楊 斌 張麗芝 陳琦芳 朱熙照 王正春**

（1）寧波大學附屬第一醫(yī)院，寧波 315000；2）寧波大學醫(yī)學部基礎醫(yī)學院，寧波 315211）

近年來，全球范圍內肥胖的發(fā)病率急劇增加，肥胖已成為一個嚴峻的全球公共健康問題［1］。重度肥胖（severe obesity）通常被定義為體重指數(shù)（body mass index，BMI）達到40 kg/m2或更高［2］。BMI是根據(jù)個人身高和體重計算的指標，通過將體重（以千克為單位）除以身高（以米為單位）的平方來計算［3］。重度肥胖及其相關并發(fā)癥對人們的身體和心理健康造成嚴重危害［3］。減重手術（bariatric surgery）又被稱為肥胖手術，是一種通過手術來實現(xiàn)減重和治療肥胖癥的方法。該手術通過改變胃和/或腸道的大小或功能來降低食物攝入量或營養(yǎng)吸收［4］。對于重度肥胖患者，減重手術被認為是實現(xiàn)短期和長期持續(xù)減重、改善并發(fā)癥、降低死亡率以及提高生活質量的唯一干預措施。常見的減重手術包括腹腔鏡可調節(jié)胃束帶術（laparoscopic adjustable gastric banding，LAGB）、Roux-en-Y 胃旁路術（Roux-en-Y gastric bypass，RYGB）、袖狀胃切除術（sleeve gastrectomy，LSG）以及膽胰轉流合并或不合并十二指腸轉位術［5］。這些手術通過不同的方式改變消化系統(tǒng)的解剖和生理機制，從而達到減重的效果。減重手術對于肥胖癥患者來說具有重要意義，它不僅可以幫助他們減重，還可以改善肥胖癥患者的認知功能障礙，提高他們的生活質量。

近年的研究表明，肥胖與認知功能障礙之間存在密切關聯(lián)［6］。其中，肥胖患者往往表現(xiàn)出注意力降低、記憶受損和認知靈活性下降等問題［7］。減重手術通過促進顯著體重減輕和改善與減重相關的健康問題，被認為可以改善接受手術者的認知障礙。減重手術后認知改善的一個假設機制是解決或改善了肥胖相關并發(fā)癥，如2 型糖尿病（type2 diabetes mellitus，T2DM）和高血壓等，這些并發(fā)癥可能導致認知功能障礙［6］。因此，通過減重手術改善這些并發(fā)癥可能帶來認知改善的益處。此外，一些激素如胃饑餓素（ghrelin）、瘦素（leptin）和胰島素不僅參與了食欲控制和代謝過程，還在認知過程中發(fā)揮重要作用。減重手術可以改變這些激素的水平，從而對認知功能產(chǎn)生影響［8］。此外，腸道微生物群是一種存在于胃腸道的復雜微生物群落，對認知和健康起著關鍵作用［9］。減重手術后，可能會引起腸道微生物群組成和多樣性的改變，尤其是與腸-腦軸相關的調節(jié)，這被認為與認知功能障礙密切相關［10］。

本文首先概述了肥胖與認知功能之間的密切關聯(lián)，然后重點綜述了近年來減重手術改善肥胖相關認知損傷的研究進展，包括激素調節(jié)的改變和腸道微生物群的改變等機制。相關機制的理解有助于進一步理解減重手術與認知功能之間的聯(lián)系，并為研究減重干預肥胖問題提供更廣泛的認識。這將有助于制定更有效的干預措施，改善肥胖患者的認知功能，并提升他們的整體健康狀況。

1 過度肥胖是認知功能下降的關鍵因素之一

認知功能是指記憶、注意力和執(zhí)行功能等心理過程。過度肥胖是與認知功能下降密切相關的一個關鍵因素。研究表明，肥胖對大腦結構和功能產(chǎn)生不利影響，可能導致認知功能的降低［11］。過度肥胖可引起慢性炎癥反應、血流紊亂、神經(jīng)損傷以及激素和代謝異常，這些因素都與認知功能下降密切相關，包括注意力減退、記憶受損和認知靈活性降低［12］。既往在歐洲、北美、東亞以及非洲人群中開展的觀察性研究顯示，肥胖癥及其相關代謝紊亂是認知功能損傷與癡呆癥的風險因素［13］。一項基于多種族亞洲人群的分析數(shù)據(jù)的研究表明，過度肥胖與認知功能之間存在獨立因果關聯(lián)［14］。此外，這些肥胖個體的認知障礙在控制潛在混雜因素（如年齡、教育水平和合并疾?。┖笕匀淮嬖凇，F(xiàn)有文獻為肥胖與認知功能之間的關聯(lián)提供了大量證據(jù)。

需要指出的是，肥胖和認知功能損傷之間的關系可能是相互影響的，而不是簡單的因果關系。肥胖和認知功能損傷可能受到共同的生物學因素的影響。例如，慢性炎癥、代謝紊亂和心血管疾病等因素可能同時影響腦部和身體健康，導致肥胖和認知功能損傷的發(fā)生。另外，生活方式和行為習慣對肥胖和認知功能都具有重要影響。不良的飲食習慣、缺乏體力活動、不良的睡眠質量等行為因素可能同時對身體健康和認知功能產(chǎn)生負面影響。還有心理社會因素如壓力、抑郁和社交隔離等可能對肥胖和認知功能產(chǎn)生影響。這些因素可能導致飲食習慣的改變、睡眠質量下降以及認知功能的減退。肥胖可能增加認知功能損傷的風險，同時認知功能損傷可能導致行為和代謝的改變，從而促使肥胖的發(fā)生［15］。需要進一步的研究來深入探究肥胖和認知功能損傷之間的關系及其潛在機制。

1.1 肥胖與注意力減退和認知控制障礙

多項研究表明，肥胖與注意力減退和認知控制障礙之間緊密相關［16］。肥胖個體在維持專注力方面常遇到困難，并容易受到干擾，這對需要持續(xù)集中注意力和多任務處理能力產(chǎn)生負面影響［16］。此外，肥胖與認知功能下降以及神經(jīng)退行性疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ。┑娘L險增加之間也存在關聯(lián)，進一步支持肥胖與注意力減退和認知控制障礙之間的聯(lián)系［17］。綜上所述，肥胖與注意力減退和認知控制障礙密切相關。進一步的研究將有助于更深入地了解這種關系，并為預防和干預肥胖相關的認知問題提供更有效的措施。

1.2 肥胖與記憶障礙

肥胖與記憶障礙之間存在關聯(lián)的研究也日益增多。多項研究表明，肥胖個體在學習和記憶任務中的表現(xiàn)較差［18］，尤其是在需要進行復雜記憶和信息處理的任務中［19-20］。研究發(fā)現(xiàn)，肥胖個體還可能面臨更高的認知衰退風險，如輕度認知障礙和老年癡呆癥［21-23］。

此外，研究表面肥胖與情景記憶障礙有關［24］。情景記憶是指記住特定事件或經(jīng)歷的能力，涉及將記憶中的信息與上下文環(huán)境聯(lián)系起來。研究表明，肥胖個體在情景記憶方面可能存在困難，導致記憶表現(xiàn)較差。肥胖個體可能在信息編碼和檢索方面遇到困難，這意味著他們可能會更難將新的信息存儲到記憶中或者從記憶中檢索出相關的信息［25］。這可能與肥胖對大腦結構和功能的影響有關，包括對記憶相關腦區(qū)的影響［26］。這種記憶問題可能對日常生活的各個方面產(chǎn)生影響。肥胖個體可能在學習新信息時遇到困難，回憶過去的事件時可能面臨挑戰(zhàn)，以及在組織思維和整合信息時可能感到困難［27］。這可能對學習、工作和日常任務的完成產(chǎn)生影響。

盡管肥胖與記憶障礙之間的確切機制還需要進一步的研究，但這些研究結果表明肥胖可能對記憶功能產(chǎn)生負面影響。進一步了解這種關聯(lián)對于制定預防和干預肥胖相關記憶問題的策略具有重要意義，以提高個體的認知健康和生活質量。

1.3 肥胖與認知靈活性下降

認知靈活性是指人們在面對不同情境和任務時，能夠迅速調整注意力、思維和行為的能力。研究表明，肥胖個體可能在認知靈活性方面表現(xiàn)較差，表現(xiàn)為解決問題困難、適應新環(huán)境和產(chǎn)生替代解決方案的困難［28］。認知過程中的這種認知僵化可能阻礙適應性行為和有效決策的進行［29］。認知靈活性下降可能表現(xiàn)為難以適應新情境、切換任務時較為遲緩、固執(zhí)于一種思維方式或行為模式、難以處理多任務等。這可能對日常生活中需要靈活思維和行動的各種情境產(chǎn)生影響，包括學習、工作、社交和問題解決等方面。

有研究通過對正常體重和肥胖個體進行認知靈活性測試，顯示肥胖個體在靈活性任務中的表現(xiàn)較差，表明肥胖與認知靈活性下降之間存在關聯(lián)［29］。另一項研究發(fā)現(xiàn)，肥胖與認知靈活性下降之間的關系可能受到心理健康因素的調節(jié)。研究人員發(fā)現(xiàn)肥胖個體中存在更高的焦慮和抑郁癥狀，這些心理健康問題與認知靈活性的下降相關，這表明心理健康問題可能在肥胖與認知靈活性之間的關系中發(fā)揮著重要的調節(jié)作用［30］。另外，一項關于老年人的研究發(fā)現(xiàn)，中年肥胖對認知靈活性的影響可能會延續(xù)到老年階段。研究人員發(fā)現(xiàn)，中年時期的肥胖與老年時期的認知靈活性下降之間存在持續(xù)的關聯(lián)，這表明肥胖可能對認知靈活性產(chǎn)生長期的影響，即使在老年人群中也是如此［28］。

雖然目前已有一些臨床研究結果支持肥胖與認知靈活性之間的關聯(lián)，但確切的機制和潛在的干預措施仍需進一步研究。這些研究結果對于深入理解肥胖與認知功能關系以及改善肥胖個體的認知靈活性具有指導意義，并為相關干預措施的制定提供支持。

2 肥胖相關認知損傷的機制

過度肥胖可引起慢性炎癥反應、血流紊亂、神經(jīng)損傷以及激素和代謝異常，這些因素都與認知功能下降密切相關。首先，慢性炎癥反應是肥胖患者普遍存在的情況［31］。脂肪細胞分泌的炎癥因子如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白介素-6（interleukin-6，IL-6）可以通過多種途徑進入大腦［31］，導致神經(jīng)炎癥反應，從而損害神經(jīng)元的功能和連接性，進而影響認知功能的正常運作。其次，過度肥胖引起的血流紊亂也可能導致認知功能下降。肥胖者常伴隨心血管疾病，如高血壓和動脈硬化［32］，這些疾病可引起腦血管病變和腦灌注不足，影響大腦的氧供和營養(yǎng)供應，損害腦區(qū)域的功能，可能導致神經(jīng)元損傷和功能異常，進而影響認知功能的正常運作。另外，肥胖引起的激素和代謝異常可能對認知功能產(chǎn)生直接或間接的影響［32］。例如，胰島素抵抗和脂肪組織激素的異常分泌可能干擾神經(jīng)元的功能和正常的神經(jīng)調節(jié)，直接或間接地影響認知過程［33］。此外，過度肥胖常伴有情緒障礙，如自尊心降低、抑郁和焦慮等［34］。這些心理社會因素可能對認知功能產(chǎn)生負面影響，如注意力不集中和記憶力下降［35］。

最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，海馬多巴胺2 型受體（hippocampal dopamine type 2 receptor，hD2R）神經(jīng)元在食物攝入時被激活，并影響食物與場所的聯(lián)系。這些hD2R 神經(jīng)元與嗅內皮層（lateral entorhinal cortex，LEC）和間隔區(qū)（septal area，SA）相連，形成LEC-hD2R-SA神經(jīng)環(huán)路，控制進食行為，防止動物過度進食，調整動物與食物的關系［36］。這些研究強調了大腦在飲食行為和體重方面扮演的復雜角色。了解肥胖對認知功能的影響對于確定改善肥胖個體的認知結果的潛在干預措施，并促進整體健康和個體生活質量至關重要。

綜上所述，過度肥胖作為一個重要的因素，與認知功能下降密切相關。減重手術等干預措施可以通過改善肥胖相關的炎癥反應、血流紊亂和代謝異常等問題，有助于改善認知功能。因此，減重干預對于肥胖者的認知健康具有重要意義。

3 減重手術對肥胖相關的認知障礙的影響

常見的減重手術類型包括RYGB、LSG、LAGB、膽胰轉流合并或不合并十二指腸轉位術。其中，RYGB 和LSG 是臨床應用最廣泛的手術類型［37］。在RYGB 中，一個小的胃袋與小腸連接，繞過胃、十二指腸和近端空腸，這是一個限制性和可逆的過程［37］。在LSG中，胃底部會被垂直切除，留下一個管狀的殘余胃，這個手術通過減小胃的容量來減少食物攝入量，從而達到減輕體重的目的［37］。在臨床實踐中，推薦為BMI≥35 kg/m2且至少有1種合并癥或BMI≥40 kg/m2的患者進行減重手術［38］。盡管減重手術主要以其在減重和改善減重健康方面的有效性而聞名，但新出現(xiàn)的證據(jù)表明它可能 對認知功能產(chǎn) 生影響［39］。Gunstad 等［40］和Alosco 等［41］指出，接受RYGB 手術的患者在短期和長期隨訪中的記憶能力優(yōu)于肥胖對照組。Pearce等［42］發(fā)現(xiàn)，LSG對執(zhí)行功能具有類似的益處。也有報道認為減重手術對認知功能沒有顯著影響［43］。減重手術對認知的影響是一個復雜而廣泛的研究領域，探索減重手術如何影響認知功能具有重要意義。

3.1 減重手術對注意力和執(zhí)行功能的改善

研究發(fā)現(xiàn)，在減重手術后，患者在注意力、執(zhí)行功能和信息處理速度方面表現(xiàn)出改善［44］。減重手術在一些研究中顯示對注意力和執(zhí)行功能的改善有積極的影響［45］。注意力和執(zhí)行功能是認知過程中的重要組成部分，對于日常生活中的注意、集中和決策起著關鍵的作用。一項針對肥胖人群的研究發(fā)現(xiàn)，在接受減重手術后，許多患者在注意力和執(zhí)行功能方面表現(xiàn)出明顯的改善［46］，他們在任務執(zhí)行的準確性和反應時間上表現(xiàn)更好，顯示出更好的認知控制和靈活性［28］。另一項研究通過使用認知評估工具，比較了減重手術前后患者的注意力和執(zhí)行功能，結果顯示，手術后的患者在認知測試中表現(xiàn)出更好的注意力和執(zhí)行功能，包括更好的集中力、注意分配和反應靈敏度［47］。

雖然這些研究結果支持減重手術對注意力和執(zhí)行功能的改善，但需要指出的是，研究結果存在一定的異質性，且仍有一些研究結果不一致。因此，對于注意力和執(zhí)行功能的改善，還需要進一步的研究來確認其效果，并深入探究減重手術對認知功能的潛在機制。此外，注意力和執(zhí)行功能的改善可能受多種因素影響，包括手術類型、術后的營養(yǎng)狀態(tài)、心理健康等，因此需要綜合考慮這些因素的影響。

總的來說，盡管減重手術在一些研究中顯示出對注意力和執(zhí)行功能的改善，但需要更多的研究來深入了解減重手術對認知功能的影響，并確定最佳的治療策略和術后管理，以最大程度地提高患者的認知功能和整體生活質量。

3.2 減重手術對記憶和學習能力的改善

有證據(jù)表明，減重手術可能改善患者的記憶和學習能力［46，48］。一些研究表明，接受減重手術后的患者在記憶和學習方面可能表現(xiàn)出一定的改善。有報道稱，手術后的患者在記憶任務中表現(xiàn)更好，包括詞匯學習、空間導航和工作記憶任務等［47］。另一項研究對手術前后的肥胖人群進行了認知評估，發(fā)現(xiàn)減重手術后的患者在學習和記憶任務中表現(xiàn)出顯著的改善。他們在學習新信息、保持信息和回憶信息方面表現(xiàn)更好［48］。然而，也有一些研究未能觀察到明顯的記憶和學習能力改善。一項系統(tǒng)綜述回顧了減重手術對認知功能的影響，并發(fā)現(xiàn)在記憶和學習方面的改善結果不一致［49］。一些研究顯示手術后的患者在這些認知任務中表現(xiàn)出改善，而其他研究則未觀察到明顯的變化［50］。需要注意的是，減重手術可能對記憶和學習能力產(chǎn)生的影響受到多種因素的影響，如手術類型、術后的營養(yǎng)狀況、心理健康等。此外，個體差異和研究設計的差異也可能解釋了研究結果的不一致性。

綜上所述，盡管一些研究表明減重手術對記憶和學習能力可能有積極的影響，但仍需要更多的研究來進一步了解減重手術對認知功能的影響，并確定其潛在的機制。此外，對于記憶和學習能力的改善，綜合考慮手術后的管理和康復計劃，包括營養(yǎng)補充、心理支持和認知訓練等，可能對提高患者的認知功能和整體生活質量更為重要。另外，減重手術可能有助于預防與年齡相關的認知下降和神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展［51］。

3.3 減重手術對認知靈活性的改善

減重手術可能對認知靈活性產(chǎn)生一定的影響。認知靈活性是指人們在面對不同任務和情境時，能夠靈活調整認知策略和思維方式的能力。它在日常生活中的重要性體現(xiàn)在適應性問題解決、創(chuàng)造性思維和情緒調節(jié)等方面。一些研究發(fā)現(xiàn)，接受減重手術的患者在認知靈活性方面可能表現(xiàn)出改善［47］。減重手術可通過改變大腦中的神經(jīng)途徑和調節(jié)機制，從而對認知功能產(chǎn)生積極的影響。例如，手術后的患者可能表現(xiàn)出更好的認知靈活性，包括任務切換、反應抑制和靈活性思維等方面［52］。一項對肥胖人群進行的研究發(fā)現(xiàn)，減重手術后的患者在認知靈活性測試中表現(xiàn)出更好的表現(xiàn)［52］。他們在任務切換、反應抑制和抽象推理等方面顯示出更高的靈活性［52］。此外，還有一些研究發(fā)現(xiàn)，減重手術后的患者在認知靈活性任務中的執(zhí)行效率和準確性有所提高。他們可能更好地適應任務的需求變化，更快地轉換注意力和思維策略。

需要指出的是，減重手術對認知靈活性的改善可能受到多種因素的影響，如手術類型、手術后的身體狀況、心理狀態(tài)和康復計劃等。此外，個體差異和研究設計的差異也可能解釋了研究結果的不一致性。綜上所述，減重手術可能對認知靈活性的改善產(chǎn)生積極的影響，但仍需要更多的研究來深入了解手術對認知靈活性的具體影響機制，并確定最有效的康復策略，以提高患者的認知靈活性和整體生活質量。

然而，需要指出的是，研究結果存在一定的差異和不確定性。影響認知的因素可能受到個體差異、手術類型、術后遵循的生活方式變化以及營養(yǎng)狀況等多種因素的影響。此外，一些研究發(fā)現(xiàn)，在手術后的一段時間后，認知功能可能出現(xiàn)下降或穩(wěn)定。因此，繼續(xù)的研究和長期的隨訪是必要的，以更好地理解減重手術對認知的影響。

4 減重手術改善肥胖癥認知功能障礙的機制

減重手術改善肥胖癥相關的認知功能障礙可能涉及多種機制（圖1）。潛在機制包括體重減輕、激素調節(jié)的改變（例如胃饑餓素、瘦素）、胰島素敏感性的改善、全身性炎癥的減少以及腸道菌群的變化［39］。減重手術與認知之間的關系是復雜且多因素的，其確切的機制仍在探索中。在這里，將討論減重手術后解決肥胖相關并發(fā)癥、激素變化、腸-腦-軸、炎癥、腦結構和營養(yǎng)因素對認知功能的影響的研究進展。識別這些機制可以幫助發(fā)現(xiàn)干預的新靶點，并為在減重和認知功能方面優(yōu)化患者的結果提供基礎。

Fig.1 Possible mechanisms of cognitive impairment associated with obesity,and bariatric surgery improves obesity-related cognitive impairment and its mechanisms圖1 過度肥胖伴隨的認知障礙及其可能的機制和減重手術改善肥胖相關的認知障礙及其機制

4.1 肥胖相關合并癥的改善

減重手術可以改善與肥胖相關的多種合并癥，如T2DM、心臟病、高血壓、中風、睡眠呼吸暫停、肥胖性肺部疾病和哮喘等，這些合并癥可能通過多種機制對認知產(chǎn)生負面影響。減重手術后，解決或改善肥胖相關并發(fā)癥可能有助于恢復認知功能。具體來說，通過改善糖尿病控制和降低心血管疾病風險等因素，這些疾病的解決可能與手術后的認知改善相關聯(lián)［53］。T2DM 是一種常見的與肥胖相關的合并癥，而減重手術可以顯著改善T2DM的病情［54］。手術后，許多患者的胰島素敏感性得到改善，血糖控制穩(wěn)定，甚至有些患者可以停用糖尿病藥物［55］，這種改善可能與認知功能的恢復有關。此外，減重手術還可以降低心血管疾病的風險，如心臟病、高血壓和中風［56］，這些疾病與認知功能下降有關。通過降低這些風險因素，減重手術可能有助于改善認知功能。

4.2 減重手術引起的激素變化

減重手術后出現(xiàn)的食欲下降被歸因于腸道激素和神經(jīng)肽的變化，這些變化會影響大腦中的飽腹感信號。減重手術會引起個體胃饑餓素、瘦素、胰島素和胃肽樣肽1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）等激素變化，這些變化可能直接或間接地影響大腦，從而影響認知功能和神經(jīng)可塑性［57］。研究表明，減重手術后胃饑餓激素水平下降，從而減少食欲和食物攝入量［58］。此外，術后調節(jié)能量平衡的瘦素可能也會受到影響［8］。胃饑餓素和瘦素等調節(jié)食欲的激素的改變可能通過影響神經(jīng)遞質系統(tǒng)和神經(jīng)保護因子來影響認知功能。胰島素抵抗常與肥胖相關，并與認知功能障礙有關。減重手術改善胰島素敏感性，增強的胰島素敏感性可能改善腦部對葡萄糖的利用和供應，支持神經(jīng)元功能和認知表現(xiàn)［59］。

4.3 減重手術后腸道微生物組成的變化與腸-腦-軸

腸道微生物群是寄居在胃腸道中的各種微生物的群體，對人類健康起著至關重要的作用［60］。研究表明，腸道微生物群的組成和多樣性的改變與各種健康狀況相關，包括肥胖、減重性疾病甚至認知功能障礙［61］。探究減重手術對腸道微生物群的影響可以為腸-腦-軸在減重干預對認知的影響中的潛在作用提供有價值的見解。腸-腦-軸是指腸道微生物組與中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的雙向通信。腸道微生物組會產(chǎn)生影響大腦功能的減重物和神經(jīng)遞質。減重手術會改變腸道微生物組的組成和多樣性，手術后腸道微生物組的這些變化可能導致腸-腦-軸通信的變化，從而影響認知功能，盡管具體機制仍在研究中。

腸道微生物組通過發(fā)酵膳食纖維產(chǎn)生多種減重物和神經(jīng)遞質，這些物質可以影響認知功能和行為［62］。腸道微生物組通過膳食纖維的發(fā)酵產(chǎn)生乙酸、丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs）［63］。這些短鏈脂肪酸具有神經(jīng)活性，可以調節(jié)神經(jīng)信號傳導和神經(jīng)炎癥，被認為與認知功能的改善以及神經(jīng)保護效應有關［64］。腸道微生物組中的乳酸菌屬（Lactobacillus）和雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）被認為可以刺激血清素的產(chǎn)生［65］。血清素在調節(jié)情緒、食欲和睡眠中扮演了重要的角色［66］。腸道微生物組的組成變化可能影響血清素水平，從而影響認知功能和行為。腸道微生物組中的某些細菌能夠產(chǎn)生γ-氨基丁酸（gamma amino butyric acid，GABA）。GABA 被認為參與調節(jié)壓力、焦慮和認知功能［67］。腸道微生物組可以影響多巴胺的產(chǎn)生和信號傳導，從而影響與動機、注意力和學習相關的認知過程［68］。此外，腸道微生物組可以產(chǎn)生神經(jīng)遞質的前體物質，例如色氨酸是血清素的前體物質，酪氨酸是多巴胺的前體物質［69-70］。腸道微生物組的變化可能影響這些前體物質的可用性，從而可能影響神經(jīng)遞質水平和認知功能。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，與LSG 或可調節(jié)胃束帶手術相比，RYGB手術后觀察到最顯著的腸道微生物群變化［71］。在RYGB 手術后的3 個月內，微生物多樣性和豐富度增加，甚至在手術后一兩年仍然持續(xù)增加。革蘭氏陰性菌E.coli的相對豐度在RYGB手術后被發(fā)現(xiàn)增加。與術前相比以及與未進行減重手術的肥胖患者相比，在RYGB手術后觀察到了腸道中擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）和疣微菌門（Verrucomicrobia）（如嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila））增加，以及厚壁菌門（Firmicutes）減少。且RYGB 手術后，擬桿菌屬（Bacteroides）和普雷沃菌屬（Prevotella）比值較高與體重減輕和瘦素水平升高相關［72］。此外，RYGB 術后患者腸道中厚壁菌門（Firmicutes）、梭狀芽胞桿菌（Clostridia）和疣微菌門（Verrucomicrobia）的豐度較低，而γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）的豐度明顯增加。術后減重組的腸桿菌科（Enterobacteriaceae）、梭桿菌科（Fusobacteriaceae）和嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia）的相對豐度顯著增加［73］。為了進一步了解RYGB 手術后體重減輕良好（strong weight loss，SWL）和體重減輕不佳（poor weight loss，PWL）個體之間的微生物組成和功能差異，研究人員使用小鼠模型進行了實驗。結果顯示，盡管兩組小鼠的食物攝入量沒有差異，接受PWL 微生物群移植的小鼠體重增加超過接受SWL微生物群移植的小鼠。此外，與SWL和非手術對照組（non-surgical control group，NSC）的小鼠相比，PWL 組的小鼠腸道中巴恩斯氏菌屬（Barnesiella）的豐度較高。因此，研究人員認為PWL 個體的微生物群獨立于食物攝入量，在RYGB 手術后對體重增加有貢獻［74］。不同研究中觀察到的RYGB 術后的微生物變化并不完全一致，這可能是由于微生物組分析方法的差異（例如，熱釋放測序、宏基因組、逆轉錄定量聚合酶鏈反應（RT-qPCR））、手術后不同的隨訪時間框架、術前存在T2DM和隊列中使用的藥物（例如，質子泵抑制劑、他汀類藥物或抗糖尿病藥物）所致。

有研究報道，無論手術前還是手術后的任何時間點，在接受RYGB 或LSG 手術的患者之間腸道細菌的相對豐度和β多樣性沒有差異，且患者的體重減輕在兩種手術之間是相似的［75］。該研究排除了術前極低熱量飲食（very low-calorie diet，VLCD）的影響，認為肥胖手術本身導致了腸道微生物組成的顯著和持久變化［71］。也有報道表明，RYGB 或LSG 手術后存在不同的腸道微生物群［76-79］。LSG 手術與嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia）、真細菌（Eubacterium）、流感嗜血桿菌（Haemophilus）和經(jīng)黏液真桿菌屬（Blautia）水平較高相關，而RYGB手術則導致韋榮氏球菌屬（Veillonella）、史雷克氏菌屬（Slackia）和氨基酸球菌屬（Acidaminococcus）水平增加。在LSG 受試者中觀察到乳酸桿菌目（Lactobacillales）的相對豐度增加［80-81］，在物種水平上觀察到單形擬桿菌（Bacteroides uniformis）［82-83］和腸道羅斯拜瑞氏菌（Roseburia intestinalis）的增加，以及厚壁菌門［84-85］、雙歧桿菌科（Bifidobacteriaceae）［78，85］和糞球菌（Coprococcus）種［83-84］的減少。Murphy等［77］研究了患有T2DM 的肥胖患者在RYGB 或LSG手術后的腸道菌群變化，在進行基線糞便采樣時，所有患者在過去至少2 周內一直進行VLCD。RYGB 手術后檢測到厚壁菌門和放線菌門（Actinobacteria）增加以及擬桿菌門減少。相反，LSG手術導致擬桿菌門的增加。

總體而言，腸道微生物組產(chǎn)生的物質對認知功能的影響突顯了腸-腦-軸的重要性和腸道與大腦之間的雙向通信。需要進一步研究，以充分了解腸道微生物組及其產(chǎn)物如何影響認知功能和行為的具體機制。

4.4 減重手術降低系統(tǒng)性炎癥標記物變化

肥胖以慢性低度炎癥為特征，這可能對認知功能產(chǎn)生負面影響［86］。減重手術已被證明能夠降低系統(tǒng)性炎癥標志物，如C 反應蛋白（C reactive protein，CRP）和促炎細胞因子［39］。降低炎癥水平可能有助于保護認知功能，促進認知改善。術后的炎癥減少可能通過增強血管健康，從而改善肥胖相關的認知障礙［87］。

4.5 減重手術帶來的腦結構和功能變化

減重手術與腦結構變化相關。研究發(fā)現(xiàn)，減重手術后，在涉及認知控制和獎賞加工的區(qū)域，灰質體積和皮質厚度增加，這些結構變化可能有助于觀察到的認知改善。減重手術伴有大腦中樞系統(tǒng)反應活性的改變，功能性磁共振成像（fMRI）研究結果顯示，減重手術患者術后中樞獎勵系統(tǒng)反應活性降低，而中樞認知控制系統(tǒng)的抑制性控制功能增強［86］。神經(jīng)影像學研究發(fā)現(xiàn)，肥胖造成大腦功能和結構的顯著變化，而減重手術在降低肥胖患者體重的同時，能夠調節(jié)大腦功能異常和促進大腦結構的可塑性變化。減重手術調節(jié)肥胖患者靜息態(tài)網(wǎng)絡功能連接，逆轉大腦結構及功能異常，使其趨向于正常體重者。一些神經(jīng)影像學研究結果顯示，減重手術能夠減少腦萎縮、增強局部神經(jīng)網(wǎng)絡［58］。這些對腦保護作用可能是脂肪因子、腸道激素和腸道微生物的變化，但確切的機制仍需進一步探究?？紤]到該手術在治療T2DM并發(fā)肥胖中的高效性及安全性，作者提出需要進行長期隨訪的隨機對照試驗，從而準確評估減重手術對T2DM相關認知功能障礙（type 2 diabetes related cognitive dysfunction，TDACD）的影響［88］。減重手術還通過改變額-中邊緣回路的功能和結構來影響對食物偏好和認知功能，產(chǎn)生重大影響。

需要注意的是，這些機制在減重手術對認知影響中的相對貢獻尚未完全理解，可能涉及復雜的相互作用。需要進一步研究來闡明這些機制及其在減重手術后觀察到的認知變化中的具體作用。此外，雖然減重手術可能對認知功能的改善有積極的影響，但具體的認知改善程度可能因個體差異而異。其他因素，如手術本身對身體的影響、手術后的生活方式改變、營養(yǎng)狀況和對生活方式改變的遵循程度以及心理因素等，也可能對認知產(chǎn)生影響。因此，在考慮減重手術時，綜合評估和討論這些因素非常重要。

5 總結和展望

肥胖與大腦功能和結構改變有關，包括對外部刺激（即食物線索、味覺和嗅覺）的神經(jīng)反應、靜息狀態(tài)活動和功能連接、大腦激活和認知任務（即沖動性決策、抑制控制、學習/記憶和注意力）中的功能連接［89］。研究表明，肥胖本身與認知障礙有關，包括注意力減退、記憶受損和認知靈活性降低［90］。減重手術是一種旨在幫助嚴重肥胖者實現(xiàn)顯著和持久減重的外科手術，通過減小胃的大小或繞過部分消化系統(tǒng)來實現(xiàn)。盡管越來越多的證據(jù)表明，減重手術對認知功能具有積極影響，但其潛在機制尚未完全闡明，可能涉及復雜的相互作用。目前提出的可能機制包括解決肥胖相關合并癥、激素調節(jié)的變化（如胃饑餓素、瘦素和胰島素）、炎癥改善以及通過腸道微生物群介導的腸-腦-軸的改變等。減重手術與認知之間的關系是復雜且多因素的，涉及各種生理和心理因素，需要進一步研究來闡明這些機制及其在減重手術后觀察到的認知變化中的具體作用。

然而，需要注意的是，盡管諸多研究報道了減重手術后認知功能的改善，但改善的程度和性質存在差異或無顯著變化［47］。這些研究結果的不一致性很可能與現(xiàn)有研究的局限性有關，如樣本量小和潛在混雜因素，譬如年齡、手術前認知狀況、手術類型、術后營養(yǎng)缺乏癥狀以及術后生活方式改變的遵守程度等因素都可能影響結果［50］。因此，為了全面闡明減重手術后認知改善的程度，并確定其中的潛在機制，未來需要進行更大樣本量和更長隨訪期的進一步研究。長期隨訪研究對于了解認知改善在時間上的穩(wěn)定性以及在手術后初始階段是否會出現(xiàn)認知衰退至關重要。另外，使用神經(jīng)影像學技術，如fMRI 和彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI），可以揭示減重手術后大腦結構和功能的變化。這有助于確定涉及觀察到的認知改善的大腦區(qū)域和神經(jīng)網(wǎng)絡。未來需要系統(tǒng)地研究減重手術后腸道菌群的作用及其對認知功能的影響，了解腸道菌群組成和減重產(chǎn)物如何與認知結果相關，以更好地了解激素變化、減重改善及其與減重手術后認知功能的相互作用。