върху резултата от DSS, нито е имало различен ефект върху обучението върху DSS от клас BMI.

Коригирани размери на ефекта на паметта, разсъжденията и скоростта на обучение за обработка на паметта, разсъжденията и скоростта на резултатите от обработката чрез класове индекс на телесна маса с нормално, наднормено тегло и затлъстяване (P стойности за наднормено тегло и затлъстяване в сравнение с нормалните показани вътре в панелите).

Дискусия

Изследвахме траекториите на когнитивното представяне при възрастни хора с нормално тегло, наднормено тегло и затлъстяване, които не са получили когнитивно обучение (т.е. контролна ръка), и сравнихме отговора на обучението при тези, които са получили или памет, разсъждения или скорост на обработка на обучение на тези в контролното рамо. В тази извадка, която изключваше тези, които са имали когнитивно увреждане на изходно ниво, няма значителни разлики в 10-годишните траектории на когнитивното представяне по клас на ИТМ. Освен това не открихме никакви разлики в размерите на ефекта в класовете на ИТМ за разсъждение или скорост на обучение за обработка. Наблюдавахме обаче разлики по клас на ИТМ в ефекта от размера на обучението на паметта върху производителността на паметта след тренировка и 1 година. Тези разлики бяха доста големи. Всъщност размерът на ефекта за участниците със затлъстяване е 0,38, който се наблюдава при участниците с нормално тегло.

Епидемиологичните проучвания обикновено показват, че ИТМ е свързан с когнитивен спад и деменция, но тези проучвания включват възрастни хора със и без когнитивно увреждане на изходно ниво или са изследвали ИТМ в средна възраст за ефектите му върху когнитивните резултати в късния живот (6, 7) Предварително проучване, използващо изходните данни на ACTIVE, не установява връзка между ИТМ и изходно когнитивно представяне (9). Но, както беше отбелязано, възрастните хора с когнитивно увреждане не са имали право да участват в проучването ACTIVE. Въпреки това бяхме изненадани, че не открихме никакви разлики в класа на ИТМ в 10-годишните траектории на когнитивната ефективност в контролното рамо. Парадоксът на затлъстяването се отнася до често съобщаваната констатация, че затлъстяването предпазва от смъртност в по-късен живот (33). Селективното оцеляване и физиологичният резерв са две обяснения за този парадокс. Вероятно възрастните възрастни със затлъстяване без когнитивно увреждане са избрана подгрупа, която не представлява всички възрастни възрастни със затлъстяване. Повторните оценки в представителна извадка от възрастни възрастни със затлъстяване могат да разкрият различни и важни констатации.

Това е първият доклад за реакция на когнитивно обучение от клас ИТМ. Най-големите размери на ефекта в рамките на проучването ACTIVE са от скоростта на обработка на обучението, включително доказателства за намалена 10-годишна честота на деменция (16). В този домейн не открихме никакви разлики в ИТМ в отговор на тренировките за скорост. По същия начин отговорът на обучението по разсъждения изглежда не се различава в зависимост от ИТМ. Като се има предвид голямото разпространение на затлъстяването сред по-възрастното население, това е добра новина за тези, които разпространяват или участват в когнитивно обучение. По-слабият отговор на групата за затлъстяване към тренировки по памет предизвиква известна загриженост. Групата с наднормено тегло също показва тенденция на намален отговор на тренировките за памет, което предполага възможността за връзка доза-отговор между ИТМ и тренировка на паметта. Ако бъде потвърдено, допълнително разследване на източника на този намален отговор и как най-добре да се отговори на това би било важно, като се има предвид, че 71% от по-възрастното население е с наднормено тегло или със затлъстяване (34) .

Тези резултати от обучението по памет могат да са показателни за връзката на затлъстяването с нарушената нервна пластичност. Има сериозни доказателства за ефект на затлъстяването върху възпалението и доказателства за ефект на възпалението върху когнитивната функция. По-специално хипоталамусът е засегнат от системно възпаление, свързано със затлъстяването. В преглед Miller and Spencer (2014) отбелязват, че хипоталамусът е отговорен за широк спектър от физиологични функции, които са взаимосвързани с вниманието, ученето и паметта (35). Дисрегулирането на оста на хипоталамус-хипофиза-надбъбречна жлеза, например, води до хронична хиперсекреция на глюкокортикоиди, което влияе неблагоприятно на хипокампуса и е свързано с нарушения на паметта (35) .

Отговорът на обучението по памет може да бъде по-чувствителен маркер за функционирането на невронния субстрат от общите нива на производителност. Ако е така, това може да представлява друга връзка между затлъстяването и свързаната с възрастта невродегенерация, включително AD. Използвайки данни от съществуващи мета-анализи, Norton et al. изчислява, че свързаният с популацията риск от затлъстяване от АД в Съединените щати е повече от 7% (2). Предвид това въздействие, по-нататъшното проучване на връзката между затлъстяването и системните и централни възпалителни и трофични реакции на когнитивната и физическа подготовка изглежда оправдано.