BMC Medicine Band 20, Artikelnummer: 286 (2022) Diesen Artikel zitierenDie Griffstärke ist ein weit verbreitetes und gut validiertes Maß für die allgemeine Gesundheit, das zunehmend als Indiz für das Risiko für psychiatrische Erkrankungen und Neurodegeneration bei älteren Erwachsenen gilt.Bisherige Arbeiten haben jedoch nicht untersucht, wie sich die Griffstärke auf eine umfassende Reihe von Ergebnissen der psychischen Gesundheit auswirkt, die frühe Anzeichen eines kognitiven Verfalls erkennen können.Darüber hinaus bleibt unbekannt, ob die Gehirnstruktur Assoziationen zwischen Griffstärke und Kognition vermittelt.Basierend auf Querschnitts- und Längsschnittdaten von über 40.000 Teilnehmern der UK Biobank untersuchte diese Studie die Verhaltens- und neuronalen Korrelate der Handgriffstärke unter Verwendung eines linearen Mischeffektmodells und einer Mediationsanalyse.In einer Querschnittsanalyse stellten wir fest, dass eine größere Griffstärke mit einer besseren kognitiven Funktion, einer höheren Lebenszufriedenheit, einem größeren subjektiven Wohlbefinden und weniger Depressions- und Angstsymptomen verbunden war, während zahlreiche demografische, anthropometrische und sozioökonomische Confounder kontrolliert wurden.Darüber hinaus zeigte die Griffstärke bei Frauen stärkere Assoziationen mit den meisten Verhaltensergebnissen als bei Männern.In der Längsschnittanalyse stand die Grundlinien-Griffstärke mit der kognitiven Leistungsfähigkeit bei einer Nachbeobachtungszeit von ~9 Jahren in Beziehung, während der umgekehrte Effekt viel schwächer war.Darüber hinaus waren Ausgangsneurotizismus, Gesundheit und finanzielle Zufriedenheit im Längsschnitt mit der nachfolgenden Griffstärke verbunden.Die Ergebnisse zeigten weit verbreitete Zusammenhänge zwischen stärkerer Griffstärke und erhöhtem Volumen der grauen Substanz, insbesondere in subkortikalen Regionen und temporalen Kortizes.Darüber hinaus korrelierte das Volumen der grauen Substanz dieser Regionen auch mit einer besseren psychischen Gesundheit und vermittelte erheblich ihre Beziehung zur Griffstärke.Insgesamt liefern unsere Ergebnisse unter Verwendung des größten derzeit verfügbaren Neuroimaging-Datensatzes im Bevölkerungsmaßstab die aussagekräftigste Charakterisierung des Zusammenspiels zwischen Griffstärke, psychischer Gesundheit und Gehirnstruktur, was die Entdeckung möglicher Interventionen zur Minderung des kognitiven Rückgangs während des Alterns erleichtern könnte.Die Identifizierung modifizierbarer Risikofaktoren und der neurobiologischen Grundlagen, die die kognitive Funktion erhalten, ist in einer immer älter werdenden Gesellschaft zu einer Priorität der öffentlichen Gesundheit geworden [1].Unter den potenziellen Kandidaten dient die Handgriffstärke, die oft isometrisch mit einem hydraulischen Handdynamometer gemessen wird, als einfach anzuwendendes und validiertes Maß für die Muskelkraft und den allgemeinen Gesundheitszustand in klinischen Umgebungen [2, 3].Immer mehr Beweise zeigen, dass eine geringere Griffkraft als Indikator für die Muskelkraft die Abhängigkeit, Behinderung und Lebensqualität im Alter ernsthaft einschränkt [4, 5].Personen mit schwacher Griffkraft haben ein höheres Risiko für nachteilige gesundheitliche Folgen wie Mobilität, Gebrechlichkeit, Stürze, Krankenhausaufenthalte und Gesamtmortalität [6, 7].Epidemiologische Untersuchungen haben eine schwächere Griffstärke mit einer verminderten kognitiven Funktion und einem erhöhten Risiko für psychiatrische Erkrankungen und Demenz in Verbindung gebracht.Beispielsweise zeigen Untersuchungen im Bevölkerungsmaßstab konsistente Zusammenhänge zwischen maximaler Griffstärke und Leistung bei kognitiven Aufgaben des verbalen Denkens, der Reaktionszeit und des Arbeitsgedächtnisses sowohl in der Allgemeinbevölkerung als auch bei Personen mit Schizophrenie, bipolarer Störung oder Depression [8, 9].Dies stimmt mit experimentellen Studien überein, die eine größere Griffstärke mit motivierten Verhaltensweisen wie Anstrengung und Kraft in Verbindung gebracht haben, die bei psychotischen und affektiven Störungen gestört sind [10, 11].Eine kürzlich durchgeführte gemeindebasierte Studie ergab auch, dass ältere Erwachsene im niedrigsten Quantil der Muskelkraft eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, an depressiven Symptomen und Suizidgedanken zu leiden [12].Darüber hinaus haben metaanalytische Ergebnisse konsequent den prädiktiven Wert der Griffstärke für gesundheitliche Folgen impliziert und ihre entscheidende Rolle als klinisch nützlicher Indikator für die Überwachung kognitiver Beeinträchtigungen und des Fortschreitens neurodegenerativer Erkrankungen hervorgehoben [13,14,15].Trotz dieses Potenzials bleiben erhebliche Lücken in unserem Wissen über die Zusammenhänge zwischen Griffstärke und psychischer Gesundheit.Erstens basierten die meisten Studien zu diesem Thema entweder auf einer kleinen Gruppe umschriebener kognitiver Domänen oder stützten sich auf relativ unempfindliche klinische Maßnahmen, wie die Mini-Mental-State-Untersuchung [14], die subtile kognitive Veränderungen, die früh auftreten, möglicherweise nicht erkennt Altersstufen [16].Durch eine umfassende Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Griffstärke und einem breiten Repertoire an Auswirkungen auf die psychische Gesundheit (einschließlich kognitiver Funktionen, Angst-/Depressionssymptome, subjektives Wohlbefinden und Lebenszufriedenheit), anstatt sich nur auf die Kognition zu konzentrieren, könnte man die Sensitivität von bestimmen Griffstärke auf bestimmte Gesundheitsbereiche.Dies wiederum würde die Früherkennungs- und Interventionsbemühungen für neurodegenerative Erkrankungen unterstützen.Zweitens bleiben die zeitlichen Zusammenhänge zwischen Handgriffstärke und psychischer Gesundheit schlecht charakterisiert, da bestehende Studien größtenteils Querschnittsstudien sind.Obwohl viele Studien davon ausgehen, dass die Grundlinien-Handgriffstärke den zukünftigen kognitiven Rückgang vorhersagt [17], zeigen andere den umgekehrten Zusammenhang [18].Darüber hinaus bestätigte eine kürzlich durchgeführte Studie mit 5995 koreanischen Teilnehmern eine bidirektionale Beziehung zwischen Griffstärke und kognitiven Funktionen, was darauf hindeutet, dass diesen beiden Konstrukten gemeinsame Wege zugrunde liegen [19].Während frühere Arbeiten begonnen haben, die Beziehung zwischen Griffstärke und kognitiver Funktion während des Alterns zu enträtseln, wurde dem zugrunde liegenden Mechanismus relativ wenig Aufmerksamkeit geschenkt.Die Untersuchung, wie das Gehirn die Beziehung zwischen Griffstärke und kognitiver Funktion vermittelt, würde das mechanistische Verständnis altersbedingter Gesundheitsergebnisse während der Seneszenz voranbringen.Noch wichtiger ist, dass es die Entdeckung neuartiger Interventionen erleichtern kann, um den kognitiven Rückgang während des Alterns zu mildern.Angesichts der gut dokumentierten Beweise dafür, dass MRT-abgeleitete Messungen des Volumens der grauen Substanz des Gehirns (GMV) als Indikatoren für zugrunde liegende neuropathologische Veränderungen bei neurodegenerativen Erkrankungen dienen, haben neue Beweise begonnen, die Relevanz des GMV für potenzielle Schutzfaktoren, einschließlich der körperlichen Fitness, zu belegen und Muskelkraft [20,21,22].Dennoch bleiben die Assoziationen zwischen globalem oder regionalem GMV und Griffstärke inkonsistent [23], was teilweise auf eine geringe statistische Aussagekraft aufgrund kleiner Stichprobengrößen zurückzuführen sein kann.Entscheidend ist, dass eine groß angelegte Untersuchung sowohl mit sensiblen Maßen für Verhaltensergebnisse als auch mit bildgebenden Indizes des Gehirns erforderlich ist, um umfassend (1) die Verhaltensrelevanz der Griffstärke festzustellen, (2) die Richtung zu entwirren, (3) die neurobiologischen Korrelate zu enträtseln, und (4) die Vermittlungsrolle dieser Gehirn-Biomarker zu untersuchen.Um diese Lücken zu schließen, untersuchen wir die Verhaltens- und neuronalen Signaturen der Griffstärke in einer der größten Neuroimaging-Kohorten im Populationsmaßstab, der UK Biobank [24,25,26].Anhand von Daten von über 40.000 Teilnehmern stellen wir zunächst fest, wie die Griffstärke mit insgesamt 30 psychischen Verhaltensphänotypen zusammenhängt.Basierend auf Längsschnittdaten bestimmen wir weiter die Richtung dieser Assoziationen.Anschließend untersuchen wir, wie die Griffstärke mit dem globalen und regionalen GMV zusammenhängt, und quantifizieren das Ausmaß, in dem ihre neurobiologischen Korrelate mit den Auswirkungen auf die psychische Gesundheit korrelieren.Schließlich untersuchen wir, ob GMV irgendwelche Assoziationen zwischen Griffstärke und psychischen Gesundheitsergebnissen vermittelt.Das UK Biobank-Projekt ist eine prospektive Kohortenstudie im Bevölkerungsmaßstab mit > 500.000 Teilnehmern aus ganz Großbritannien [26].Zwischen 2006 und 2010 erhielten alle Teilnehmer eine Baseline-Bewertung, die eine Vielzahl von phänotypischen und gesundheitsbezogenen Informationen sammelte (Baseline-Besuch) [24].Seit 2014 wird eine Teilstichprobe von Teilnehmern erneut in vier Assessment-Zentren eingeladen, um eine Bildgebung des Gehirns und eine umfangreiche Reihe von Verhaltenstests (Bildgebungsbesuch) durchzuführen.Beim Baseline-Besuch wurden keine bildgebenden Daten des Gehirns gesammelt, und einige Verhaltensmessungen (z. B. Vervollständigung von Matrixmustern, Erstellen von Spuren, Substitution von Symbolziffern) waren nicht verfügbar.Da ein primäres Ziel der aktuellen Studie darin besteht, die neurobiologischen Grundlagen der Griffstärke und die Vermittlungsrolle von GMV zu untersuchen, beschränkten wir die Hauptanalyse auf Daten aus dem Bildgebungsbesuch, obwohl es beim Basislinienbesuch mehr Probanden gab.Gemäß früheren UK Biobank-Studien [8, 27, 28] schlossen wir Teilnehmer aus, die über eine der aufgeführten schweren neurologischen Erkrankungen/Vorfälle berichteten (Zusätzliche Datei 1: Tabelle S1).Zusätzliche Ausschlusskriterien waren fehlende MRT- oder relevante Verhaltens-/demografische Daten.Da nicht-weiße Teilnehmer ~3 % dieses Datensatzes ausmachen, haben wir nur weiße Teilnehmer in die aktuelle Studie zur weiteren Analyse aufgenommen.Insgesamt umfassten die Verhaltensanalysen eine Stichprobe von 9960–42.764 Teilnehmern pro spezifischer Verhaltensmetrik.In den Längsschnittanalysen betrug die Anzahl der Teilnehmer 3152–40.784 (Alter bei Studienbeginn = 55,25 ± 7,54 Jahre, Spanne = 40–70).In den bildgebenden Analysen des Gehirns betrug die Anzahl der Teilnehmer 37.509–37.565, 51 % Frauen, im Alter von 64,21 ± 7,71 Jahren (Bereich: 45–82), und 48 % hatten einen Hochschulabschluss (Abb. 1 und Zusatzdatei 1). : Abb. S1).Flussdiagramm, das die Kriterien für die Auswahl der Proben sowie die vier in der aktuellen Studie durchgeführten Analysen veranschaulicht.Anhand von Daten von über 40.000 Teilnehmern stellen wir zunächst fest, wie die Griffstärke mit insgesamt 30 psychischen Verhaltensphänotypen zusammenhängt.Basierend auf Längsschnittdaten bestimmen wir weiter die Richtung dieser Assoziationen.Anschließend untersuchen wir, wie die Griffstärke mit dem regionalen GMV zusammenhängt, und untersuchen, ob der GMV irgendwelche Zusammenhänge zwischen der Griffstärke und den Auswirkungen auf die psychische Gesundheit vermitteltT1-gewichtete MPRAGE-Daten wurden auf einem 3T-Siemens-Skyra-Scanner unter Verwendung einer standardmäßigen 32-Kanal-Kopfspule erfasst.Die detaillierten Parameter waren: Auflösung: 1 × 1 × 1 mm, Sichtfeld (FOV): 208 × 256 × 256 Matrix, Dauer: 5 min.Die GMV-Schätzungen wurden vom Team der UK Biobank verarbeitet und qualitätsgeprüft und zugelassenen Forschern als bildbasierte Phänotypen zur Verfügung gestellt.Insbesondere wurde die Segmentierung des kortikalen Gewebetyps mit FAST (Automated Segmentation Tool von FMRIB) abgeschlossen, und subkortikale Strukturen wurden mit FIRST (Integrated Registration and Segmentation Tool von FMRIB) segmentiert [29].Eine umfassende Übersicht über die Datenerfassungsprotokolle und Vorverarbeitungsschritte finden Sie unter https://biobank.ctsu.ox.ac.uk/crystal/crystal/docs/brain_mri.pdf und an anderer Stelle [25, 30].Insgesamt wurden 139 Hirnregionen extrahiert (Zusatzdatei 1: Abb. S2).Extrem außerhalb liegende Datenpunkte (weiter als der Mittelwert ± 5 SD) wurden von der bildgebenden Analyse ausgeschlossen.Nach Standardverfahren [31] wurde die Handgriffstärke isometrisch von einem Forschungsassistenten unter Verwendung eines kalibrierten Jamar J00105 hydraulischen Handdynamometers (Lafayette Instrument Company, IN, USA) bewertet.Während der Teilnehmer aufrecht mit dem Ellbogen an seiner Seite saß und in einem Winkel von 90° fixiert war (so dass sein Unterarm nach vorne zeigte und auf einer Armlehne ruhte), wurde mit jeder Hand ein Single Trail erfasst, der die maximale Handgriffstärke indiziert, während die Teilnehmer die auswählen konnten bequemste von 5 möglichen Griffpositionen [32].In Übereinstimmung mit früheren Studien [8, 9] verwendeten wir den Messwert der selbstberichteten dominanten Hand oder der höchsten Punktzahl beider Hände, wenn die Handlichkeit beidhändig oder nicht verfügbar ist.Teilnehmer mit einer Handgriffstärke < 4 kg wurden als Ausreißer identifiziert und von der weiteren Analyse ausgeschlossen.Die Batterie zur Verhaltensbewertung wurde unter Verwendung eines kurzen und vollautomatischen Touchscreen-Computers ohne Aufsicht verabreicht.Einige der Kognitions- oder psychischen Gesundheitsbewertungen wurden speziell für die UK Biobank entwickelt, während andere von häufig verwendeten Tests übernommen wurden.Wir beschreiben diese Phänotypen kurz und geben ihre Feld-ID in der UK Biobank in der zusätzlichen Datei 1 an: Tabelle S2 [33,34,35,36], und detaillierte Informationen finden Sie auf der Website der UK Biobank und anderswo [37].Insgesamt wurden 30 Verhaltensphänotypen aufgrund ihrer Relevanz für Kognition und psychische Gesundheit in die aktuelle Studie aufgenommen.Sie lassen sich in 4 Gruppen einteilen:Kognitive Funktion (n = 17): Fließende Intelligenz (Denkweise), prospektives Gedächtnis, Reaktionszeit (Verarbeitungsgeschwindigkeit), numerisches Gedächtnis (Arbeitsgedächtnis), Spurenbildung (2 Maßnahmen, Exekutivfunktion), Symbol-Ziffern-Substitution (2 Maßnahmen, Verarbeitungsgeschwindigkeit ), Vervollständigung von Matrixmustern (nonverbales flüssiges Denken), Tower-Rearranging-Test (exekutive Funktion), paarweises assoziatives Lernen (verbales deklaratives Gedächtnis) und Pairs-Matching (6 Maßnahmen, visuelles Gedächtnis)Lebenszufriedenheit (n = 6): Zufriedenheit mit Gesundheit, Zufriedenheit mit familiären Beziehungen, Zufriedenheit mit Freundschaften, Zufriedenheit mit der finanziellen Situation, Arbeits-/Berufszufriedenheit und GlückAngst/Depression (n = 4): Neurotizismus (12-Punkte-Eysenck-Persönlichkeitsfragebogen), Depressionssymptome (9-Punkte-Patientengesundheitsfragebogen und zusammengesetztes internationales diagnostisches Interview [CIDI]) und Angstsymptome (7-Punkte-Fragebogen zur allgemeinen Angststörung). )Subjektives Wohlbefinden (n=3): „Allgemeines Glück“, „Glück mit der eigenen Gesundheit“ und „Glaube, dass das Leben sinnvoll ist“Verallgemeinerte lineare Mixed-Effect-Modelle (GLMMs) wurden verwendet, um zu charakterisieren, wie sich die Handgriffstärke auf jedes der 30 Verhaltensergebnisse bezieht, die für Kovariaten angepasst wurden, einschließlich Alter (in Jahren), Geschlecht, Bildungsniveau, sozioökonomischer Status (gemessen als Townsend-Deprivationsindexwert), Body-Mass-Index, Körpergröße und Taille-Hüft-Verhältnis [32].Nach Implementierungen in [8, 9] wurde jeder Verhaltensphänotyp als Antwortvariable modelliert, und die Kovariaten Griffstärke und Belästigung wurden als feste Effekte modelliert.Um die erwartete Verwandtschaft zwischen den Datenstellen zu berücksichtigen, wurde die Bildgebungsstelle als zufälliger Effekt modelliert, wie in Studien empfohlen, die Daten der britischen Biobank verwenden [8, 9].Abhängig von der Verteilung der Verhaltensphänotypen wurden LMM, GLMM mit binomialer Fehlerstruktur und Logit-Link-Funktion und GLMM mit Poisson-Fehlerstruktur für kontinuierlich, binär (z. B. der prospektive Gedächtnistest) und Zählung (z. B. der Pairs-Matching-Test) angewendet : Fehler gemacht) Phänotypen.Zahlreiche Verhaltensphänotypen mit signifikant positiver Verzerrung, wie Reaktionszeit und Spurbildung, wurden logarithmisch transformiert.Für die Assoziationsanalyse haben wir die relevanten zusammenfassenden Statistiken und die zugehörigen zweiseitigen P-Werte gemeldet.Darüber hinaus wurde ein Ansatz von Benjamini und Hochberg [38] verwendet, um mehrere Vergleiche anzupassen, um die Rate falscher Entdeckungen (FDR) zu kontrollieren, was unter Verwendung der Funktion „p.adjust“ in R durchgeführt wurde. Insbesondere beim Testen auf m Hypothesen dieser Ansatz ordnet zuerst alle P-Werte vom niedrigsten zum höchsten und identifiziert dann den minimalen Index k derart, dass PFDR = Pk·m/k < Signifikanzniveau.Assoziationen mit FDR-korrigierten P-Werten unter 0,05 wurden als signifikant angesehen.Von allen 30 Verhaltensmaßstäben haben 15 Ausgangsdaten, die etwa 8,96 ± 1,82 Jahre vor der MRT-Untersuchung erhoben wurden (N = 3.152–40.784).Wie in früheren Studien [39, 40] wurde ein klassisches zweiwelliges Cross-Lagged-Panel-Modell [6] unter Verwendung von Strukturgleichungsmodellierung in Mplus (Version 8.3) [41] geschätzt, um die Längsbeziehung zwischen Griffstärke und Verhaltensergebnissen zu bestimmen.Insbesondere untersucht das Modell die relative Stärke der Cross-Lagged-Korrelationen zwischen der Grundlinien-Griffstärke und jedem der 15 Phänotypen bei der Nachbeobachtung nach 10 Jahren sowie zwischen den Grundlinien-Verhaltensmaßen und der nachfolgenden Griffstärke, während es für verwirrende Kovariaten und angepasst wird die grundlegenden Verhaltens- oder Griffstärkemessungen.Das Modell wurde mittels Maximum-Likelihood-Schätzung mit robusten Standardfehlern geschätzt [39].Wir berichten die standardisierten Regressionskoeffizienten und Standardfehler.Wir haben den gleichen analytischen Rahmen wie oben beschrieben verwendet, um zu bewerten, wie das regionale GMV mit der Griffstärke und den Verhaltensergebnissen zusammenhängt, während gleichzeitig Confounder berücksichtigt wurden.Um zu testen, ob Assoziationen zwischen individuellem regionalen GMV und der Griffstärke oder den Verhaltensergebnissen durch das intrakranielle Gesamtvolumen (ICV) verfälscht wurden, wiederholten wir die GLMM-Analyse, indem wir zusätzlich das gesamte ICV als Kovariate einschlossen.Um zu untersuchen, ob Griffstärke und 30 Verhaltensmaße gemeinsame Assoziationskarten haben, haben wir den Pearson-Korrelationskoeffizienten der t-Statistikkarten zwischen Griffstärke und jedem Verhaltensmaß berechnet [42].Angesichts der starken Assoziationen zwischen GMV und sowohl der Griffstärke als auch den Verhaltensergebnissen (siehe Abschnitt „Ergebnisse“) wurde eine Mediationsanalyse durchgeführt, um zu untersuchen, ob die Assoziation durch Unterschiede in der Gehirnstruktur erklärt werden kann, während sie für Confounder bereinigt werden [43].Wir haben zuerst den mittleren GMV von Gehirnregionen berechnet, die signifikant mit der Griffstärke assoziiert waren.Anschließend wurde eine Mediationsanalyse mit dem Paket „mediation“ in R (Version 4.1.2) [44] durchgeführt.Insbesondere wurde die Griffstärke als unabhängige Variable verwendet, und jeder der Verhaltensphänotypen wurde als abhängige Variable verwendet.Der mittlere GMV bildete den Mediator.Die Mediationsanalyse wurde nur an Griffstärke-assoziierten Verhaltensphänotypen durchgeführt.Für Verhaltensphänotypen, deren Werte einen Längszusammenhang mit der nachfolgenden Griffstärke zeigten, wurde die Rolle von Prädiktor und Antwortvariable vertauscht.Hier wurden die gleichen Störvariablen wie in der Assoziationsanalyse kontrolliert.Die Signifikanz der Mediationseffekte wurde anhand von 5000 Bootstrap-Iterationen bewertet.Die Verhaltensanalyse umfasste maximal 42.843 Teilnehmer, die mindestens ein Assessment zur psychischen Gesundheit absolviert hatten.Im Allgemeinen war eine erhöhte Griffstärke mit jungem Alter (r = – 0,156, P < 10−10), männlichem Geschlecht (t = 205,74, P < 10−10) und über dem College-Abschluss (t = 11,99, P < 10−) verbunden 10), niedriger sozioökonomischer Score (r=-0,019, P = 6,67 × 10−5) und mit zunehmender Körpergröße (r=0,658, P < 10−10), Body-Mass-Index (r=0,097, P < 10−10). ) und Taille-Hüft-Verhältnis (r = 0,418, P < 10−10).Unter allen Kovariaten zeigte das Geschlecht den größten Zusammenhang mit der Griffstärke.Abbildung 2a und zusätzliche Datei 1: Tabelle S3 zeigt die Ergebnisse der GLMMs bei der Untersuchung der Assoziation der Griffstärke mit jedem der 30 Verhaltensphänotypen.Von all diesen Ergebnissen korrelierten 27 signifikant mit der Griffstärke, während Störvariablen kontrolliert wurden (FDR-korrigierter P < 0,05).Alle Korrelationen gingen in die erwartete Richtung, wobei eine stärkere Griffstärke mit einer verbesserten kognitiven Leistung, einer höheren Lebenszufriedenheit, einem höheren subjektiven Wohlbefinden und geringeren Depressions- und Angstsymptomen verbunden war.Der stärkste Effekt für die Verhaltensergebnisse wurde für die Reaktionszeit (N = 40.278, t = – 19,56, FDR-korrigiert P = 2,42 × 10 –83) beobachtet, gefolgt von der Gesundheitszufriedenheit (N = 42.764, t = – 14,74, P = 7,16). × 10−48), Zufriedenheit mit der eigenen Gesundheit (N = 29.501, t = − 11,35, P = 8,11 × 10−29) und prospektives Gedächtnis (N = 40.530, t = 10,12, Odds Ratio = 1,27, P = 3,75 ×). 10−23, Zusätzliche Datei 1: Abb. S3).Negative Effekte waren auf die Bewertung von Verhaltensaufgaben zurückzuführen, wobei höhere Werte eine schlechtere Leistung anzeigen.Assoziationen zwischen Handgriffstärke und 30 psychischen Gesundheitsproblemen.a Von den 30 Verhaltensphänotypen zeigten 27 einen signifikanten Zusammenhang mit der Griffstärke und in der erwarteten Richtung nach Kontrolle der Confounder: Stärkere Muskelkraft war mit besserer kognitiver Leistung, höherer Lebenszufriedenheit, größerem subjektivem Wohlbefinden und geringeren Depressions- und Angstsymptomen verbunden .Die Signifikanz wird als -log10 (FDR-korrigierter P-Wert) angezeigt und ein Wert über 1,30 wird als statistisch signifikant betrachtet (-log10(0,05) = 1,30).b Wenn die Analysen nach Geschlecht stratifiziert wurden, zeigten jeweils 29 und 20 Verhaltensergebnisse einen signifikanten Zusammenhang mit der Griffstärke bei Frauen und Männern.c Drei Beispiele für den Längsschnitt-Zusammenhang zwischen Griffstärke und Verhaltensergebnissen wurden durch ein klassisches Zwei-Wellen-Cross-Lagged-Panel-Modell aufgedeckt.Beim Reaktionszeittest beobachteten wir eine signifikante bidirektionale Assoziation, d. h. eine stärkere Griffstärke zu Studienbeginn war mit einer besseren Leistung bei der Reaktionszeit bei der Nachuntersuchung nach 9 Jahren verbunden, während das Gegenteil schwächer, aber ebenfalls signifikant war (FDR-korrigiert P < 10−4);Bei Paarpaarungen sagt eine größere Griffstärke eine höhere Aufgabenleistung voraus, während das Gegenteil nicht signifikant war;Bei Neurotizismus war ein höherer Neurotizismus-Score mit einer 9 Jahre später gemessenen schwächeren Griffstärke verbunden, aber das Gegenteil war nicht signifikantAls die Verhaltensanalysen nach Geschlecht stratifiziert wurden, wurden ähnliche Ergebnisse gefunden, wobei die Assoziationsmuster stark zwischen Männern und Frauen korrelierten (r = 0,81, P = 6,64 × 10−8, Abb. 2b).Die Assoziationen bei Frauen waren jedoch im Allgemeinen stärker als bei Männern, und mehr Verhaltensergebnisse zeigten signifikante Assoziationen mit der Griffstärke bei Frauen (N = 29) als bei Männern (N = 20).Zusätzliche Datei 1: Abb. S4 zeigt die vollständigen Ergebnisse des klassischen Zwei-Wellen-Cross-Lagged-Panel-Modells bei der Untersuchung der Längszusammenhänge zwischen Griffstärke und 15 psychischen Gesundheitsergebnissen.Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass eine schlechtere Griffstärke zu Studienbeginn ein signifikanter Prädiktor für eine verringerte kognitive Leistung in Bezug auf flüssige Intelligenz (β = 0,019, FDR-korrigiert P = 0,041), prospektives Gedächtnis (β = 0,025, P = 0,007), Reaktionszeit (β = − 0,047, P < 10−4) und Pairs-Matching (β = − 0,028–β =− − 0,016, P < 0,003) bei der 9-Jahres-Follow-up-Untersuchung nach Kontrolle auf Confounder und das entsprechende kognitive Ausgangsmaß, aber nicht für numerisches Gedächtnis (P = 0,952).Die Umkehrung war schwächer und eine signifikante bidirektionale Beziehung wurde nur für die Reaktionszeit gefunden (β = – 0,026, P < 10−4).Umgekehrt zeigte die Analyse einen signifikanten Pfad von den Grundlinienmessungen des mentalen Status von Neurotizismus (β = – 0,023, P < 10 – 4), Gesundheitszufriedenheit (β = – 0,025, P < 10 – 4) und Zufriedenheit mit der finanziellen Situation (β = − 0,024, P = 0,003) zur anschließenden Griffstärke, während das Gegenteil nicht signifikant war (Abb. 2c).Die regionale Analyse zeigte auch weit verbreitete signifikante Assoziationen zwischen stärkerer Griffstärke und erhöhtem GMV (FDR korrigiert P < 0,01, Abb. 3a, zusätzliche Datei 1: Tabelle S4).Bei der Kovariation für den Gesamt-ICV und den quadrierten ICV blieben die Ergebnisse nahezu unverändert (Abb. 3b, Zusätzliche Datei 1: Tabelle S5), wobei die Assoziationskarten zwischen den Fällen mit und ohne Hinzufügen des Gesamt-ICV und ICV2 als Kovariaten stark korrelierten (r = 0,96, P < 10−30, Zusätzliche Datei 1: Abb. S5), was darauf hindeutet, dass Assoziationen zwischen Griffstärke und GMV die lokale Variation des GMV über den Kortex im Gegensatz zur Gesamthirngröße widerspiegeln.Zu den Gehirnregionen, die die höchsten Korrelationen mit der Griffstärke zeigten, gehörten hauptsächlich: das ventrale Striatum, Hippocampus, Thalamus, Schläfenpol, parahippocampaler Gyrus, temporaler fusiformer Kortex, Hirnstamm, Pallidum und Putamen.Die regionale Verteilung der Assoziationen zwischen GMV und Griffstärke für Männer und Frauen finden Sie in der zusätzlichen Datei 1: Abb. S6 und S7.Regionale Verteilung der Assoziationen zwischen dem Volumen der grauen Substanz und der Griffstärke.a Die regionale Analyse ergab weit verbreitete signifikante Assoziationen zwischen der Griffstärke und dem Volumen der grauen Substanz, nachdem auf potenzielle Confounder kontrolliert wurde.T-Statistiken werden hier visualisiert.b Die Assoziationen blieben signifikant (FDR-korrigiert P < 0,01), nachdem zusätzlich das intrakranielle Gesamtvolumen kontrolliert wurde, was impliziert, dass die Griffstärke unabhängig vom Gesamthirnvolumen mit dem GMV der Region zusammenhängt.Zu den Hirnregionen, die die höchsten Korrelationen mit der Griffstärke zeigten, gehörten hauptsächlich das ventrale Striatum, der Hippocampus, der Thalamus, der Schläfenpol, der parahippocampale Gyrus, der temporale fusiforme Kortex, der Hirnstamm, das Pallidum und das PutamenDie Zusammenhänge zwischen dem regionalen GMV und jedem der 30 Verhaltensergebnisse waren ebenfalls in der erwarteten Richtung, unabhängig davon, ob das intrakranielle Gesamtvolumen als Kovariate hinzugefügt wurde (Abb. 4a, Zusätzliche Datei 1: Abb. S8).Darüber hinaus war die Assoziationskarte der Griffstärke signifikant ähnlich zu der der Verhaltensphänotypen, mit absoluten Korrelationen im Bereich von 0,024 bis 0,620 (von denen 16 statistische Signifikanz erreichen, FDR-korrigiert P < 0,05, Abb. 4b).Die 4 wichtigsten Verhaltensphänotypen, die die höchsten Ähnlichkeiten der Assoziationskarte mit der Griffstärke zeigten, waren prospektives Gedächtnis, Reaktionszeit, Symbol-Ziffern-Substitution: korrigiert und Symbol-Ziffern-Substitution: versucht (Zusätzliche Datei 1: Abb. S9).Regionale Verteilung der Assoziationen zwischen dem Volumen der grauen Substanz und der kognitiven Funktion.a Signifikante Assoziationen wurden zwischen Verhaltensphänotypen und dem regionalen Volumen der grauen Substanz nach Kontrolle auf potenzielle Confounder beobachtet (FDR korrigiert P < 0,01).Die Top-4-Verhaltensphänotypen mit den höchsten Ähnlichkeiten der Assoziationskarte mit der Griffstärke wurden hier visualisiert.b Vergleich zwischen GMV-Griffstärke und GMV-Verhaltens-Assoziationskarten.Die Hirnassoziationskarte der Griffstärke war der der Verhaltensphänotypen sehr ähnlich, unabhängig davon, ob das intrakranielle Gesamtvolumen als Kovariate hinzugefügt wurde.Die T-Statistik-Kartenkorrelationen erreichen statistische Signifikanz in 11 und 16 aller 30 Verhaltensergebnisse in Fällen, in denen das intrakranielle Gesamtvolumen als zusätzliche Kovariate eingeschlossen oder nicht eingeschlossen wurde (*FDR-korrigiert P < 0,05)Der mittlere GMV der in Abb. 3 gezeigten signifikanten Gehirnregionen korrelierte stark mit der Griffstärke (r = 0,485, P < 10-30).Mediationsanalysen zeigten einen signifikanten indirekten Effekt (a×b) des mittleren GMV bei 16 aller 27 Verhaltensergebnisse (FDR-korrigierter P < 0,05, der Anteil der vermittelten Effektgröße reichte von 1,40 % bis 21,83 %, Abb. 5a, Zusätzliche Datei 1: Tabelle S6), was darauf hindeutet, dass das GMV des Gehirns signifikant und teilweise die Beziehung zwischen der Griffstärke und einigen der Auswirkungen auf die psychische Gesundheit vermittelte.Insbesondere waren die drei wichtigsten Verhaltensmaße mit der höchsten Mediationseffektgröße numerisches Gedächtnis (vermittelter Anteil = 21,83 %), Symbol-Ziffern-Substitution: versucht (15,58 %) und Symbol-Ziffern-Substitution: korrigiert (15,26 %, Abb. 5b). .Mediationseffekte basierend auf der ersten Hauptkomponente von 139 Gehirnregionen wurden in Zusatzdatei 1 bereitgestellt: Abb. S10.Vermittlungseffekte des Gehirnvolumens auf den Zusammenhang zwischen Griffstärke und Verhaltensergebnissen.a Vermittlungseffekt des mittleren GMV auf den Zusammenhang zwischen Griffstärke und Verhaltensergebnissen.Der Anteil der durch die Mediation erklärten Varianz sowie die untere und obere Grenze des 95-%-Konfidenzintervalls wurden gezeigt.b Die drei wichtigsten Verhaltensphänotypen mit der höchsten Mediationseffektgröße waren numerisches Gedächtnis (vermittelter Anteil = 21,83 %; 95 %-KI = 13,80 % ~ 41,88 %; Bootstrapping-Test, FDR-korrigierter P < 2 × 10−4), Symbol-Ziffern-Substitution : versucht (15,58 %; 9,66 % ~ 29,87 %; P < 2 × 10−4) und Symbol-Ziffer-Substitution: korrigiert (15,26 %; 9,31 % ~ 29,51 %; P < 2 × 10 −4).a×b: der indirekte Effekt;c: der Gesamteffekt;c': die direkte WirkungBei Frauen zeigten Mediationsanalysen von 29 Verhaltensergebnissen, die signifikant mit der Griffstärke assoziiert waren, einen signifikanten indirekten Effekt des mittleren GMV bei 18 Verhaltensweisen (FDR korrigiert P < 0,05, zusätzliche Datei 1: Abb. S6).Bei Männern vermittelte der mittlere GMV signifikant den Zusammenhang zwischen Griffstärke und 8 von 20 Verhaltensergebnissen (FDR-korrigierter P < 0,05, zusätzliche Datei 1: Abb. S7).Unter Verwendung eines der größten verfügbaren Datensätze (> 40.000 Teilnehmer) analysierte diese Studie das komplexe Zusammenspiel zwischen Griffstärke, Verhaltensergebnissen und Gehirnstruktur.Wir replizierten und erweiterten etablierte Beziehungen zwischen stärkerer Handgriffstärke und besserer psychischer Gesundheit, sowohl im Querschnitt als auch im Längsschnitt.Darüber hinaus identifizierten wir neuartige Assoziationen zwischen Griffstärke und größerem GMV in Basalganglien und limbischen Regionen und wir charakterisierten, wie Muster des regionalen GMV im Zusammenhang mit Griffstärke mit verschiedenen psychischen Gesundheitsergebnissen zusammenhängen.Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass der mittlere regionale GMV den Zusammenhang zwischen Griffstärke und mehreren Maßen für Kognition und psychische Gesundheit erheblich vermittelt.Der berichtete Zusammenhang zwischen Griffstärke und Kognition stimmt mit früheren Studien überein [13, 15, 45], die darauf hindeuten, dass die Griffstärke als ergänzendes Maß für die kognitiven Fähigkeiten bei alternden Erwachsenen dienen kann.Wir gingen über begrenzte Bereiche oder unsensible kognitive Maßnahmen hinaus und untersuchten eine breitere Konstellation kognitiver Metriken, die Bereiche des Gedächtnisses, der exekutiven Funktion, des logischen Denkens und der Verarbeitungsgeschwindigkeit umfassen, die empfindlich auf subtile, frühe Veränderungen im Zusammenhang mit dem Alter reagieren.Darüber hinaus untersuchten wir mehrere Verhaltensmaße, die in engem Zusammenhang mit dem Gesundheitszustand stehen, aber nie in direktem Zusammenhang mit der Griffstärke standen [12].Von den 30 hier untersuchten Verhaltensergebnissen zeigte die Reaktionszeit, die kognitive Domänen der Verarbeitungsgeschwindigkeit widerspiegelt [37], die robusteste Assoziation mit der Griffstärke.Wie von Joesh et al.[8] kann die starke Assoziation teilweise durch die hohe Abhängigkeit der Reaktionszeitaufgabe von der Motorgeschwindigkeit und der Geschicklichkeit erklärt werden, die eng mit der Muskelfunktion der Hände verbunden sind.Darüber hinaus können im Gegensatz zu anderen Verhaltensergebnissen, die auf Selbstberichten basierten, die bei kognitiven Aufgaben gemessenen Reaktionszeitwerte informativer sein, um die interindividuelle Variabilität zu erfassen.Darüber hinaus ist nach der allgemeinen Verlangsamungstheorie die Abnahme der Reaktionszeit ein führender und sensibler Indikator für kognitives Altern und kann zu Abnahmen in anderen Bereichen wie Exekutivfunktionen und Arbeitsgedächtnis führen [46].Defizite in der Verarbeitungsgeschwindigkeit wurden bei vielen psychiatrischen Erkrankungen beobachtet, einschließlich Schizophrenie und anderen neurologischen Entwicklungsstörungen [47, 48], und neuere Arbeiten der UK Biobank deuten darauf hin, dass der Zusammenhang zwischen Griffstärke und Reaktionszeit bei Personen mit Schizophrenie, Depression, und bipolare Störung im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung [8, 9].Darüber hinaus fanden wir heraus, dass die Assoziationen zwischen Griffstärke und psychischen Gesundheitsergebnissen bei Frauen stärker waren als bei Männern, was auf unterschiedliche Mechanismen zwischen ihnen hindeutet.Konsequenterweise identifizierte eine aktuelle Studie [49], die auf einer Mendelschen Randomisierungsanalyse basiert, auch gemeinsame Wege zwischen Griffstärke und Depression bei Frauen, aber nicht bei Männern.Vor diesem Hintergrund ist es für zukünftige Untersuchungen von Interesse, etwaige Geschlechtsspezifitäten der vorteilhaften Wirkungen festzustellen, die sich aus körperlicher Betätigung ergeben, die auf die Verbesserung der Muskelfitness abzielt.Lanzette.BMJ.2014.2014.Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchenSpringer Nature bleibt neutral in Bezug auf Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.Tabelle S2.Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Verwendung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, solange Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen nennen. 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