心脏代谢好不好、身体够不够壮？大脑结构和神经递质早有“答案”！PLoS Biol新研究解锁脑体健康关联

每次体检关注血压、体重这些指标时，你可能没意识到它们和大脑健康的深层联系。事实上，高血压、体重超标、缺乏运动这些常见问题，不只会影响心脏和代谢功能，还在悄悄改变大脑的结构。如今，心血管病、糖尿病、神经精神疾病等非传染性疾病已成为全球公共健康的主要挑战，它们共享的风险或保护因素，比如饮食、运动、吸烟、睡眠等，虽被学界证实与脑健康相关，但具体如何影响大脑、涉及哪些神经机制，一直缺乏清晰答案——这也让“通过管理躯体健康改善脑健康”的精准干预难以推进。

近日，PLoS Biol发表了一项聚焦脑体健康关联的重要研究，终于为这一谜题提供了关键线索。研究团队从英国生物银行调取了7370名46-81岁受试者的数据，男女各半且年龄严格匹配，避免了性别或年龄偏差对结果的干扰。他们采用正则化典型相关分析结合机器学习框架，既保证了结果的稳定性，又能验证模型的可推广性，最终首次明确识别出两个“躯体健康-脑结构”关联的核心维度，部分结果还在不同人群中得到重复，为理解脑体互动机制打开了新窗口。

图1：研究概述

研究首先锁定的是心脏代谢健康与脑结构的关联，这一关联在男女群体中均稳定存在。具体来看，更好的心脏代谢健康，比如低体脂、正常血压、规律运动等状态，会带来大脑多个区域的皮层厚度和灰质体积变化。皮层厚度方面，岛叶、扣带回皮层、颞叶等与情绪调节、动机加工相关的脑区厚度增加，而初级躯体感觉皮层、额上区等与注意力、执行功能相关的脑区厚度降低；灰质体积方面，初级运动皮层、颞叶等与运动控制、感知相关的脑区体积增加，额叶、顶叶等与高级认知相关的脑区体积降低。这种差异化变化提示，心脏代谢健康可能通过调整不同脑区的结构，来适配躯体的功能需求。

图2：心脏代谢健康潜在维度的载荷（左：皮层厚度；右：灰质体积）

另一个核心维度是身体健壮性与脑结构的关联，这里的身体健壮性主要通过非脂肪量、握力强度和整体健康评分等指标体现。研究发现，这一维度与灰质体积的关联在男女中均稳定，但与皮层厚度的关联仅在男性中显著。男性群体里，更高的身体健壮性会让额上区、岛叶的皮层厚度增加；而在全体受试者中，它会让前扣带回皮层、内侧额上区、眶额叶皮层及颞叶的灰质体积增加。值得关注的是，吸烟、空气污染等因素会明显削弱这种关联，说明不良环境因素可能是男性脑健康的特定威胁。

图3：身体健壮性潜在维度的载荷（左：男性皮层厚度；右：全体灰质体积）

更关键的是，研究还揭示了这两个维度背后的神经递质机制——大脑结构变化并非孤立发生，而是与多种神经递质系统的分布紧密相关。比如，心脏代谢健康相关的皮层厚度模式，与5-羟色胺1a受体、多巴胺转运体、γ-氨基丁酸a受体及乙酰胆碱转运体的皮层分布呈正相关；其灰质体积模式则与多巴胺D2受体正相关，与5-羟色胺1b受体、组胺H3受体负相关。这些神经递质系统本身就调控着进食、情绪、运动等功能，恰好解释了心脏代谢健康与脑功能的联动逻辑。

图4：心脏代谢健康潜在维度的脑结构载荷与神经图谱的关联

身体健壮性相关的脑结构模式，同样关联多个神经递质系统。男性皮层厚度模式与谷氨酸mGluR5受体正相关；全体受试者的灰质体积模式，则与5-羟色胺1a受体、谷氨酸受体（mGluR5、NMDA）、阿片类受体（MOR、KOR）、大麻素CB1受体及γ-氨基丁酸a受体均呈正相关。这些神经递质系统与能量平衡、运动能力、疼痛感知等密切相关，也进一步印证了身体健壮性对脑健康的影响路径。

图5：身体健壮性潜在维度的脑结构载荷与神经图谱的关联

在炎症机制方面，研究还发现心脏代谢健康维度与C反应蛋白显著相关，这种蛋白是反映低级别慢性炎症的核心标志物；而身体健壮性维度仅与该蛋白呈极弱关联。这提示慢性炎症可能是心脏代谢健康影响脑结构的关键中介——比如肥胖、高血压引发的慢性炎症，可能通过改变神经递质系统，进而影响脑区厚度和灰质体积，这也为“通过抗炎干预改善脑健康”提供了直接证据。

值得一提的是，这项研究打破了“健康仅与脑结构指标增加相关”的传统认知。无论是心脏代谢健康还是身体健壮性，都既与部分脑区的皮层厚度或灰质体积增加相关，也与另一部分脑区的指标降低相关。这意味着大脑会通过差异化调整来适应躯体健康状态，而非单一的“变好”或“变坏”。

对普通人来说，这项研究的意义很直观：关注心脏代谢、提升身体健壮性，其实也是在间接保护大脑；对临床领域而言，它支持了脑体健康一体化的理念，未来在神经精神疾病诊疗中，医生或许可以多关注患者的心脏代谢指标或身体健壮性，为治疗提供新思路。随着后续对不同脑区风险或保护因素作用的深入探索，我们有望实现“通过管理躯体健康，精准守护脑健康”的目标。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Nicolaisen-Sobesky E, Maleki Balajoo S, Mahdipour M, et al. Cardiometabolic health and physical robustness map onto distinct patterns of brain structure and neurotransmitter systems. PLoS Biol. Published online November 21, 2025. doi:10.1371/journal.pbio.3003498