健康男性在尼古丁使用过程中大脑葡萄糖代谢发生改变，而在有害饮酒或问题赌博行为中并未出现这种变化

《Neuroscience Letters》：Altered brain glucose metabolism in nicotine use but not in hazardous alcohol consumption or problem gambling of healthy men

慢性吸烟与脑葡萄糖代谢的关联性研究：基于131名男性前瞻性数据分析，发现吸烟与基底核、丘脑、扣带回及前额叶皮层的葡萄糖代谢异常相关，而酒精消费和赌博行为未显示显著关联，提示尼古丁可能通过特定脑区影响能量代谢。

　　

申承贤|金坤英|金智炫|南贤烨|朱元锡|朴庆俊

韩国昌原市成均馆大学医学院三星昌原医院核医学系

摘要

本研究旨在探讨长期尼古丁使用、饮酒和赌博是否会影响大脑的葡萄糖代谢。我们回顾性分析了2013年（基线期）和2018年（随访期）在三星昌原医院健康促进中心接受体检的131名健康男性的数据。体检内容包括¹⁸F-氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（PET）、烟草使用问卷、酒精使用障碍识别测试（AUDIT；韩文版）以及问题赌博严重程度指数（PGSI）。通过脑部PET扫描，我们将感兴趣区域的平均摄取量按个体比例转换为全球皮层平均摄取量，从而得出标准化摄取值比。我们使用贝叶斯层次建模方法，以区域标准化摄取值比为因变量，烟草使用、AUDIT和PGSI为自变量建立了模型，并调整了年龄因素。所有数据均使用R语言（R统计计算基金会）进行分析。本研究共纳入131名健康男性（基线和随访时的平均年龄分别为43.0±3.4岁和48.1±3.3岁）。烟草使用与尾状核、丘脑、扣带回和额叶的葡萄糖代谢呈负相关，而与小脑的葡萄糖代谢呈正相关；AUDIT和PGSI与区域葡萄糖代谢无显著关联。因此，烟草使用会导致尾状核、丘脑、扣带回、额叶和小脑的葡萄糖代谢发生变化。然而，危险饮酒和问题赌博均与大脑葡萄糖代谢无关。我们的发现可能为了解长期尼古丁使用的神经机制提供新的见解。

引言

2019年全球吸烟者人数为11.4亿[1]。15岁以上男性中当前吸烟者的年龄标准化患病率为32.7%，女性为6.62%[1]。尽管自1990年以来吸烟率显著下降，但吸烟者总数仍在增加[1]。烟草吸烟每年导致全球约600万人过早死亡[2]。大多数与吸烟相关的死亡病例由癌症、呼吸系统疾病和心血管疾病引起[2]。吸烟是中风、失明、耳聋、背痛、骨质疏松症和周围血管疾病的危险因素[2]（见表1）。

香烟成瘾源于烟草中的尼古丁[2]，尼古丁通过肺部进入血液，并穿过血脑屏障到达大脑[3]。这会导致血压升高、葡萄糖释放、呼吸加快、心率增加以及动脉收缩[3]。乙酰胆碱在精神兴奋、学习、记忆和情绪调节中起作用，它与n-乙酰胆碱受体（nAChRs）结合，这些受体分为尼古丁型和毒蕈碱型[3]。尼古丁还与分布在大脑及周围神经系统（包括中脑、纹状体、伏隔核（NAc）、腹侧被盖区、肌肉、肾上腺和心脏）的nAChRs结合[4]。尼古丁的愉悦作用是由于其激活了腹侧被盖区的多巴胺能神经元，这些神经元投射到NAc和前额叶皮层[4]。尼古丁摄入会增加纹状体及纹状体外区域的多巴胺能神经元放电，从而提高多巴胺水平[4]。已有大量研究探讨了吸烟对大脑的影响：与非吸烟者相比，吸烟者的灰质和白质体积有所减少[5],[6],[7]。元分析显示，吸烟者对吸烟相关刺激的纹状体和前扣带回激活增强[8]；此外，吸烟者的眶额皮层、上额回、颞叶和岛叶的连接性也较低[9]。在脑血流量（CBF）方面，前吸烟者的顶叶和枕叶、楔前叶、壳核和岛叶的血流量低于从未吸烟者[10]，而当前吸烟者的CBF与从未吸烟者无显著差异[10]。然而，尼古丁对大脑葡萄糖代谢的长期影响尚未得到评估。尽管之前的MRI研究报道了尼古丁的长期影响，但葡萄糖代谢的变化可能与MRI数据有所不同。¹⁸F-FDG（葡萄糖的结构类似物）可用于反映整体神经元活动[11],[12]。用¹⁸F-FDG测量的神经元活动并不总是直接对应于大脑体积或灌注情况。¹⁸F-FDG可能为尼古丁的长期神经毒性效应提供新的见解。因此，我们旨在研究长期尼古丁暴露（以包年计）对大脑葡萄糖代谢的影响。同时，我们还评估了大脑葡萄糖代谢与饮酒和赌博之间的相关性，因为这些行为会导致灰质体积减少[13],[14]。

参与者

参与者

我们回顾性分析了2013年（基线期）和2018年（随访期）在三星昌原医院健康促进中心接受体检的473名健康男性的数据。排除了患有神经精神疾病（n=5人）、恶性肿瘤（n=3人）以及烟草使用数据、酒精使用障碍识别测试（AUDIT；韩文版）和问题赌博严重程度指数（PGSI）数据缺失（n=302人）的个体。最终分析了131名健康男性的数据。

参与者特征

本研究共纳入131名健康男性（基线和随访时的平均年龄分别为43.0±3.4岁和48.1±3.3岁，p<0.0001）。研究期间体重指数保持稳定（基线时24.8±2.8 kg/m2，随访时24.7±2.7 kg/m2，p=0.6553）。平均烟草暴露量（包年）在基线时为15.5±11.4包年，在随访时为15.1±10.6包年，无显著变化（p=0.6375）。然而，AUDIT评分从基线的11.4±6.1分显著下降至随访时的10.4±6.1分（p=0.0054）。

讨论

主要发现表明，烟草使用会导致尾状核、丘脑、扣带回、额叶和小脑的葡萄糖代谢发生变化。然而，危险饮酒和问题赌博与大脑葡萄糖代谢无关。这些效应在研究期间的5年内（中年阶段）也保持一致。

尾状核在奖励相关条件行为的形成和表达中起作用[23]。

结论

烟草使用会导致尾状核、丘脑、扣带回、额叶和小脑的葡萄糖代谢发生变化。然而，危险饮酒和问题赌博与大脑葡萄糖代谢无关。我们的发现可能为了解长期尼古丁使用的神经机制提供新的见解。

作者贡献声明

申承贤：研究工作。金坤英：数据整理。金智炫：数据分析。南贤烨：数据分析。朱元锡：数据分析。朴庆俊：数据分析、概念构思。

资助

无。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。