铁状态与认知功能关系的研究进展

杜芸　任野萍　王琴



·述评·

铁状态与认知功能关系的研究进展

杜芸任野萍王琴

铁是人体的重要组成元素。铁缺乏和铁过载对人体健康都有一定程度损害。先前的动物和人类研究报道,缺铁不仅表现为贫血,也影响运动性能、心理发展、认知和行为功能，全面降低生活质量。流行病学及临床试验结果证实，慢性肾脏病患者常存在一定程度的铁缺乏。维持铁的充足状态是管理慢性肾脏病贫血的重要措施。该文对近年来有关铁状态与认知功能的研究进行综述，包括不同人群铁状态和认知功能的相关研究及铁状态和认知功能障碍相关的机制等。

铁缺乏；铁过载；慢性肾脏病；贫血；认知功能

铁缺乏是指机体总铁含量降低的状态, 包括铁减少期、红细胞生成缺铁期和缺铁性贫血3个阶段，缺铁是世界范围的一个主要健康问题，影响超过四分之一的世界人口[3]。铁过载是指机体总铁含量升高的状态[4]。认知是一种人类心理活动，是指个体认识和理解事物的心理过程。它包括记忆、语言、视空间、执行、计算和理解判断等方面。认知功能障碍泛指各种原因导致的各种程度的认知功能损害, 从轻度认知功能损害到痴呆。认知功能障碍又称为认知功能衰退、认知功能缺损或认知残疾[5]。现将有关铁状态与认知功能的研究作如下介绍。

一、不同人群铁状态和认知功能的相关研究

1. 儿童及青少年

铁状态和认知功能的关系在儿童及青少年中有广泛的研究，但仍然存在争议。一项针对泰国南部贫困社区427名儿童的研究发现，认知功能随着铁缺乏儿童血红蛋白浓度的增加而提高，但不随着铁充足儿童血红蛋白浓度的改变而改变。这项研究显示了铁缺乏儿童的血红蛋白和认知功能的剂量-反应关系，而在铁充足儿童中无类似现象[6]。可见缺铁引起的认知功能受损，可能独立于贫血而存在。此外，一项针对印度中部某乡村中学100名12～15岁青春期女性的横断面研究发现，与非缺铁的女性相比，缺铁女性学习成绩、智商、心理平衡得分、注意力和集中比分、言语记忆和识别能力均下降[7]。中国医学科学院比较了铁治疗与安慰剂对3岁以下缺铁性贫血儿童精神运动发育和认知功能的影响。他们认为，无明确的证据表明在开始铁治疗后30 d内缺铁性贫血的儿童在精神运动发育和认知功能方面有改善，较长期的治疗效果也尚未清楚。需要进一步行大型随机对照试验与长期随访加以阐明[8]。

2. 育龄女性

WHO估计, 缺铁性贫血影响30%育龄女性,而在美国,约15%的20～49岁女性处于铁缺乏状态，这些数据强调了在发达国家及发展中国家均需注意铁缺乏问题[9]。处于生育年龄的妇女容易发生缺铁，一项有关18～35岁女性的双盲、安慰剂对照、分层干预研究显示，铁状况是影响育龄妇女认知能力的重要因素。贫血的严重程度主要影响认知任务的处理速度，缺铁严重程度影响认知功能的准确性，铁缺乏对认知的影响不仅限于发育中的大脑[10]。考虑到大学生群体在高等教育中认知的需求较高，故需特别关注其缺铁状态。美国加利福尼亚大学的42名非贫血女大学生体内的铁为8.1～24.2 mg/kg，她们均完成了一项标准化的认知测试，结果表明其铁状态与中枢执行功能呈正相关[9]。

3. 老年人

随着年龄增加，即使没有任何病理改变，老年人认知功能障碍的发生率也急剧增加。一项有关大学医院的老年医学门诊的622名老年人的横断面研究结果显示，缺铁性老年人简易智能精神状态检查量表(MMSE)评分较低,此现象也出现在无贫血者中。该研究结果显示，缺铁使认知功能下降,这种影响独立于贫血而存在[11]。另外也有关于铁过载与认知功能的研究，一项有关疗养院贫血老年人的研究显示其有较差的生理和认知功能，铁和MMSE评分之间存在显著负相关，而过氧化物酶活性与MMSE评分之间存在正相关，但铁沉积与氧化应激无关联[12]。但有研究显示不同结果，一项澳大利亚800名老年人的纵向研究显示，异常体铁储存(低或高)不太可能显著影响其认知功能或痴呆的发病率[13]。此外，有学者从巴尔的摩老龄化纵向研究(BLSA)样本中抽取827名老年人进行研究，结果显示较大的红细胞体积与较差的认知功能有关，贫血和炎症似乎不能解释红细胞体积和认知之间的关系，需行进一步的研究以阐明这种关联背后的机制[14]。

4. 慢性肾脏患者

在慢性肾脏病发展的各个阶段，认知功能障碍的发生风险均较高,在血液透析患者中，中到重度认知功能障碍的患病率是普通人的2倍多，这不仅降低了患者的生活质量,而且增加其透析死亡风险[15-16]。然而,慢性肾脏病患者认知功能障碍高患病率的确切原因未明，有研究表明，许多因素包括脑血管疾病、贫血、继发性甲状旁腺功能亢进、透析失衡、尿毒症毒素(ut)、慢性炎症、氧化应激、维生素B12缺乏、肾小球滤过率下降、睡眠障碍等均会导致慢性肾脏病患者的认知功能下降[17-23]。慢性肾脏病患者的缺铁状态主要由慢性失血以及尿毒症肠炎降低肠道对铁的吸收等造成，缺铁可能直接或间接导致慢性肾脏病患者认知功能下降[24]。一项针对缺铁性贫血的非透析慢性肾脏病患者的多中心随机对照研究显示，99例受试者在不接受红细胞生成刺激剂治疗的情况下，被随机分配为接受口服组或静脉注射铁3个月组。结果显示2组血红蛋白的增加情况相似，而接受静脉补铁者的铁蛋白改善情况较口服铁剂者更好，其生活质量提高更明显[25]。

二、铁状态和认知功能障碍相关的机制

铁在氧的运输和储存中起重要作用,也是各种生化过程中的重要辅助因子，包括线粒体电子传递、细胞能量代谢等[6]。铁对激素的生产、蛋白质合成、神经递质合成、儿茶酚胺代谢和DNA合成必不可少[6]。铁是正常神经元代谢所必需的，在神经髓鞘形成、神经递质合成和神经冲动的传导中有重要的生理作用。因此，缺铁可能通过改变大脑的新陈代谢进而影响大脑的认知功能。然而机体中存在过多的铁也可能是有害的，一项有关老年男性总体和长期回忆的研究显示,与中间浓度相比，过低和过高的血清铁含量与总体和长期回忆均呈显著的倒U型关系[26]。随着年龄的增加，大脑的铁积累与许多老年慢性神经系统性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病有关[27]。

三、相关研究中的问题和局限性

通过各种神经心理学检查可以量化地评估个体的总体认知功能和特异的认知域状况，还可以发现某些日常生活中难以觉察的认知功能损害。先前的研究试图确定缺铁与认知功能之间的相关性，但可能由于检测认知的量表缺乏足够灵敏度，故尚未得出确切的结论，因此评估认知的测试需要有一个标准化的方法。此外，铁缺乏、贫血与认知功能障碍等因素间如何相互影响，还存在疑问，均需要在大型的研究中作进一步验证。

四、展望

铁状态对认知功能的影响不仅限于发育中的儿童和青少年，对铁需求量较高的育龄女性以及认知功能处于减退状态的老年人均有一定程度的影响。从慢性肾脏病患者的角度来看，铁状态对认知功能障碍的影响十分重要。认知的改变对教育、职业目标、工作和生活质量有潜在的影响。认知功能障碍的发展是长期过程，在疾病进展的后期特别是认知功能严重障碍后再开始治疗虽仍可能延缓认知功能衰退的进程，但已有的损害多不能逆转。慢性肾脏病患者认知功能障碍的危险因素尚未完全确定,故明确肾功能损害和脑功能之间相互作用的病理生理机制非常重要，需要进行更多的研究来评估相关的潜在危险因素。在肾脏病领域，缺铁状态和认知功能障碍关系的研究较少，如果慢性肾脏病患者认知功能障碍归因于缺铁或贫血的假设被证实,则纠正缺铁状态可能成为改善慢性肾脏病患者认知功能的简单且重要的方法，进而能全面提高其生活质量，也为肾脏病领域开拓了新的研究方向。

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(本文编辑：洪悦民)

Research progress of the relationship between iron status and cognitive function

DuYun,RenYeping,WangQin.

DepartmentofNephrology,theSecondHospitalAffiliatedtoHarbinMedicalUniversity,Harbin150086,China

,RenYeping,E-mail:renyeping123@126.com

Iron is an important element for human body. Iron deficiency and iron overload can cause a certain degree of damage to human health. Previous animal and human studies have reported that iron deficiency not only leads to the manifestation of anemia, but also exerts detrimental effects on motor performance, mental development, cognitive and behavioral function and reduces the overall quality of life. Epidemiological and clinical trials have demonstrated that patients with chronic kidney disease have a certain degree of iron deficiency. Maintaining adequate iron status is a pivotal intervention for the management of anemia in patients with chronic kidney disease. In this paper, research progresses of iron status and cognitive function were reviewed including the relationship between iron status and cognitive function among different populations and the mechanism underlying the relationship between iron status and cognitive function, etc.

Iron deficiency; Iron overload; Chronic kidney disease; Anemia; Cognitive function

简介：任野萍，博士，主任医师，教授，硕士研究生导师，哈尔滨医科大学附属第二医院肾内科主任，从事医疗、教学、科研工作20余年。社会兼职：卫生部血液净化质控中心专家委员会委员、卫生部腹膜透析培育单位主任、黑龙江省卫生厅肾脏病质控中心组长、中国医师协会肾病医师分会常委、黑龙江医学会肾脏病专业委员会主任委员、黑龙江医师协会肾脏病专业委员会副主任委员、中国医院协会血液净化中心管理委员、黑龙江血液净化质控副主任委员、黑龙江省卫生厅医院感染管理血液净化组组长、黑龙江老年医学会血液净化组副组长、黑龙江省中西医结合学会肾脏病专业委员会委员、黑龙江医疗纠纷鉴定专家、黑龙江医疗成果评审专家，研究方向。腹膜透析患者认知功能；腹膜透析患者营养状况。先后在国内外刊物上发表论文60余篇，其中SCI收录文章5篇。

10.3969/j.issn.0253-9802.2016.10.001

黑龙江省卫生计生委科研课题 (2016-041)

150086 哈尔滨，哈尔滨医科大学附属第二医院肾内科硕士研究生(杜芸)，博士研究生(王琴)

，任野萍，E-mail: renyeping123@126.com

2016-07-22)