A regionális agyi véráramlás mintázata az elhízás függvényében felnőtteknél

Cikk típus: Kutatási cikk

Társulások: [a] Amen Clinics, Inc., Costa Mesa, Kalifornia, USA | [b] UC Irvine, Irvine, Kalifornia, USA | [c] Johns Hopkins Egyetem, Baltimore, MD, USA | [d] Thomas Jefferson Egyetem és Kórház, Philadelphia, PA, USA

Levelezés: [*] Levelezés: Daniel G. Amen, MD, Amen Clinics, Inc., Costa Mesa, CA 92626, USA. E-mail: [e-mail védett] .

Kulcsszavak: Agyi perfúzió, elhízás, SPECT

Folyóirat: Journal of Alzheimer Disease, vol. 77. sz. 3, 1331-1337, 2020

Absztrakt

Háttér:

Míg az elhízás az Alzheimer-kór rizikófaktorának bizonyult, a kockázat hátterében álló lehetséges mechanizmusok tisztázhatók az elhízott személyek mögöttes fiziológiájának jobb megértésével.

Célkitűzés:

A felnőttek agyi perfúziós rendellenességének mintáinak azonosítása a testtömeg-index (BMI) által meghatározott súlykategóriák függvényében, beleértve a túlsúlyos vagy elhízott állapotot.

Mód:

Egy nagy pszichiátriai kohortot, 35 442 agyi vizsgálatot, 17 721 felnőtt (átlagéletkor 40,8 ± 16,2 év, 18–94 év) képalkotásával készítettünk SPECT-vel a kiindulási és a koncentrációs vizsgálatok során, ez utóbbit azután tettük meg, hogy minden résztvevő kitöltötte a Connors folytonos teljesítményteszt II. Az ANOVA-t a perfúziós rendellenesség mintázatainak azonosítására végezték el ebben a kohorszban az alsúlyú BMI jelölések között (BMI eredmények:

Felnőttkorban a magasabb BMI korrelált a csökkent perfúzióval mind a nyugalmi, mind a koncentrációs agyi SPECT-vizsgálatoknál. Ezek gyakorlatilag az összes agyi régióban láthatók, beleértve azokat is, amelyeket az AD patológia befolyásol, például a hippocampus.

Következtetés:

A nagyobb BMI az agyi perfúzió csökkenésével jár együtt mind a nyugalmi, mind a koncentrációs SPECT-vizsgálatok során felnőttkorban.

BEVEZETÉS

Míg az Alzheimer-kórt (AD) évtizedek óta elismerték a demencia leggyakoribb okaként [1], az életmódbeli tényezőket egyre inkább felismerik az AD kockázatmódosítójaként. Különösen a középkorú elhízást azonosították a jövőbeni demencia kockázati tényezőjeként [2]. Ez a kapcsolat fontos szempont a lehetséges kockázatcsökkentés szempontjából, különös tekintettel az AD-re jelenleg rendelkezésre álló hatékony kezelések hiányára. A túlsúlyos vagy elhízott kapcsolat és az AD kockázata közötti kapcsolat jellege azonban továbbra sem ismert. Az embereknél a kérdés jobb megértésére tett kísérletek kulcsfontosságú eszközként használták az idegépalkotást. Korábbi munkák kimutatták, hogy a túlsúlyos és elhízással összefüggő agyi térfogatcsökkenés átfedésben lehet ugyanazokban az AD patológia által érintett régiókban, mint például a hippocampus [3]. Ezeket a változásokat még kognitívan normális egyéneknél, valamint enyhe kognitív károsodással és AD-vel rendelkező személyeknél is bizonyították [4, 5].

A regionális agyi véráramlást az elhízással kapcsolatos agyi rendellenességek nyomon követésére is alkalmazták. Például egy voxel alapú egyetlen fotonemissziós számítógépes tomográfia (SPECT) vizsgálat kimutatta a testtömeg-index (BMI) összefüggő hipoperfúziót [6] a nyugdíjas Nemzeti Labdarúgó Liga játékosaiban. Úgy gondolják, hogy az elhízás elősegíti a hipoperfúziót azáltal, hogy elősegíti az agyi érrendszer hipertrófiás befelé történő átalakítását [7]. Strukturális agyi változásokat jelentettek a sikeres fogyókúrázóknál is [8]. A súlycsökkenés egy szisztematikus áttekintésben is kimutatták, hogy kapcsolódik a kognitív hanyatlás csillapításához [9].

A funkcionális idegépalkotás továbbra is fontos erőforrás a demencia lehetséges kockázati tényezőinek azonosításában [10], valamint az életkorral kapcsolatos változásokban [11]. Korábban a SPECT funkcionális idegépalkotást alkalmaztuk a traumatikus agysérülés [12, 13], a depresszió és a demencia osztályozása [14], a marihuánával kapcsolatos agyi hatások [15], omega-3 diagnosztizálásában releváns rendellenesség minták áttekintésére és azonosítására. a zsírsavhoz kapcsolódó javult agyi véráramlás [16], az agy nemi különbségei [17] és az agy öregedése [18]. Ezt a munkát kvantitatív megközelítéssel végezték az érdeklődésre számot tartó régiókban, a pszichiátriai társbetegségek ismeretében, többváltozós statisztikai modellezéshez. Jelen munkánk célja a felnőttek túlsúlyos vagy elhízott esetleges agyi perfúziós rendellenességeinek azonosítása.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Tárgyak

A kísérleti alanyokat az Amen Klinika több ágából húzták, az előző munkában leírtak szerint [19]. Az azonosított klinikai és SPECT-szkennelési adatok retrospektív elemzéséhez az IRB jóváhagyást az IntegReview (IRB # 004; http://www.integreview.com/) akkreditált intézményi felülvizsgálati testület biztosította. Az inklúziós kritériumokat kibővítettük, hogy a BMI-minták elemzéséhez szükséges legnagyobb számú személyt felöleljük az egész életen át, valamint a különféle pszichiátriai és neurológiai diagnózisok során. Néhány alanynak több diagnózisa volt. A tantárgy demográfiai adatait az 1. táblázat részletezi.

Asztal 1

Tantárgy demográfiai adatai (összesen n = 17721; 35442 beolvasás)

Változók	Statisztika (χ ± σ,
Tartomány, százalék (n))
Kor	40,8 ± 16,2, 18–94 éves kor
Korcsoport (felnőtt/geriátriai)	90,9 (33558) /9,1 (3345)
Neme férfi nő)	60,6 (18925)/39,4 (12296)
Testtömeg-index	25,2 ± 6,2, (10,9–82,9)
Evészavar	2,7 (481)
Minden ok Demencia	6,2 (1151)
(AD-t is beleértve)
ADHD	51,1 (9055)
Mély depresszió	17,5 (3107)
Bipoláris zavar	7,4 (1313)
Generalizált szorongásos rendellenesség	56,5 (10006)
Traumatikus agysérülés	43,5 (7700)
Skizofrénia	2,4 (427)
Alkoholfogyasztási zavar	5,8 (1034)
Kannabiszhasználati zavar	3,8 (682)

Agy SPECT képalkotás

Statisztikai analízis

Az összes statisztikai elemzést az SPSS (Version 26, IBM, Armonk, NY) alkalmazásával végeztük. Először is, a BMI kapcsolata az alsúly függvényében (BMI EREDMÉNYEK

Az ANOVA eredményeit az 1. kiegészítő anyag az alapvonali perfúzióhoz és a 2. kiegészítő anyag részletezi a koncentrációs perfúzióhoz.

Az 1–5. Ábra részletezi az összes résztvevő perfúziós ANOVA eredményeit a túlsúly és az elhízás romlásának függvényében az AD szempontjából kulcsfontosságú számos területen: temporális lebeny (1. ábra), parietális lebeny (2. ábra), hippocampus (ábra. 3), hátsó cingulátum (4. ábra) és precuneus (5. ábra).

1. ábra.

Az elhízással összefüggő hipoperfúzió területei az Alzheimer-kórra érzékeny agyi régiókban: temporális lebenyek.

2. ábra.

Az elhízással kapcsolatos hipoperfúzió területei az Alzheimer-kórra érzékeny agyi régiókban: parietális lebenyek.

3. ábra.

Az elhízással kapcsolatos hipoperfúzió területei az Alzheimer-kórra érzékeny agyi régiókban: hippocampus.

4. ábra.

Az elhízással kapcsolatos hipoperfúzió területei az Alzheimer-kórra érzékeny agyi régiókban: posterior cingulate.

5. ábra.

Az elhízással összefüggő hipoperfúzió területei az Alzheimer-kórra érzékeny agyi régiókban: precuneus.

Mindegyik ábrán az y tengely kifejezi a becsült perfúziót számként/pixelként, az x tengely pedig a súlykategóriákat mutatja BMI szerint. Ezeket az adatokat összefoglalva, a gyakorlatilag minden agyi régióban a legjelentősebb mintázat az agyi perfúzió csökkenése az alsúlyból normális, túlsúlyos, majd elhízott kategóriákba történő progresszióban. Ez a mintázat következetes, akár a kiindulási, akár a koncentrációs vizsgálatokat hasonlítja össze súlycsoportok között. Nem voltak olyan régiók, amelyek a magasabb BMI-hez viszonyítva megemelkedett perfúziót mutattak volna.

A 6. ábra a kiindulási nyugalmi perfúzió progresszív csökkenését mutatja, összehasonlítva három, azonos korú, normális, túlsúlyos és elhízott BMI-vel rendelkező férfit.

6. ábra.

Ez az ábra a rezidens perfúzió 3-D renderelését mutatta átlagosan a normál BMI (BMI = 23), a túlsúlyos (BMI = 29) és az elhízott (BMI = 37) férfiak körében, mindegyik 40 éves.

A 2. táblázat a BMI és a kiindulási perfúzió közötti részleges összefüggéseket mutatja be az életkor, a nem és az együttes megbetegedések, köztük a pszichiátria együttes betegségei között.

2. táblázat

A BMI és az alapszintű agyi perfúzió részleges összefüggései az Alzheimer-kór szempontjából veszélyeztetett régiókban

Agyrégiók	BMI
Alapvonal	Korreláció	–0,218
_Halántéklebeny
Jelentőség (2-farkú)	VITA

Az agy egészségének javítását célzó beavatkozások elsősorban AD megelőzési tanulmányokból származnak. Az egyik tanulmány, a finn geriátriai beavatkozási tanulmány a kognitív fogyatékosság és fogyatékosság megelőzésére (FINGER) elnevezéssel, sokoldalú megközelítést alkalmazott az érrendszeri kockázati tényezők, beleértve a súlykezelést is, a feldolgozási sebesség és a globális megismerés javítása érdekében [26]. Egy másik, randomizált, kontrollált vizsgálat 120 középkorú felnőtt bevonásával kimutatta, hogy az aerob fizikai aktivitás javította a hippocampus térfogatát egy passzív nyújtó csoporthoz képest [29]. Az agyi egészségügy modelljei közé tartozik a fizikai aktivitásra való figyelem, a testsúly kezelése és az AD kockázatát növelő pszichiátriai rendellenességek, például a depresszió kezelése [30]. Ebben a kontextusban az agyi perfúzió képalkotása biomarkert nyújthat annak értékelésére, hogy a középkorú testsúlycsökkentő programok javítják-e ezt a metrikát és az AD jövőbeli kockázatát.

Az elhízás agyi perfúzióra gyakorolt hatása statisztikailag szignifikáns maradt annak ellenére, hogy a pszichiátriai rendellenességekhez igazodott. Ez az eredmény arra utal, hogy a pszichiátriai rendellenességek és az elhízás agyra gyakorolt fő hatásai függetlenek. Az elhízás és az agy fiziológiájának kapcsolata többféle mechanizmus révén jelentkezhet. Az egyik a neuroinflammation és annak hatása a perfúzióra. Az elhízás ismert szisztémás proinflammatorikus állapot [31]. A neuroinflammáció az agyi hipoperfúzióval függ össze olyan utakon keresztül, amelyek tartalmazzák a TREM-2-t [32], amely az AD-ban szintén felismert neuroinflammáció biomarkere [33]. Így a krónikus elhízás és a vele járó szisztémás gyulladás kiváltja az ideggyulladást és a hipoperfúziót. A nemi hormon szintjének elhízással járó változásai az agyi perfúzió változását is eredményezhetik. A jövőbeni tanulmányok tovább vizsgálhatják az ezen mechanizmusokkal kapcsolatos specifikus tényezőket.

Korábban kimutattuk, hogy a depressziónak és a demenciának megkülönböztethető perfúziós rendellenességi mintái vannak a SPECT neuroimaging-en [14]. Az agy SPECT vizsgálata későn megjelenő skizofrénia esetén bilaterális poszt-centrális gyrus hypoperfúziót mutatott; ugyanez a vizsgálat csökkent agyi perfúziót mutatott ki a precentralis és az alsó frontális gyri-ben [34]. A skizofrénia és az alkoholfüggőség szintén függetlenül kapcsolódik az alacsonyabb hippocampus térfogathoz [35, 36]. A traumás agysérülés összefüggött az alsó agyi perfúzióval is [12], de a nyugdíjas nemzeti labdarúgó-játékosok egy csoportjában, akik krónikus, ismétlődő agyrázkódástól szenvedtek, a BMI önállóan összefügg az alsó agyi perfúzióval is [6].

Összességében erős kapcsolatokat találtunk a túlsúly és az elhízás, valamint az agy hipoperfúziója között egy nagy felnőtt kohorszban, amely a fiatal felnőtteket a késői életig terjedt. Ezeknek a rendellenességeknek a fennmaradása a demográfiai és pszichiátriai tényezőkhöz való igazodás ellenére tovább rávilágít arra, hogy az elhízást az agyműködés javítását célzó beavatkozások célpontjaként kell kezelni, legyenek azok az AD megelőzésére irányuló kezdeményezések vagy a kogníció optimalizálásának kísérletei a fiatalabb populációkban. Ez a munka döntő fontosságú e csoportok eredményeinek javításában.