综述：肌肉减少症认知障碍的影像学标志物：一篇叙述性综述

肌肉减少症以进行性肌肉力量、肌肉量及躯体功能下降为特征。轻度认知障碍(mild cognitive impairment, MCI)，亦称轻度神经认知障碍(mild neurocognitive disorder, mNCD)，表现为可测量的认知能力减退，但不显著干扰日常生活独立性，由此可与痴呆相区分。随着全球人口老龄化加剧，这两种疾病均已成为普遍存在的健康问题，明确肌肉减少症患者的认知状态愈发重要。本叙述性综述整合了当前与肌肉减少症认知障碍相关的神经影像学发现，从机制基础与临床意义两方面探讨二者的关联，重点聚焦肌-脑轴(Muscle-Brain Axis)，其为理解影像学标志物如何连接肌肉减少症与认知衰退提供了基础框架。在影像学领域，本文聚焦磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)与正电子发射断层显像(positron emission tomography, PET)，综述其在检测与表征肌肉减少症患者认知障碍中的应用。

引言

欧洲老年人肌肉减少症工作组(European Working Group on Sarcopenia in Older People, EWGSOP)基于肌肉量、肌肉力量与躯体表现提出肌肉减少症的三项诊断标准。肌肉减少症的物理影响（如活动能力下降、跌倒风险升高）已被广泛认知，但新兴研究提示其与认知衰退存在潜在关联。60岁及以上肌肉减少症人群中，认知障碍患病率为9.9%~40.4%。然而，目前仍存在关键知识缺口：其一，连接肌肉减少症与认知障碍的神经生物学机制尚未完全阐明；其二，尽管多种神经影像学技术已用于探究肌肉减少症中的认知改变，但能够特异性表征肌肉减少症相关认知障碍的影像学特征尚未被系统整合。既往荟萃分析显示，合并肌肉减少症的老年人认知衰退风险升高2倍，且合并认知障碍或共病的肌肉减少症患者因慢性脑血管病(chronic cerebrovascular diseases, CCVDs)与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)死亡的风险最高。简易精神状态检查(mini-mental state examination, MMSE)与蒙特利尔认知评估量表(montreal cognitive assessment, MoCA)等神经心理学测验虽被广泛用于认知障碍筛查，但仅能提供认知表现的全局概览，无法揭示介导肌肉减少症与认知衰退关联的潜在脑结构与分子层面改变，因此传统认知评估不足以阐明肌肉退变致脑功能障碍的病理生理机制，针对肌肉减少症背景下认知障碍的无创、整体性检测具有重要临床意义。

检索策略

本研究检索PubMed与Web of Science数据库截至2026年3月的文献，检索词组合包括“sarcopenia”“cognitive impairment”“mild cognitive impairment”“neuroimaging”“MRI”“PET”“white matter hyperintensities”“hippocampus”。纳入标准为：(1)原创研究或综述；(2)研究对象为人类；(3)报告与肌肉减少症或认知障碍相关的神经影像学发现。排除标准为：(1)非英文文献；(2)会议摘要；(3)动物研究。初筛获得约500篇文献，经标题与摘要筛选后最终引用102篇相关文献。鉴于直接针对合并认知障碍的肌肉减少症患者开展神经影像学研究的数量有限，本综述亦纳入一般人群MCI与AD相关研究，并在适用处明确标注向肌肉减少症的外推。本叙述性综述参照SANRA（叙述性综述质量评价量表，Scale for the Assessment of Narrative Review Articles）指南撰写。

肌肉减少症与认知障碍背景下的肌-脑轴解析

累积证据证实认知与运动系统在塑造躯体功能中存在强双向交互，肌-脑轴概括了这种双向关系：肌肉减少症促进认知衰退，而驱动认知障碍的神经因素亦参与肌肉减少症的病理生理过程。

神经因素影响肌肉减少症的分子机制

神经肌肉接头(neuromuscular junctions, NMJs)是连接运动神经元与骨骼肌纤维的关键位点，其持续激活是维持肌肉量与功能的基础。NMJs是年龄相关性肌肉骨骼退变（包括肌肉减少症）发病机制的核心环节。充足的躯体表现依赖神经与肌肉系统的精准协调与通信，该过程由大脑皮层运动区上运动神经元产生动作电位，信号传递至脊髓后角下运动神经元，再经运动神经元轴突传导至NMJs。年龄相关性NMJs退变表现为突触前膜与突触后膜结构紊乱、含神经递质突触小泡数量减少、轴突运输速度受损，这些改变与其他失衡协同诱导年龄相关性肌肉退变，是肌肉减少症的重要发生机制。

靶向脑-肌轴：肌肉减少症对认知障碍的影响

肌肉减少症与认知功能的双向关联日益明确，除神经过程影响肌肉完整性外，肌肉减少症进展亦对认知表现产生有害作用。线粒体功能障碍与肌肉衰老密切相关，是肌肉减少症的核心特征，同时亦是包括认知障碍在内的大多数神经退行性疾病的共同致病机制，表现为代谢受损、呼吸功能紊乱、动力学异常、氧化还原失衡、离子稳态失调及细胞死亡信号异常。骨骼肌线粒体功能障碍可能是连接肌肉退变与认知衰退的上游事件，至少部分通过肌肉脂肪浸润介导，后者与脑加速老化及精神运动速度下降相关。线粒体可能通过两种途径参与肌-脑对话：一是释放循环因子（如肌动蛋白，myokines），其分泌通常依赖线粒体功能；二是可能直接从肌细胞转移至其他组织。收缩的肌纤维可产生并释放肌动蛋白，运动刺激的肌动蛋白分泌是骨骼肌与脑双向通信的关键信号机制，其生理效应受运动时长、强度、频率等关键参数调控。肌动蛋白组(myokineome)指运动应答分泌的肌动蛋白谱，包括鸢尾素(irisin)、组织蛋白酶B(cathepsin B)、成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor 21, FGF-21)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)等，其中多种已被证实具有中枢神经系统效应，可能是规律运动带来认知获益的中介。运动对老年人群认知的有益作用至少部分由肌动蛋白信号介导，表现为前额叶皮层与海马（记忆与认知加工的关键区域）活性升高。收缩的骨骼肌通过直接通路及间接调控BDNF水平影响海马功能，其中组织蛋白酶B是关键中介：运动使其外周水平升高，穿过血脑屏障后刺激BDNF生成，从而促进神经发生并增强记忆与学习。反之，久坐生活方式与肌肉减少症会破坏正常肌动蛋白合成与分泌，进而促进认知障碍与神经退行过程。一项英国生物样本库(UK Biobank)大型研究显示，感觉运动脑区在肌肉减少症特征与认知特征的关联中起中介作用，且局部脑结构是连接这两个领域的介质。

肌肉减少症与认知障碍的临床共病

相较于无肌肉减少症的患者，合并肌肉减少症者罹患MCI与痴呆的概率更高，提示肌肉减少症与认知障碍独立相关。二者共享脑血管疾病、糖尿病、高血压等共同危险因素。与认知完整者相比，MCI患者年龄更大、男性占比更高、受教育程度更低、糖尿病病史比例更高。肌肉减少症本身也与普通人群糖尿病、高血压高风险相关。此外，免疫衰老导致的慢性炎症状态及细胞因子分泌增加可导致不良结局：循环白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)与C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)水平升高与骨骼肌量渐进性丢失、肌力下降及痴呆风险增加相关；血清睾酮水平降低既与肌肉量及肌力下降相关，也是痴呆的独立预测因子。

肌肉减少症的核心驱动因素是肌力丢失，而体力活动不足与康复策略欠佳会进一步限制整体活动水平，加重疾病负担。大量研究证实，体力活动在提升认知功能、维持长期认知稳定中至关重要。一项纳入15项前瞻性队列研究（共33816名基线无痴呆参与者）的荟萃分析显示，较高体力活动水平对后续痴呆发生具有显著保护作用，且保护效应在高活动水平人群中最为突出。因此，体力活动既可改善肌肉减少症与认知障碍预后，也可预防其发病，是研究二者关联的重要方向。综上，现有证据表明肌肉减少症与认知障碍风险升高相关。

肌肉减少症背景下认知障碍的影像学

近期证据显示，肌肉减少症是MCI与阿尔茨海默型痴呆(Alzheimer-type dementia, DAT)的预测因子。PET与MRI等现代影像学技术可检测MCI患者的分子层面病理改变，对研究肌肉减少症背景下的认知障碍具有重要意义。神经影像学的发展实现了活体脑结构与功能改变的探测，目前已知认知障碍与β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)沉积、tau蛋白沉积等分子异常，灰质萎缩、白质损伤等结构改变，以及脑活动功能缺陷相关。

MRI

结构MRI

白质高信号(white matter hyperintensities, WMH)是AD患者结构MRI上的常见表现，已被确立为认知衰退的危险因素，且与躯体衰弱（表现为步速下降、握力降低）相关。一项研究发现，校正混杂因素后，认知障碍患者的WMH总体积与室周下丘脑核(paraventricular hypothalamic nucleus, PVH)体积仍与步速、5次坐站试验(5-STS)时间显著相关；另一项研究显示，与正常对照相比，AD组WMH体积显著更大，肌肉减少症患病率更高，且WMH体积与多认知域表现相关，其中脑室周围高信号(periventricular hyperintensity, PVH)体积与执行功能障碍呈中度相关，肌肉减少症参数（步速、5-STS时间）亦与WMH体积显著相关。记忆门诊患者横断面研究进一步显示，白质高信号与步速及椅子站立表现缺陷相关。上述结果提示，WMH体积变化不仅可用于识别认知障碍，还可能提示更高的肌肉减少症风险。脑白质疏松症指CT上密度降低、T2加权MRI上高信号的皮质下白质改变，伴随高信号与外观正常白质的弥散异常，常见于老年人群，与认知正常、轻度受损或痴呆无关。近期研究指出，皮质灰质分形维数(fractal dimension, FD)是认知衰退的最强预测因子，且可从临床常规采集的高分辨率3D T1加权图像中获取，转化潜力较高。此外，基于纵向全脑3D MRI数据的机器学习算法已被开发用于预测MCI向AD转化。综上，结构MRI显示WMH与灰质改变同时与认知衰退及肌肉减少症风险相关，提示WMH可能是连接二者的共有影像学标志物。

弥散MRI

健康衰老与年龄相关疾病中的认知衰退与皮质“失连接”相关，主要由白质损伤导致远隔皮质区域功能整合能力下降所致。弥散MRI(diffusion MRI, DMRI)可实现活体白质微结构与属性的评估，其弥散指标可敏感捕捉轴索损伤或脱髓鞘相关的结构异常，且正常表现白质的DMRI指数与认知表现的相关性优于传统MRI标志物。弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)研究显示，MCI与AD中灰质与白质均发生病理改变，导致海马、后扣带回、丘脑连接受损，并延伸至后部白质区域，且与认知障碍严重程度相关。中年或晚年中等强度体力活动与海马体积增大及MCI风险降低相关，结合海马是肌动蛋白信号与体力活动的响应脑区，其可能成为构建肌-脑-影像轴的关键起点。DTI主要指标包括平均弥散率(mean diffusivity, MD，量化水分子平均扩散速率)与分数各向异性(fractional anisotropy, FA，反映扩散的方向异质性)。AD患者中已一致报道广泛微结构破坏（扣带束、胼胝体等区域FA降低、MD升高）及结构连接组的拓扑改变；MCI与AD患者均存在白质微结构破坏，但FA异常的空间范围存在差异：AD患者FA降低扩展至枕叶与顶叶，而MCI患者这些区域FA相对保留。目前尚不清楚肌肉减少症是否加速这一进展或遵循独特空间模式，且现有研究多为横断面设计，无法推断因果，需纵向研究明确肌肉减少症相关白质改变先于还是晚于认知障碍发生。除全局汇总指标外，弥散MRI还可表征白质改变的空间分布，基于体素与纤维束示踪的研究已明确多个与认知表现（尤其是执行功能与言语记忆）最密切相关的关键白质束。因此，深入应用DTI评估海马与上述白质区域的完整性，可为肌肉减少症背景下的认知障碍提供重要见解。

体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion, IVIM)成像被用于评估WMH内的微血管与实质微结构改变，以阐明其与认知功能的关联。IVIM采用双指数拟合模型，分离扩散与灌注效应，量化三个参数：D（纯扩散系数）、D*（灌注相关假性扩散）、f（微血管室信号占比）。研究显示，丘脑、杏仁核与海马的IVIM参数可有效区分健康对照与MCI个体，而传统结构指标无法实现这一区分，且结构指标与IVIM参数均可区分对照与AD患者、MCI与AD队列。IVIM未来或可区分肌肉减少症相关认知障碍与其他类型认知障碍，具有研究价值。

功能MRI

功能MRI(functional MRI, fMRI)是推动肌肉减少症背景下学习与记忆相关脑功能区定位研究的重要工具。目前尚未明确肌肉减少症对应的特异性神经心理特征，但语言技能、记忆能力、执行功能等多个认知域均受到显著影响。功能成像研究显示，AD患者颞叶及顶叶关键区域（包括内侧后扣带回皮层、楔前叶，外侧顶上小叶、顶下小叶）灌注降低，与Aβ沉积部位吻合。研究显示抗阻训练可正向调节后扣带回皮层（AD的早期生物标志物）并增强海马连接，提示协调训练与抗阻训练值得在肌肉减少症相关认知障碍研究中重点关注，以明确其对疾病状态下脑结构与功能的潜在有益效应。

静息态fMRI已被用于探究八段锦练习后的脑改变：八段锦练习可诱导低频振荡振幅(amplitude of low-frequency fluctuation, ALFF)的频率特异性改变，经典低频段右侧海马ALFF显著降低，慢5波段双侧前扣带回皮层(anterior cingulate cortex, ACC)ALFF升高。任务相关fMRI研究一致观察到MCI个体记忆编码期间海马过度激活；24周八段锦训练后，与快走组相比，参与者海马ALFF值降低，同时海马体积增大，且右侧海马ALFF降低与MoCA评分改善显著相关，提示局部脑功能与八段锦干预后的认知提升存在潜在关联。上述神经影像学发现提示八段锦可调节海马功能与结构，但直接将这些改变与肌肉减少症参数关联的证据仍有限，需进一步研究。目前基于fMRI的肌肉减少症认知障碍研究相对匮乏，未来可尝试通过体力活动建立肌肉减少症与认知障碍的关联，这是fMRI研究的重要方向。

灌注MRI

血管因素改变是认知障碍的核心机制：脑内皮细胞功能障碍触发病理级联反应，起始于灌注受损与血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)破坏，进而造成脑损伤、加速神经退行性变，最终表现为认知衰退。糖尿病与心脏代谢疾病可引发可逆的微血管损伤与功能障碍，最终进展为不可逆的结构性损伤，临床后果不仅包括视力丧失、肾功能损害、神经病变、心力衰竭，还包括肌肉减少症。因此，大、小脑血管改变被认为是驱动认知障碍的关键因素，在白质穿支血管中尤为突出。脑小血管病(cerebral small vessel disease, CSVD)是血管性认知障碍的首要病因，其MRI特征性表现包括WMH、腔隙灶、脑微出血、血管周围间隙扩大与脑萎缩。

一项针对MCI亚型与健康对照的脑结构与灌注比较研究揭示了共有与特有模式：AD-MCI与皮质下血管性MCI(subcortical vascular MCI, svMCI)均存在颞叶脑血流量(cerebral blood flow, CBF)下降，但萎缩模式不同：AD-MCI表现为海马萎缩，svMCI表现为丘脑与中央后回萎缩。运动训练可调节老年人群（无论是否存在基线认知障碍）的CBF并提升认知表现，未来研究建议评估CBF在运动训练与认知关联中的中介效应。

脑低灌注在血管性认知障碍(vascular cognitive impairment, VCI)的发生发展中起关键作用。动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)是一种无需外源性对比剂与电离辐射即可定性、定量评估CBF的灌注MRI技术，被推荐用于检测结构MRI无法识别的细微灌注改变，从而提升VCI的诊断特异性。研究显示，与拉伸对照组相比，有氧运动(aerobic exercise, AE)组前扣带回皮层CBF显著升高，且记忆改善程度与前扣带回及邻近前额叶皮层CBF升高呈正相关。因此，体力活动可能通过改善微循环同时改善肌肉减少症与认知障碍，有望成为肌肉减少症背景下认知改善的重要途径。

正电子发射断层显像

MCI的神经病理标志包括Aβ斑块与细胞内tau神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFTs)。基于PET的分子成像阐明了AD与MCI中Aβ、tau与神经炎症的复杂交互，有助于明确这些病理是正常衰老的延伸还是独立疾病过程。PET成像进一步表征了神经病理沉积的区域分布，并明确了其与认知衰退、疾病进展及最终神经退行性变的关联。多项研究将上述PET发现延伸至肌肉减少症场景：较低的骨骼肌指数与握力下降通过不同病理通路与脑萎缩相关——肌肉量丢失似乎与Aβ滞留相关，而肌力下降与WMH负荷相关，二者最终均可能导致认知障碍。与早期发现一致，研究观察到较低肌肉量与双侧顶叶、楔前叶、扣带回等关键皮质区的Aβ沉积显著相关。综上，老年人群认知障碍源于复杂的神经病理过程，在肌肉减少症背景下，脑Aβ滞留及灰质、白质改变似乎是认知衰退的关键动态驱动因素。

除Aβ与tau病理外，¹⁸F-氟脱氧葡萄糖(¹⁸F-fluorodeoxyglucose, FDG)-PET被用于测量局部脑葡萄糖代谢，为神经退行性疾病的代谢功能障碍提供洞察。MCI中已一致记录到脑代谢低下，以顶叶后部与颞叶区域降低最为显著，且基线右侧楔前叶代谢低下与纵向记忆衰退速率相关，提示FDG-PET可作为追踪认知变化的预后标志物。综上，PET为肌肉减少症相关认知障碍提供了互补的生物标志物：Aβ与tau PET用于分子病理检测，FDG-PET用于代谢功能障碍评估。但现有证据多为关联性、横断面研究，未来需整合PET与其他成像模式的纵向研究，明确这些分子与代谢改变在肌肉减少症患者中是先于还是晚于认知衰退发生。

局限性与展望

尽管肌肉减少症与认知障碍的机制及临床共病研究已取得显著进展，但肌肉减少症背景下认知障碍的深入研究（尤其是影像学层面）仍有巨大探索空间。首要诊断挑战在于，肌肉减少症相关认知障碍中的Aβ与tau病理亦是路易体痴呆(dementia with Lewy bodies, DLB)、AD等其他痴呆的标志，难以单独分离肌肉减少症的贡献。其次，若干基础问题仍未解决：尚不清楚CBF等影像学标志物是主动参与肌肉减少症认知障碍的发生、加重现有症状，还是仅预测认知衰退轨迹；肌肉减少症严重程度、淀粉样蛋白负荷与认知预后的关系亦未明确。这些知识缺口与方法学局限（包括研究设计异质性、样本量有限）共同限制了现有发现的解释力与外推性。尽管既往研究提示肌肉减少症中脑结构或分子改变与肌肉指标存在关联，但结果不一致，仅能为二者关联的精确病理机制提供部分线索。

鉴于目前缺乏可借助不同成像技术研究肌肉减少症特异性认知障碍的影像学表现，亟需全球协作研究填补领域空白，例如明确肌肉减少症背景下认知障碍的影像学表现、肌肉减少症与认知障碍的影像学层面关联。新兴证据显示，肌肉减少症的特定组分（肌肉量、肌力、步速）与神经影像及病理标志物存在不同关联模式，各亚域与认知障碍背景下的Aβ负荷、WMH、脑萎缩的关系各具特点，是未来研究的重要方向。此外，该新兴领域尚未广泛应用系统检索方案，现有研究多来自亚洲人群，外推至西方队列的普适性尚不明确；针对合并认知障碍的肌肉减少症患者开展的神经影像学研究直接证据有限，多数证据外推自一般人群MCI或AD研究，且矛盾或阴性结果报道不足。未来通过多中心纵向研究、覆盖多元地理人群、获取肌肉减少症人群的直接影像学证据，是填补上述空白的重要方向。

结论

综上，本综述支持在临床与研究层面对肌肉减少症患者开展深入的基于影像学的认知功能评估。结构MRI研究显示白质高信号与灰质改变，弥散MRI揭示海马连接破坏与白质微结构异常，PET检测到Aβ沉积与葡萄糖代谢低下。这些发现有望实现更早的风险识别、指导靶向干预，最终改善同时受累于两种疾病的老年人群的结局。然而，现有证据仍以关联性为主，直接针对肌肉减少症人群的研究较少，外推性局限于亚洲队列之外。从临床角度看，这些影像学发现尚未达到常规应用标准，但有望在未来用于风险识别与干预监测。