《GeroScience》：Serum trace element levels and their associations with handgrip strength: a cross-sectional study among non-diabetic older adults in Germany
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本研究旨在探讨血清微量元素（Cu、Fe、I、Mn、Se、Zn）与老年非糖尿病社区人群握力（handgrip strength）的关系。研究人员利用EPIC-Potsdam队列数据，通过多变量回归分析发现，更高的血清锰（Mn）水平与握力降低显著相关，而更高的血清硒（Se）水平则与低握力风险降低相关。该研究揭示了特定微量元素状态与肌肉功能健康的重要关联，为通过营养干预维持老年肌肉健康提供了流行病学证据。
肌肉力量，特别是握力，是评估人体整体健康状况、预测未来行动能力受限、罹患心血管疾病、糖尿病乃至全因死亡率风险的重要指标。随着年龄增长，握力会自然衰退，而这一过程受到包括饮食在内的多种可调节因素影响。在饮食因素中，微量元素扮演着关键角色。铜、铁、碘、锰、硒、锌等微量元素是多种酶的必需组分，广泛参与与肌肉功能相关的生理过程，如抗氧化、抗炎、能量代谢和肌细胞分化。然而，现有关于微量元素状态与肌肉力量关系的研究结论不一，且多数研究仅关注单一微量元素，未能充分考虑多种微量元素之间的相互关联与协同效应。为了填补这一知识空白，并为通过营养策略维持老年肌肉功能提供更精确的指导，一个研究团队开展了一项专门针对社区非糖尿病老年人群的调查。
研究人员利用德国波茨坦欧洲癌症与营养前瞻性调查（EPIC-Potsdam）队列的子研究数据，开展了一项横断面分析。该研究最终纳入了1432名参与者，平均年龄为67岁，其中59%为女性。研究者收集了参与者的血清样本，并使用电感耦合等离子体串联质谱法精确测量了铜、铁、碘、锰、硒、锌这六种微量元素的浓度。握力则通过标准的握力计进行测量。为了分析微量元素与握力的关联，研究者采用了多变量线性回归和逻辑回归模型，并进一步使用贝叶斯核机器回归模型来评估多种微量元素的交互作用和联合效应。
本研究在技术上主要依赖几个关键方法：首先，研究人群来源于大型前瞻性队列EPIC-Potsdam，确保了样本的代表性。其次，通过高精度的电感耦合等离子体串联质谱技术对血清中的六种微量元素进行定量分析，保证了数据的可靠性。再次，采用标准化的握力测量协议，确保了肌肉功能评估的一致性和可比性。最后，运用了先进的多变量统计模型（包括贝叶斯核机器回归）来分析复杂的元素-健康关系。
研究结果
参与者特征
研究参与者的年龄在52至89岁之间，中位年龄为67.0岁。总体平均握力男性为43.2千克，女性为27.4千克，与德国同龄人群的数值相当。握力随年龄增长而下降的趋势在男女中均表现明显。不同微量元素之间的相关性较弱。
血清TE与握力的关联
在多变量线性回归分析中，研究发现更高的血清锰水平与更低的握力存在显著负相关。在调整了年龄、性别、教育、身体质量指数、去脂体重、吸烟、体力活动、饮酒、维生素补充剂使用、患病史和用药情况等一系列混杂因素后，这种负相关依然显著。相反，血清铜、铁、碘、锌水平与握力之间未观察到统计学上的显著关联。通过限制性立方样条回归分析，未发现微量元素与握力之间存在非线性的关联模式。
在逻辑回归分析中，研究采用了年龄和性别特异性阈值来定义“低握力”。结果显示，更高的血清锰水平与更高的低握力风险相关。与此同时，更高的血清硒水平与更低的低握力风险相关。
关于多种微量元素的联合与交互作用，贝叶斯核机器回归分析的结果并未表明这些微量元素对握力存在强烈的交互效应或显著的联合效应。
讨论与结论
这项针对社区非糖尿病老年人群的大型横断面研究首次同时调查了六种微量元素与握力的关系。其主要发现是：血清锰水平与握力呈线性负相关，即锰水平越高，握力越差，且这种关联独立于其他微量元素和多种潜在的混杂因素。此外，高锰水平增加了被归类为“低握力”的风险，而高硒水平则降低了此风险。
对于锰的负相关，研究者从生物学机制上提出了几种可能解释。锰主要在骨骼中蓄积，而骨骼与肌肉之间存在通过肌因子和骨因子进行的交互对话。流行病学研究曾发现血锰水平与骨密度负相关，因此锰对握力的负面影响可能共享了与骨密度下降相似的病理途径。更重要的是，锰在细胞内会在线粒体中积累，高水平的锰会损害氧化呼吸，增加活性氧的产生，并可能触发炎症介质的释放。由于氧化应激和炎症是导致老年人肌肉力量下降的关键因素，锰的这些促氧化和促炎特性可能部分解释了其与握力负相关的现象。此外，锰的吸收与铁状态相关，铁缺乏可能导致锰超载，这提示对于锰水平较高的人群，增加铁摄入可能有助于调节锰水平。
关于硒，本研究发现其与降低低握力风险相关，这与之前一些在老年社区人群中的研究结果一致。研究者指出，硒的有益作用可能在低于中位数的水平时更为明显。近期关于硒转运蛋白（SELENOP）的研究也支持硒状态与肌肉健康密切相关。
值得注意的是，本研究未观察到此前一些研究报告的铜锌比值与握力之间的显著负相关。研究者认为，这种差异可能与研究人群特征（如本研究参与者相对更健康、更年轻）、基线微量元素状态、所使用的协变量集及握力测量指标（绝对握力 vs. 相对握力）不同有关。
该研究的优势包括基于人群的大样本、可靠的微量元素测量方法，以及采用了多种统计模型来分别和联合评估多种元素的影响。局限性则主要在于横断面设计无法确定因果关系，单次测量可能无法完全反映长期暴露，以及可能存在未被测量的残留混杂（如详细的饮食数据）。此外，研究人群主要为德裔，结论推广到其他种族需谨慎。
总之，这项发表在《GeroScience》上的研究提供了强有力的证据，表明在社区非糖尿病的老年人群中，较高的血清锰水平与较低的肌肉力量相关，而较高的硒水平则可能具有保护作用。这些发现将特定的微量元素状态与老年人的肌肉功能健康直接联系起来，强调了在评估和干预老年肌肉衰减问题时，考虑锰和硒等微量元素水平的重要性。这不仅增进了对肌肉衰老机制的理解，也为未来通过精准营养策略（如优化铁摄入以调节锰水平、保证充足的硒摄入）来预防或延缓与年龄相关的肌肉力量下降提供了新的科学依据和潜在靶点。
