بنية الدماغ والسمنة (2010)

المُقدّمة

السمنة والنوع الثاني ، أو غير المعتمد على الأنسولين ، داء السكري (DM2) هما نوعان من الحالات المترابطة التي وصلت إلى مستويات وبائية. هناك حاليا أكثر من مليار شخص يعانون من زيادة الوزن و 300 مليون شخص يعانون من السمنة المفرطة في جميع أنحاء العالم [منظمة الصحة العالمية ، 2009]. لم يتم إنقاذ السكان المسنين - 40٪ من الرجال و 45٪ من النساء فوق سن 70 مثقلون إما بالسمنة أو DM2 [Ceska ، 2007زيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والشرايين [Mankovsky و Ziegler ، 2004]. تعتبر السمنة أيضًا أحد عوامل الخطر للتدهور المعرفي والخرف ، بما في ذلك مرض الزهايمر (AD) [إلياس وآخرون ، 2005; Wolf et al.، 2007]. يمكن توسط هذا الخطر الإضافي بواسطة DM2 ، والذي يرتبط باحتمالية أعلى لوجود AD [Irie et al.، 2008; Leibson et al.، 1997].

تشير الدراسات السابقة التي تحلل البيانات من دراسة دراسة أمراض القلب والأوعية الدموية (CHS-CS) إلى أن الأمراض القلبية الوعائية ، بالإضافة إلى العمر ، والعرق ، ومستوى التعليم ، ترتبط بالإدراك ومع تطور حالة خطر متوسطة لمرض الزهايمر ، معروفة كضعف إدراكي معتدل (MCI) [لوبيز وآخرون ، 2003a]. عوامل الخطر القلبية الوعائية ل MCI تشمل آفات المادة البيضاء ، الاحتشاء ، ارتفاع ضغط الدم ، داء السكري ، وأمراض القلب [لوبيز وآخرون ، 2003a]. علاوة على ذلك ، فإن المرضى الذين يعانون من AD لديهم معدلات عالية بشكل غير طبيعي من ضمور الدماغ [Apostolova et al.، 2006; Callen et al.، 2001; Leow et al.، 2009]. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون ضمور الدماغ قابلاً للاكتشاف على التصوير بالرنين المغناطيسي حتى قبل أن يكون ضعف القدرات الإدراكية واضحًا من الناحية السريرية ، كما هو موضح في دراسة تبين وجود ضمور أكبر في حاملات APOE4 غير العرضية مقارنةً بالناقلينMorra et al.، 2009].

قد السمنة و DM2 تضخيم خطر للخرف عن طريق تفاقم ضمور دماغي حتى في الأفراد السليمة إدراكيا ، مما يرفع من قابلية التعرض للإصابة بالأمراض العصبية في المستقبل م. تشير دراسات سابقة ، معظمها في موضوعات أصغر من 65 ، إلى أن زيادة محتوى الأنسجة الدهنية في الجسم (السمنة) يرتبط بالضمور في القشرة الصدغية والفصوص الأمامية والبوتامين والمذنبات والشفاه المهدئة والمهاد والمادة البيضاء (WM) [Gustafson وآخرون ، 2004; Pannacciulli et al.، 2006; Taki وآخرون ، 2008]. من غير المعروف ، ولكن ذو أهمية كبيرة ، ما إذا كان المحتوى المرتفع من الدهون الأنسجة ، كما تم قياسه من قبل مؤشر كتلة الجسم ، ويرتبط مع الاختلافات في بنية الدماغ في كبار السن الطبيعي إدراكا.

يرتبط DM2 أيضًا بضمور الدماغ لدى كبار السن بما في ذلك الفص الصدغي ، الحصين ، ومع التوسع الأكبر في البطينات الجانبية [كورف وآخرون ، 2007]. التفسير الأكثر شيوعًا لهذه التأثيرات هو آفات WMClaus et al.، 1996] والسكتات الدماغية السريرية [Mankovsky و Ziegler ، 2004]. DM2 المرتبطة ضمور الدماغ قد تكون ثانوية لزيادة مستويات الانسولين ينظر في المرض. ارتفاع الأنسولين البلازما الصائم قد ارتبطت بالعجز المعرفي في المرضى المسنينYaffe et al.، 2004] ، ويعزز ترسب الأميلويد ، مما يزيد من خطر الإصابة بمرض الزهايمر [Watson وآخرون ، 2003]. حتى الآن ، لم تربط أي دراسات أخرى الانسولين البلازما الصيام وهيكل الدماغ ، حتى عندما تم فحص DM2. هناك احتمالية جدية للإرباك في مثل هذه الدراسات هو إمكانية حدوث تغييرات تنكسية عصبية قبل الأعراض في الأطياف المسنين التي تمت دراستها. لأن ضمور الدماغ وعلم الأمراض AD يمكن أن توجد قبل سنوات من ظهور الأعراض السريرية [Braskie وآخرون ، 2008; DeKosky وآخرون ، 2006] ، ينبغي إجراء تحقيقات من BMI ، DM2 وضمور الدماغ في الأفراد الذين يمكن استبعادهم مائل إلى أقصى حد ممكن.

قد تزيد السمنة و DM2 من خطر الإصابة بمرض الزهايمر من خلال تعزيز ضمور الدماغ وبالتالي قد تمثل عوامل خطر محتملة للتدهور المعرفي والخرف. ولأن هذه الظروف يمكن منعها وعلاجها إلى حد ما ، فمن المهم تحديد هياكل دماغية تأثرت بشكل خاص في كبار السن غير المتعطشين ، وذلك لفهم النظم المتأثرة ، وفي النهاية قياس نجاح التدخلات الرامية إلى حماية هذه المناطق.

طبقنا قياس القياسات (TBM) القائم على الموترات ، وهي طريقة جديدة نسبياًهوا وآخرون ، 2008; طومسون وآخرون ، 2000] ، لإنشاء خرائط 3D لضمور الدماغ في مجموعة من الأشخاص المسنين غير الخبيثة المعينين من دراسة الإدراك الصحي للصحة القلبية الوعائية (CHS-CS) ، وهي مجموعة مجتمعية من الأفراد الذين توجد بيانات سريرية وإدراكية وتصويرية شاملة لهم [لوبيز وآخرون ، 2004]. استنادًا إلى البيانات المعرفية الطولية ، اخترنا مواضيع 94 الذين ظلوا طبيعيين إدراكيًا على الأقل لسنوات 5 بعد فحصهم بالرنين المغناطيسي الأساسي ، وبالتالي تقليل التأثيرات المربكة للتنكس العصبي المبكر في مرحلة ما قبل السريرية. نحن تراجع مؤشر كتلة الجسم (ن = 94) ، FPI (ن = 64) ، والتشخيص DM2 (ن = 94) مقابل مقاييس مشتقة من الصورة من اختلافات حجم GM و WM عبر الموضوعات ، لتحديد ما إذا كانت هذه المتغيرات مرتبطة ضمور الدماغ. كنا علاقة ثنائية المتغير نماذج للتحليل الاستكشافي الأولي ، وبعد ذلك الانحدار المتعدد استخدمت نماذج لحساب الارتباك محتمل مثل الجنس والعرق. كما قارنا بين بنية الدماغ بين الوزن الطبيعي (BMI: 18.5 – 25) ، والوزن الزائد (BMI: 25 – 30) ، والمواد السمنة (BMI: 30 +) لتقييم ما إذا كانت هذه القطع الإكلينيكية لتحديد السمنة الأعلى مرتبطة نفسها بضمور الدماغ.

مواد وطرق

النتائج

يتم عرض التركيبة السكانية الموضوع في الجدول الأولمقسمة إلى فئات 3 BMI للوزن الطبيعي والسمنة والسمنة (BMI Range: 18.5 – 36.2). تختلف فقط مستويات مؤشر كتلة الجسم ومؤشر كتلة الجسم فقط بين المجموعات - كما هو متوقع ، أو بحكم التعريف ، كان الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن والسمنة لديهم مستويات أعلى من مؤشر كتلة الجسم ومؤشر كتلة الجسم مقارنة بمجموعة مؤشر كتلة الجسم العادية (p ≤ 0.001). لم يكن هناك ارتباط بين مستويات DM2 و FPI (r(64) = .01 ،p = .92). بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن لدى DM2subjects مستويات أعلى من FPI من المواد غير FPI (t(62) = −.09 ،p =. 92).

الجدول الأول

خصائص الموضوع. اختلفت المجموعات المدروسة فقط في مؤشر كتلة الجسم و FPI (p <0.01).

تحليلات ثنائية المتغيرات:

ارتباك المحتملة

في خرائط TBM لدينا التي تربط بين المتغيرات المربكة المحتملة مع بنية الدماغ ، أظهر العمر المتزايد ارتباطًا على مستوى الاتجاه مع أحجام دماغية منخفضة في هذه العينة ولكن هذا لم يكن ذو دلالة إحصائية (p = 0.07 ، تم تصحيحه ؛ اختبار التقليب). لم يكن العمر ومؤشر كتلة الجسم مرتبطين بشكل كبير في العينة (r (92) = - 0.04 ، p = 0.90) ولا كان العمر مرتبطًا بمستويات الأنسولين (r (64) = 0.06 ، p = 0.66) أو مع تشخيص DM2 (r (92) = −0.05 ، p = 0.61). بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن النمط الوراثي لـ APOE4 ، الذي يزيد من خطر حدوث متلازمة AD ، مرتبطًا بالتغييرات القابلة للاكتشاف في بنية الدماغ كما تم تقييمها بواسطة TBM في هذه العينة (p = 0.39 ، اختبار التقليب). لم يكن التعليم ، الذي تم تعريفه بشكل قاطع باعتباره تقدمًا بعد المدرسة الثانوية ، مهمًا من الناحية الإحصائية في ارتباطه مع مقاييس TBM لضمور GM و WM سواء بشكل سلبي (p= .92 ، اختبار التقليب) أو إيجابيا (p= .12 ، اختبار التقليب). التعيين السريري لارتفاع ضغط الدم (الانقباضي / الانبساطي> 140/90 ملم زئبق أو استخدام الأدوية المضادة لارتفاع ضغط الدم) لم يكن له أيضًا علاقة سلبية ذات دلالة إحصائية مع بنية الدماغ في عينتنا (p= .33 ، اختبار التقليب).

مؤشر كتلة الجسم

ارتبط مؤشر كتلة الجسم العالي ارتباطًا وثيقًا بأحجام GM و WM المنخفضة في جميع أنحاء الدماغ (p <0.001 ، اختبار التقليب). الشكل 1a يبين معاملات الترابط للارتباط العكسي لمؤشر كتلة الجسم مع بنية الدماغ المسقطة على نموذج التشوه الأدنى الخاص بـ CHS (CHS-MDT). تمثل الألوان الزرقاء مناطق ذات علاقة سالبة أعلى ؛ تتراوح القيم عادة من −0.30 إلى 0.30. لم تكن مناطق الارتباط الإيجابي في الأحمر والأصفر ذات دلالة إحصائية. مجالات الاقتران السلبي الأقوى (r تم العثور على ≤ −0.30) في القشرة الأمامية المدارية (السهم الأحمر عند x = −9، y = 57، z = 29، r = −.31) ، الحصين (أسهم الذهب: يسار عند x = - 31 ، y = −2 ، z = 25 ، r = −.32 عند x = 32 ، x = 9 ، z = 18 ، r = −.31) والمناطق دون القشرية (العلامات النجمية البيضاء: اليسار عند x = −28 ، y = −14 ، z = 1 ، r = −.30 right at x = 29، y = −15، z = 1، r = −.34) بما في ذلك putamen ، globus pallidus ، و thalamus. هذه النتائج تشير إلى ضمور في الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع الدهون في الأنسجة في الجسم. الشكل 1b يظهر أهمية المقابلة (pقيمة) الخريطة. تشير الألوان الأغمق إلى المناطق ذات انخفاض p-القيم.

الشكل 1

جزء a يظهر rالقيمة (معامل ارتباط بيرسون) الذي يسلط الضوء على الارتباطات السلبية والإيجابية بين مؤشر كتلة الجسم وبنية الدماغ المتوقعة في الأقسام الأساسية من نموذج تشوه الحد الأدنى من تشوهات القلب والصحة (CHS-MDT). ...

REIT

ارتبط ارتفاع FPI مع انخفاض حجم الدماغ الإقليمي (p = 0.01 ، اختبار التقليب) في كل من GM و WM. ارتبط ارتفاع FPI مع ضمور الدماغ في الفص الجبهي ، hippocampus ، و splenium من الجسم الثفني. وتظهر هذه النتائج في أرقام 2a و 2b. الشكل 2a يُظهر خريطة معامل الارتباط التي ترتبط فيها FPI الأعلى بأحجام أقل في splenium لـ corpus callosum (السهم الأحمر: x = −3، y = 12، z = −12، r = −.27) ، القشرة الأمامية المدارية (السهم البرتقالي: x = −3 ، y = −39 ، z = 31 ، r = −.33) و hippocampus (أسهم الذهب: اليسار عند x = −24 ، y = −1 ، z = 24 ، r = −.31 عند x = 31 ، x = 3 ، z = 21 ، r = −.33). الشكل 2b يعرض خريطة قيمة p المقابلة. تشير هذه النتائج إلى أن مستويات الأنسولين المرتفعة ، المكون الأول لعلم الأمراض DM2 ، قد تكون مرتبطة بضمور الدماغ في مناطق الدماغ مع الوظيفة المعرفية مثل الطحال من الجسم الثفني (نقل بين المعلومات حول الكرة الأرضية والمعرفية الأخرى) ، والجبهة المدارية الأمامية القشرة (وظيفة تنفيذية) ، و hippocampus (التعلم والذاكرة).

الشكل 2

جزء a عرض خريطة الارتباط المسقطة على قالب CHS-MDT يشير إلى حيث يرتبط ضمور الدماغ (خفض حجم) إلى ارتفاع مستويات الانسولين البلازما الصيام. ويرتبط ارتفاع FPI إلى انخفاض كميات من splenium من الجسم الثفني (أحمر ...

النوع الثاني من داء السكري

ارتبط DM2 أيضًا بضمور الدماغ (p <0.001 ، اختبار التقليب) في التحليل ثنائي المتغير. كان لدى هؤلاء المشاركين الذين تم تشخيص إصابتهم بـ DM2 أحجام أقل في مناطق دماغية متعددة بما في ذلك الفص الجبهي ، وقشرة الفص الجبهي ، والجين والطحال من الجسم الثفني ، والتلفيف الحزامي الأوسط ، والفصيص الجداري العلوي ، والفص القذالي ، والمخيخ. كما تضررت العقد القاعدية ، بما في ذلك العقد المذنبة ، والبوتامين ، والكرة الشاحبة في أولئك الذين تم تشخيصهم بـ DM2. لم يكن لدى أي من موضوعات DM2 لدينا تاريخ من السكتة الدماغية السريرية أو احتشاءات تم تحديدها بواسطة التصوير بالرنين المغناطيسي. يتم عرض مناطق الضمور المرتبطة بـ DM2 في شخصيات 3a (خريطة معامل الارتباط) و and3b3b (خريطة قيمة p). يوضح هذا الشكل أن DM2 مرتبط بأحجام منخفضة في splenium من الجسم الثفني (الشكل 3b، خريطة دلالة ، السهم الأسود ، المقابلة r-قيمة = −.21 عند x = −4، y = 14، z = −17)، genu of the corpus callosum (الشكل 3b، السهم الأخضر ، المقابلة r-قيمة = −.17 عند x = 4 و y = −49 و z = 1) والفصوص الأمامية (الشكل 3b، السهم الأحمر ، المقابلة r-قيمة = −.24 عند x = −7، y = −77، z = 7).

الشكل 3

• rقيمة الصورة جزئيا a يُظهر الارتباط السلبي بين التشخيص القاطع لـ DM2 والضمور في GM و WM. ترتبط DM2 بأحجام منخفضة في splenium من الجسم الثفني الشكل 3b ، خريطة دلالة ، السهم الأسود ، ...

تحليلات الانحدار متعددة

في مجلة الانحدار المتعدد نماذج ، كان مؤشر كتلة الجسم المتغير الوحيد الذي كان مرتبطا بشكل كبير مع ضمور الدماغ في GM و WM (المتوقع روزفلت <5٪) ؛ لم تكن هناك ارتباطات مستقلة بين FPI أو DM2 أو e أو الجنس أو العرق مع درجة ضمور الدماغ بمجرد حساب مؤشر كتلة الجسم. يظهر الارتباط العكسي لمؤشر كتلة الجسم وبنية الدماغ في الشكل 4. ارتبط مؤشر كتلة الجسم العالي مع انخفاض حجم GM و WM في القشرة الأمامية المدارية (الجزء a ، الصندوق الأزرق) ، التلفيف الحزامي الأمامي (جزء a ، الصندوق الأزرق) ، الفص الصدغي الوسيط (جزء b ، الأسهم السوداء) ، و WM القشرية (الجزء c) ، والعلامات النجمية السوداء). أحجام التأثير لهذا الارتباط كانت كبيرة (r ≥ 0.30). في الشكل التكميلي 1، نعرض صورة تجريبية للآثار الرئيسية لمؤشر كتلة الجسم. تمثل هذه الصورة منحدر خط الانحدار ، حيث تُظهر النسبة المئوية لحجم المخ (cc) المفقودة لكل كسب من الانحراف المعياري في مؤشر كتلة الجسم بعد ضبط المتغيرات الأخرى في النموذج. في منطقة محدودة من القشرة الأمامية الأمامية / الحزامية الأمامية ، على سبيل المثال ، تظهر الألوان الأرجوانية أنه يتم فقدان أكثر من 4٪ من حجم الدماغ لكل واحد من مكاسب الانحراف المعياري في مؤشر كتلة الجسم. وبالتالي ، فإن الشخص في أعلى 5 ٪ من مؤشر كتلة الجسم (أي انحرافين قياسيين عن المتوسط) ، سيعرض عجزًا بؤريًا بنسبة 8٪ كحد أقصى في منطقة مثل القشرة الأمامية المدارية. تحدد الأسهم والعلامات النجمية مناطق تشريحية متطابقة بين خريطة الارتباط وصورة بيتا.

الشكل 4

يوضح هذا الشكل خريطة لقيم الارتباط (rعرض الخريطة ذات القيمة المحددة على قالب دماغ واحد موضوع MNI القياسي لأغراض العرض. العلاقة المبينة هي بين ارتفاع مؤشر كتلة الجسم وضمور GM / WM السيطرة على العمر والجنس والعرق و DM2. سخونة ...

لم نكتشف أي ارتباطات مستقلة للعمر أو DM2 أو الجنس أو العرق في مجلدات GM أو WM في نموذجنا بمجرد حساب مؤشر كتلة الجسم. كما أظهرت تحليلات التفاعل أن ضمور مؤشر كتلة الجسم لا يختلف كدالة في أي من هذه المتغيرات. أظهر مؤشر كتلة الجسم (BMI) من خلال تحليل تفاعل FPI (n = 64) أن تأثيرات مؤشر كتلة الجسم على بنية الدماغ لم تختلف كدالة في FPI. لفهم كيفية توزيع ضمور مؤشر كتلة الجسم بشكل أفضل ، قمنا أيضًا بمقارنة أحجام GM و WM الخاصة بالأشخاص الذين لديهم تصنيفات تشخيصية منفصلة لـ 3 ، بمعنى ، BMI العادي والوزن الزائد والسمنة.

بين المجموعة ANCOVA يحلل

السمنة مقابل مؤشر كتلة الجسم العادي

في المقارنة بين المواد السمينة (BMI: 30 +) لأولئك الذين لديهم مؤشر كتلة الجسم (BMI: 18.5 – 25) الطبيعي ، وجدنا انخفاض حجم GM و WM (روزفلت <5٪) في مجموعة السمنة بالرغم من التحكم في العمر والجنس والعرق و DM2. يظهر هذا الضمور في الشكل 5 باعتبارها r- يتم عرض الصورة على قالب MII القياسي الموحد ، مع ألوان حمراء مقابلة لحجم تأثير ارتباط أعلى (r > 0.50). كان لدى الأشخاص البدينين أحجام أقل من GM و WM في الفصوص الأمامية ، التلفيف الحزامي الأمامي (الجزء أ ، السهم الأزرق) ، الحصين (الجزء ب ، السهم الأسود) ، والعقد القاعدية (الجزء ج ، الصندوق الأخضر). تشير هذه الخرائط إلى أن السمنة ترتبط بالضمور في مناطق الدماغ المهمة للوظيفة الإدراكية مثل الحزامية الأمامية ، والتي تشارك في الانتباه والوظيفة التنفيذية.

الشكل 5

خريطة الارتباط (r-قيمة الصورة) أحجام التأثير لمقارنة 14 شخصًا يعانون من السمنة المفرطة (مؤشر كتلة الجسم> 30) إلى 29 شخصًا بوزن طبيعي (18.5-25). كان لدى الأشخاص البدينين أحجام أقل من GM و WM في الفصوص الأمامية ، التلفيف الحزامي الأمامي (الجزء أ ، الأزرق ...

زيادة الوزن مقابل مؤشر كتلة الجسم العادي

الشكل 6 يوضح أن الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن (مؤشر كتلة الجسم: 25-30) لديهم أحجام دماغ أقل من أولئك الذين لديهم مؤشر كتلة جسم طبيعي في العقد القاعدية (الجزء أ - السهم الأسود ؛ الجزء ب - السهم الأحمر ؛ الجزء ج - السهم الأزرق) ، الإكليل المشع (الجزء ب ، الصندوق الأسود) ، والفص الجداري (الجزء ج ، السهم الأرجواني). كانت هذه الارتباطات بشكل عام أقل من حيث الحجم (|r| = 0.30 - 0.40) مقارنة مع نتائج مؤشر كتلة الجسم السميّة. على عكس الأشخاص البدناء ، لم تظهر مجموعة الوزن الزائد ضمور في مناطق مثل paralimbic ، مثل التلفيف الحزامي الأمامي و hippocampus. لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في جنرال موتورز و WM بين المجموعات السمنة وزيادة الوزن. تم التحكم في جميع التحليلات من حيث العمر والجنس والعرق و DM2.

الشكل 6

يتم عرض خرائط معاملات الارتباط للمقارنة بين مجموعة من الأشخاص الزائدين 51 (BMI: 25 – 30) مقابل الأشخاص الوزن العادي 29 (18.5 – 25). وينظر ضمور في المجموعة الوزن الزائد في العقد القاعدية (جزء أ - السهم الأسود. ...

مناقشة

هنا نقدم تقريرًا عن العديد من النتائج الرئيسية المتعلقة بالعجز الهيكلي الدماغي للسمنة ، وارتفاع مؤشر كتلة الجسم ، و FPI ، و DM2 في الأفراد المسنين العاديين المعرفيين المستمدين من جماعة المجتمع. أولاً ، ارتبط ارتفاع نسبة الدهون في الأنسجة بين الجسم بشدة بعجز في حجم المخ لدى الأشخاص المسنين العاديين ، حتى عند التحكم في التراكبات المحتملة مثل العمر والجنس والعرق. الثانية ، أظهرت FPI و DM2 ارتباطات عكسية مع بنية الدماغ في ذات المتغيرين التحليل ، ولكن هذه الارتباطات لم تكن ذات دلالة إحصائية عند السيطرة على مؤشر كتلة الجسم. ثالثًا ، كانت الارتباطات السلبية بين دهون أنسجة الجسم وهيكل الدماغ أقوى في الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة ، ولكنها كانت أيضًا تظهر في الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن. في حين أننا نعترف بأن تأثيرات السمنة قد تكون ثانوية بالنسبة للصحة السيئة بشكل عام ، إلا أن هذا أقل احتمالاً في العينة نظرًا لأن (i) أولئك الذين لديهم صحة سيئة للغاية هم أقل عرضة للبقاء إلى سن متقدمة (المتوسط: سنوات 77.3) في دراستنا . (2) لم يتم الكشف عن أي علاقة بين مؤشر كتلة الجسم ومعدلات الوفاة في الفوج 10 بعد سنوات من المسح (r(94) = 0.07 ، p = 0.47) ؛ و (ج) لم تختلف المجموعات 3 مؤشر كتلة الجسم في معدلات أمراض الأوعية الدموية التي تزيد من معدلات الاعتلال والوفيات (الجدول الأول). لذلك ، حتى لدى الأشخاص ذوي الإدراك المعتاد الذين نجوا حتى سن الشيخوخة ، قد يكون للسمنة الأعلى للأنسجة في الجسم عواقب وخيمة على بنية الدماغ.

ويدعم اكتشافنا لضمور الدماغ المرتبط بمقياس كتلة الجسم لدى كبار السن العاديين إدراكا من خلال دراسات من عينات أصغر سنا. أظهرت دراسة للذكور اليابانيين (متوسط ​​العمر: 46.1) انخفاض في حجم GM مع زيادة مؤشر كتلة الجسم في الفص الصدفي الوسطي ، الحصين ، و precuneusTaki وآخرون ، 2008]. وأظهرت دراسة أخرى (متوسط ​​العمر: 32) فقدان أكبر حجم GM في الأفراد البدناء في operculum الجبهي ، التلفيف ما بعد المركز ، وبوتامين [Pannacciulli et al.، 2006]. كشفت دراسة حديثة عن التحليل الطيفي MR عن شذوذات استقلابية في الفص الجبهي GM و WM في مجموعة من الأشخاص البدناء الأصغر سنا (متوسط ​​العمر: 41.7) [غازدزينسكي وآخرون، شنومكس].

من غير المرجح أن تكون العلاقة بين مؤشر كتلة الجسم وحجم الدماغ مباشرة بمعنى واحد يسبب الآخر. لذلك ، من المهم تحديد العوامل أو الآليات أن قد يؤدي إلى تقليل حجم المخ والسمنة في نفس الموضوعات. الوسطاء الأكثر شيوعًا للعلاقة بين ارتفاع نسبة الدهون في الجسم والهيكل الدماغي يتضمن فرط الكورتيزول [Lupien وآخرون ، 1998] ، تمرين مخفض [Colcombe et al.، 2003] ، ضعف وظيفة الجهاز التنفسيGuo وآخرون ، 2006] ، التهاب [van Dijk et al.، 2005] ، القلب والأوعية الدموية / ارتفاع ضغط الدم / فرط شحميات الدم [Breteler et al.، 1994; سوان وآخرون ، 1998] ، والنوع الثاني من داء السكري [den Heijer et al.، 2003; فيرغسون وآخرون ، 2003]. كانت مظاهر العجز الهيكلي الدماغي في هذه الدراسات ضمور قرن آمون ، وفقدان حجم القشرة ، وفرط التباين. لم نعثر على أي تفاعل بين مؤشر كتلة الجسم و DM2 ، لذلك من غير المرجح أن يتم توسط تأثيرات مؤشر كتلة الجسم من خلال تلك الآلية في العينة. بالإضافة إلى ذلك ، لم تتغير نتائج مؤشر كتلة الجسم عند التحكم في ارتفاع ضغط الدم و hyperintensities WM كما تم تقييمها بواسطة معايير CHS القياسية [داي وآخرون ، 2008; Yue et al.، 1997]. قد تعكس هذه النتائج تأثير الناجين ، حيث أن الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع مؤشر كتلة الجسم والأمراض القلبية الوعائية الحادة سريريًا أقل عرضة للعيش في الفئة العمرية لسكان دراستنا (سنوات 70 – 89). بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكننا استبعاد احتمال أن تكون علاقات مؤشر كتلة الجسم مع ضمور الدماغ في مجموعة من كبار السن أكثر توسطًا مباشرة من خلال أي واحد أو أي مجموعة من الآليات الأخرى المذكورة أعلاه.

بعد إثبات أن مؤشر كتلة الجسم مرتبط بضمور الدماغ عند كبار السن ، فإننا نعترف أيضًا بوجود جدل في الأدبيات حول كيفية تأثر هذا الارتباط باختلافات الجنس. مجموعة من المسنين (70 - 84 years) أظهرت النساء السويديات ضمور الفص الصدغي الكبير على التصوير المقطعي [Gustafson وآخرون ، 2004في حين وجدت دراسة أخرى أن مؤشر كتلة الجسم مرتبط بفقدان حجم الدماغ لدى الرجال اليابانيين ولكن ليس لدى النساء [Taki وآخرون ، 2008]. ولتحديد ما إذا كانت الارتباطات بين مؤشر كتلة الجسم وهيكل الدماغ تتأثر بنوع الجنس في دراستنا ، فقد وضعنا نموذجًا لمؤشر كتلة الجسم من خلال التفاعل بين الجنسين في الانحدار المتعدد تحليلات ولم تكتشف اختلافاً جنسياً في ضمور الدماغ المرتبطة بمقياس كتلة الجسم. تقترح دراستنا لذلك أن الآثار الضارة من ارتفاع الأنسجة السمنة على بنية الدماغ قد تكون مستقلة بين الجنسين ؛ ومع ذلك ، فإن هذه النتيجة تستحق المزيد من التحقيق في الدراسات المستقبلية.

على الرغم من أن الارتباطات غير المعدلة لـ FPI و DM2 وضمور الدماغ لم تكن ذات دلالة إحصائية في النماذج المعدلة ، إلا أنها تستحق المناقشة بسبب تنامي الأدبيات حول تأثيرات hyperinsulinemia و DM2 على الدماغ. في المراحل المبكرة من DM2 ، ترتبط مقاومة الأنسولين بفرط نشاط الدم التعويضيYaffe et al.، 2004ترتبط مستويات الأنسولين المرتفعة بالضعف المعرفي ، حتى في الأشخاص الذين لن يطوروا DM2 [van Oijen et al.، 2008] ، مما يوحي بأن فرط الأنسولين يمكن أن يغير بنية الدماغ. تشارك آليات متعددة في تأثير فرط أنسولين الدم على وظيفة الدماغ وهيكله ، بما في ذلك التأثيرات الأيوعية على الشرايين الدماغية ، السمية العصبية بسبب خلل في تخليق الأميلويد من الدماغ وتحفيز تشكيل التشابكات العصبية الليفية من خلال استقلاب المنتج النهائي لنمو غلكأيشن [بيان وآخرون ، 2004; Watson وآخرون ، 2003]. لوحظ تأثير الأنسولين هنا في العديد من المناطق ذات الصلة بالوظيفة الإدراكية مثل القشرة الأمامية المدارية و hippocampus. وهذا يتفق مع فكرة أن hyperinsulinemia يؤثر على هياكل الدماغ تشارك في الإدراك ؛ قد يؤدي أيضًا إلى تدهور معرفي دقيق قبل ظهور الأعراض السريرية الواضحة للخرف [Kalmijn et al.، 1995].

ارتبط DM2 بمناطق أقل من GM و WM ذات الصلة الإدراكية مثل الفصوص الأمامية ومساحات WM الكبيرة (splenium of the corpus callosum) ، مما يشير إلى أن DM2 لديه ارتباط واسع النطاق بضمور الدماغ. يمكن لـ DM2 تقليل حجم الدماغ من خلال عملية دماغية دماغية تقدمية تؤدي إلى السكتة الدماغية والاحتشاء.Ikram وآخرون ، 2008; Knopman وآخرون ، 2005]. يمكن لـ DM2 أن تحدث أضرارًا من خلال غليسيشن متقدم للبروتينات الهيكلية الرئيسية ، وعدم التوازن بين إنتاج وإزالة أنواع الأكسجين التفاعلية ، ومن خلال الاضطرابات في مسارات الهيكسوسامين والبيولول ، مما يؤدي إلى تغشية الأغشية القاعدية للشعيرات الدماغية [Arvanitakis et al.، 2006]. هذه التغيرات في الاوعية الدموية الدقيقة ، والتي تحدث في كثير من الأحيان مع عواقب السمنة مثل ارتفاع ضغط الدم ، يمكن أن تؤدي إلى نقص التروية تحت الإكلينيكي المزمن ، وضعف استهلاك الطاقة العصبية ، وضمور في مناطق الدماغ مع الأوعية الدموية ضعيفة بشكل دقيق مثل شرايين lenticulostriate من العقد القاعدية [Breteler et al.، 1994]. يمكن أيضا أن تكون النتائج القاعدية القاعدية في تحليلات TBM ملحوظة بسبب النقص النسبي في الحساسية. TBM لديه تغيرات في الحجم في السطح القشري بسبب سلاسة مجالات التشوه وما ينتج عنها من تأثيرات على الحجم الجزئي [Hua et al، 2009؛ Leow et al.، 2009]. لنا ذات المتغيرين تتوافق نتائج DM2 مع النتائج السابقة التي تتأثر بها GM و WM في DM2 [كورف وآخرون ، 2007; Tiehuis وآخرون ، 2008مع دراسات FDG-PET التي أظهرت وجود نقص في التمثيل الغذائي في مناطق الارتباط الجبهي والزماني والجغرافي ، والتلفيف الحزامي الخلفي في مواضيع طبيعية متداخلة مع ارتفاع سكر الدم بشكل معتدل [كاواساكي وآخرون ، 2008].

جمعية DM2 لم ينج تعديلها الانحدار المتعدد النماذج ، والتي قد تكون نتيجة لعدد قليل من الموضوعات DM2 في الدراسة (ن = 11) ، وهذا في حد ذاته قد يكون نتيجة لتأثير الناجين. وهذا يعني أن العديد من الأشخاص الذين لديهم DM2 ربما لم يكونوا قد عاشوا مدة كافية لإجراء الفحص كجزء من CHS. هذه انحياز ربما قد أدت إلى نقص القوة في الانحدار المتعدد نماذج وعدم وجود تفاعل ذات دلالة إحصائية بين مؤشر كتلة الجسم و DM2. يمكن التغلب على هذه المسألة في الدراسات المستقبلية من خلال تحليل أعداد أكبر من الأشخاص المسنين DM2 المسنين بشكل إدراكي. يمكن لمثل هذا العمل توضيح دور وساطة محتمل لـ DM2 فيما يتعلق بالبدانة وضمور الدماغ. وبينما من المغري التكهن بأن الأشخاص البدناء والأشخاص الذين يعانون من السمنة يعانون من أمراض DM2 الإكلينيكية المبكرة (كما يتجلى من البدناء والأشخاص ذوي الوزن الزائد الذين لديهم أعلى FPI) وأن هذه الأقراص العلاقة بين مؤشر كتلة الجسم وضمور الدماغ ، فإن العمل المستقبلي يجب أن يتحقق من هذا حيث لم نجد أي تفاعلات ذات دلالة إحصائية بين مؤشر كتلة الجسم و DM2 أو FPI.

توحي نتائجنا ، التي أُخذت في سياق دراسات سابقة ، بأن الأشخاص المسنين ذوي السمنة الأعلى يكونون أكثر عرضة لخطر ضمور الدماغ وبالتالي الخرف. حتى الأشخاص المسنين ، الذين كانوا يتمتعون بصحة جيدة وتأكدوا من أنهم مستقرون إدراكيًا على الأقل بعد سنوات من إجراء المسح الأساسي ، كانوا مصابين بضمور الدماغ المرتبط بالسمنة. نتائجنا تشير إلى أن الأفراد قد يكون لديهم درجة أكبر من ضمور الدماغ بسبب السمنة أو بسبب العوامل التي تعزز السمنة وأن هذا الضمور قد يؤدي ، بدوره ، إلى إضطراب الإدراك والخرف في المستقبل. وتشمل الآثار المترتبة على هذه الدورة ما يلي: (1) تضخيم المراضة / الوفيات لدى كبار السن ؛ (2) ارتفاع تكاليف الرعاية الصحية بسبب الخرف المرتبط بالسمنة. (3) الأعباء العاطفية وغيرها من الأعباء غير المالية على مقدمي الرعاية ومقدمي الرعاية الصحية. لذا ، فإن ارتباط البدانة بضمور الدماغ والخرف يشكلان تحديًا محتملًا للصحة العامة.

استخدمت هذه الدراسة طرق تصوير الأعصاب لاستكشاف آثار ارتفاع مؤشر كتلة الجسم ، والأنسولين ، و DM2 في جماعة المجتمع المسنين الذين ظلوا طبيعيين إدراكيًا لمدة خمس سنوات بعد الفحص. ومن ثم ، فإن هذه النتائج تعكس على الأرجح التغيرات التي تحدث في الدماغ في فئة كبار السن عامة ، حيث تتجنب تحيزات الإحالة في الدراسات التي تستخلص موضوعات من العيادات المتخصصة. يقدم قياس المورثات القائم على الموتر (TBM) خريطة عالية الدقة للاختلافات التشريحية ، مما يوفر حساسية فائقة للاختلافات الهيكلية المنهجية في الدماغ ، ويفتقر إلى تحيز الاختيار لعثرات ROI التي تفحص جزءًا فقط من الدماغ. استخدمنا TBM بسبب فعاليته في تحليل الاختلافات في الحجم الحجمي في الدماغ بأكمله. في أنواع أخرى من الدراسات القائمة على فوكسل ، مثل قياس القياسات المستندة إلى voxel [Ashburner و Friston ، 2000] ، يطرح سؤال في بعض الأحيان حول ما إذا كانت النتائج قد تعزى إلى التسجيل الناقص. ينشأ هذا السؤال لأنه في VBM ، تتم محاذاة الخرائط السلسة للمادة الرمادية المصنفة تلقائيًا عبر الموضوعات وتمهيدها ، ثم يتم عمل استنتاجات إحصائية فيما يتعلق باختلافات المجموعة ، عن طريق طرح voxel-by-voxel للصور متوسطة المجموعة. على هذا النحو ، من الممكن أن يكون الفرق الذي تم اكتشافه في أي موقع بسبب التسجيل الناقصثاكير وآخرون ، 2004].

في TBM ، ومع ذلك ، تستند الإشارات التي تم تحليلها فقط على تسجيلات الصور وليس تصنيفات المادة الرمادية المحاذية ، لذلك ليس مطلوبًا أن تكون المادة الرمادية مسجلة بشكل كامل عبر الموضوعات حيث لا يتم تحليل كثافة المادة الرمادية في كل مجسم موقعك. على هذا النحو ، فإن النتائج الإيجابية الكاذبة الناجمة عن اختلافات المجموعة المنهجية في أخطاء التسجيل هي أقل احتمالا. ومع ذلك ، قد تكون هناك نتائج سلبية خاطئة ، لأن القدرة على اكتشاف الاختلافات المورفومترية تعتمد على الحجم الذي يمكن أن تتطابق فيه البيانات التشريحية مع خوارزمية التواء. يمكن الكشف عن الاختلافات المورفومترية أدق (على سبيل المثال في الحصين أو السماكة القشرية) باستخدام طرق أخرى تشرح تلك الهياكل بشكل واضح. ومع ذلك ، فضلنا استخدام TBM على مطابقة النمط القشري لأن TBM قادر على معالجة أعداد أكبر من الموضوعات في أوقات أسرع ويتطلب ذاكرة أقل حاسوبية [Xue et al.، 2008]. وبالتالي ، فإن TBM أقل عرضة لتحيز التسجيل من VBM وأكثر كفاءة لتحليل أعداد أكبر من الموضوعات من نمذجة سطح القشرة القشرية ومطابقة نمط القشرة.

النتائج التي توصلنا إليها محدودة بالتصميم المقطعي ، على الرغم من استخدام المتابعة الطولية لإبلاغ اختيار الموضوع لتقليل الالتباس من أولئك الذين يعانون من التنكس العصبي المبكر من مرض الزهايمر أو الخرف الآخر. لنا الانحدار المتعدد وقد تناول هذا النهج التأثيرات المربكة المحتملة للسن والجنس والعرق و DM2. لم نقم بتضمين النمط الجيني لـ APOE4 في هذا النموذج ، حيث لم يُظهر المتغير أي علاقات ذات دلالة إحصائية في التحليل ثنائي المتغير (p = 0.39 ، اختبار التقليب).

ومع تزايد عدد الأشخاص الذين يصابون بالسمنة والشيخوخة ، فإن فهمًا مفصلاً للتشوهات الهيكلية في الدماغ في هذه المجموعة أمر حيوي. دراسات مثل هذا تشير إلى أن هؤلاء الأفراد قد يكون لديهم خطر متزايد للخرف. حتى الأفراد المسنين الذين ظلوا طبيعيين إدراكيًا بعد فترة طويلة من إصابة MRI بالضمور بالرنين المغناطيسي في المناطق الدماغية التي استهدفها التنكس العصبي: الحصين ، الفص الجبهي ، المهاد. قد يستفيد هؤلاء الأفراد من التدخلات لخفض دهون أنسجة الجسم وتجربة أفضل لصحة الدماغ في الشيخوخة.

المواد التكميلية

شكر وتقدير

مراجع حسابات