研究者向36對60歲以上的雙胞胎（72名參與者）提供了益生元補劑和安慰劑，並於12周內觀察他們在肌肉功能和認知能力方面的變化。研究最終發現，接受補劑的參與者雖然在肌肉功能方面沒有顯著區別，但在腸道菌群方面有所改善，認知能力也有提升。
隨著全球人口的老齡化，認知衰退和肌肉流失等與年齡相關的病症正在增多，痴呆症的患病率迅速增長。由於這些病症病程長且發展慢，如何經濟有效地預防這些「老年病」成了重要的問題。近日一項研究發現，簡單且廉價的益生元補劑可以改善老年人的記憶力等認知表現。
這項研究於2024年2月29日發表於《自然·通訊》（Nature Communication）雜誌上，由來自英國倫敦國王學院（King』s College London）雙胞胎研究與基因流行病學部門的一支研究團隊完成。
研究者們向36對60歲以上的雙胞胎（72名參與者）提供了益生元補劑和安慰劑，並於12周內觀察他們在肌肉功能和認知能力方面的變化。研究最終發現，接受了補劑的參與者雖然在肌肉功能方面沒有顯著區別，但在腸道菌群方面有所改善，認知能力也有提升。
「這個結果為改善我們老齡人口的大腦健康和記憶帶來巨大的希望。它揭示腸-腦軸（gut-brain axis）的秘密或許能夠提供新的干預方法，讓我們更長壽健康地生活。」該研究的主要作者Mary Ni Lochlainn博士對媒體表示。
利用腸-腦軸干預認知健康
腸-腦軸是指大腦和腸消化道這兩個器官之間的溝通橋樑，其中腸道菌群扮演著重要的角色。近年來的多項研究已經證明：大腦、腸道和菌群三者相互影響並調控生理作用，從腦部早期發育到晚年退行性疾病都與這些機制有著密切關係。
腸與腦的影響通道是雙向的。之前已經有研究發現，腸道菌群能夠刺激腸-腦軸線，從而產生血清素、多巴胺、乙醯膽鹼等神經遞質，對大腦神經中樞產生影響。反過來，神經系統的病變也能夠引起腸道菌群的變化，有研究指出自閉症兒童的腸道菌群與健康兒童有明顯差異。
「隨著年齡的增長，腸道微生物群的抗性降低，因此更容易受到疾病、藥物和生活方式改變的影響，（菌群的）種群豐富度發生變化，在個體間變異性增加。」該研究寫道。
在這一理論的基礎上，該研究透過為老年人補充益生元來探究腸道系統與認知和肌肉功能之間的關係。
據瞭解，益生元（prebiotics）與人們熟知的益生菌（probiotics）有所區別。益生元是天然食物中不易被人體消化的多糖成分，但能夠被腸道菌群（益生菌）用來生長擴張和代謝，是它們的養料和溫床。
大部分益生元屬於水溶性膳食纖維，如低聚果糖（FOS）和低聚半乳糖（GOS），廣泛存在於全穀物、香蕉、綠葉蔬菜、洋蔥等食物中。在本研究中，研究者們向參與者提供了菊粉（insulin）和低聚果糖兩種補劑。
「這些植物纖維即便在經濟困難的情況下仍可以惠及廣泛的人群，而且比較安全且接受度高。」本文的另一名作者Claire Steves教授表示。
之前已經有研究表明，攝入益生元或能提升老年人的肌肉能力和認知表現。雖然鍛鍊已經被證明可以顯著提升認知能力，但與年輕人不同，老年人的體力和精力有限，從事持續體育鍛煉的難度更大。同時，老年人對於蛋白質吸收的效率也相對較低。因此透過益生元等補劑改善肌肉功能成為更具潛力的干預方式。
「給予益生元食品補充劑已被證明可以改善老年人的弗裡德脆弱性標準（Fried frailty criteria，是一系列用以判斷生理脆弱性的標準）中的兩項，即手握力和疲勞，並且提升整體脆弱指數水平。」研究寫道。
除益生元外，研究者們還為所有參與者制定鍛鍊計劃，且提供促進肌肉生長的肌酸（BCAA）補劑，以觀察他們的表現。遺憾的是，接受益生元補劑的參與者們雖然在腸道菌群上產生了不同，但在肌肉表現方面並沒有體現出顯著的提升。
研究者們認為這個結果可能與實驗劑量有關：「這裡呈現的研究結果表明，每天7.5克的劑量足以引起腸道微生物群的變化。但對於健康志願者佇列中的肌肉力量而言，該劑量可能不足以產生臨床上重要的反應。」
此外，他們也表示菊粉/低聚果糖的組合有可能不是影響肌肉健康的最佳益生元，更好的組合需要更多後續研究來探索。
雖然參與者的肌肉能力提升不顯著，但在認知方面卻得到改善。接受益生元補劑的參與者在成對聯想學習測試中犯的錯誤更少。
「這是一個側重於視覺記憶和學習新知識的記憶測試。這項測試的結果也被認為是阿爾茲海默病的早期診斷依據。」研究寫道，「我們的研究發現，認知得分的增加與腸道中放線菌門（一類雙歧桿菌）相對豐度成正相關。」
遠端研究或可提升老年患者參與性
該研究有兩大亮點，分別是採用了雙胞胎研究和遠端研究的方式。前者幫助研究者們對參與者樣本進行控制以得出更有說服力的結果，而後者則有利於克服老年人參與實驗的種種障礙，如因身體原因無法親身參與。
該實驗的樣本來自於TwinsUK佇列，該佇列登記了眾多在英國生活的雙胞胎。由於基因和早期生活環境的相似乃至一致性，雙胞胎在腸道菌群、肌肉能力、認知能力等方面表現出相似性，方便研究者們對變數進行控制。
「這項試驗的一個關鍵優勢是採用了雙胞胎配對隨機分組的設計，結果是在基線上得到非常匹配的兩組，提高了檢測到有意義的因素的可能性並減少了混雜因素。」研究寫道。
而遠端研究則是該研究的另一項優勢。研究者們透過影片、線上認知測試和遠端監控等方式對老年參與者進行研究，不僅讓原來不願意去醫院或者行動不便的老年人能夠參與進來，也顯著降低了實驗成本。
研究者們也承認，遠端研究具有一定弊端。「遠端交付可能會排除那些不具備數字素養或者沒有接觸計算機/平板電腦和/或網際網路的人。這可能會影響那些教育水平較低、貧困程度較高、英語為第二語言和受其他相關因素影響的人群。同時，與親自進行資料收集相比，遠端資料收集可能不太精確。」研究寫道。
參考資料：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46116-y