Struktura mozku a obezita (2010)

Úvod

Obezita a diabetes mellitus typu II (DM2) závislý na inzulínu (DM300) jsou dva vzájemně propojené stavy, které dosáhly epidemických rozměrů. V současné době je na celém světě více než miliarda obézních a XNUMX milionů obézních osob [Světová zdravotnická organizace, 2009]. Starší populace nebyla ušetřena - 40% mužů a 45% žen starších 70 let je zatíženo obezitou nebo DM2 [Ceska, 2007], zvyšující jejich riziko kardiovaskulárních chorob a mozkové příhody [Mankovsky a Ziegler, 2004]. Obezita je také rizikovým faktorem pro kognitivní pokles a demenci, včetně Alzheimerovy choroby (AD) [Elias a kol., 2005; Wolf et al., 2007]. Toto přidané riziko může být zprostředkováno DM2, což je spojeno s vyšší pravděpodobností výskytu AD [Irie a kol., 2008; Leibson a kol., 1997].

Předchozí studie analyzující údaje ze Studie kardiovaskulárního zdraví - Poznávací studie (CHS-CS) naznačují, že cerebrovaskulární onemocnění, kromě věku, rasy a úrovně vzdělání, jsou spojeny s kognitivním vývojem a vývojem přechodného rizikového stavu AD, známého jako mírné kognitivní poškození (MCI) [Lopez a kol., 2003a]. Mezi kardiovaskulární rizikové faktory pro MCI patří léze bílé hmoty, infarkty, hypertenze, diabetes mellitus a srdeční choroby [Lopez a kol., 2003a]. Dále mají pacienti s AD abnormálně vysokou míru atrofie mozku [Apostolova a kol., 2006; Callen a kol., 2001; Leow a kol., 2009]. Kromě toho může být mozková atrofie detekovatelná na MRI ještě předtím, než je klinicky evidentní kognitivní poškození, jak bylo prokázáno ve studii, která ukazuje větší atrofii u asymptomatických nosičů APOE4 ve srovnání s nenosnými [Morra a kol., 2009].

Obezita a DM2 mohou zesílit riziko demence zhoršením mozkové atrofie iu kognitivně intaktních jedinců, což zvyšuje jejich zranitelnost vůči budoucí neuropatologii AD. Dřívější studie, většinou u subjektů mladších než 65, naznačují, že zvýšený obsah tuku v tělesné tkáni (adipozita) je v korelaci s atrofií v časové kortexu, frontálních lalocích, putamenu, caudate, precuneu, thalamu a bílé hmotě (WM) [Gustafson a kol., 2004; Pannacciulli a kol., 2006; Taki a kol., 2008]. Není známo, ale je velmi zajímavé, zda vysoký obsah tuku v tkáních měřený pomocí BMI je spojen s rozdíly ve struktuře mozku u kognitivně normálních starších osob.

DM2 je také spojován s atrofií mozku u seniorů, včetně temporálních laloků, hippocampu, as větší expanzí laterálních komor [Korf a kol., 2007]. Nejběžnějším vysvětlením těchto účinků jsou léze WM [Claus a kol., 1996] a klinické mozkové příhody [Mankovsky a Ziegler, 2004]. Mozková atrofie spojená s DM2 může být sekundární ke zvýšeným hladinám inzulínu pozorovaným při onemocnění; plazmatický inzulín nalačno byl u starších jedinců spojen s kognitivními deficity [Yaffe a kol., 2004], a podporuje ukládání amyloidů, čímž zvyšuje riziko Alzheimerovy choroby [Watson a kol., 2003]. Dosud žádné jiné studie nesouvisely s plazmatickým inzulínem nalačno a strukturou mozku, i když byl zkoumán DM2. Vážným potenciálním zmatkem v těchto studiích je možnost pre-symptomatických neurodegenerativních změn ve studovaných kohortách starších osob. Protože mozková atrofie a AD patologie mohou existovat roky před nástupem klinických symptomů [Braskie a kol., 2008; DeKosky a kol., 2006], vyšetřování BMI, DM2 a mozkové atrofie by mělo být provedeno u jedinců, u kterých lze počínající AD vyloučit, pokud je to možné.

Obezita a DM2 mohou zesílit riziko AD tím, že podporují atrofii mozku, a mohou tedy představovat potenciálně kritické rizikové faktory pro kognitivní pokles a demenci. Protože těmto stavům lze do jisté míry předcházet a je možno je léčit, je důležité identifikovat specificky ovlivněné mozkové struktury u nedementních seniorů, a to jak pro pochopení postižených systémů, tak ke stanovení úspěšnosti zásahů na ochranu těchto oblastí.

Použili jsme tenzorovou morfometrii (TBM), relativně novou metodu [Hua a kol., 2008; Thompson a kol., 2000], pro generování 3D map mozkové atrofie ve skupině nedementních starších jedinců přijatých ze Studie kardiovaskulárního zdraví-Poznávací studie (CHS-CS), komunitní kohorta jedinců, pro které existují rozsáhlá klinická, kognitivní a zobrazovací data [Lopez a kol., 2004]. Na základě podélných kognitivních dat jsme vybrali subjekty 94, které zůstaly kognitivně normální po dobu alespoň 5 let po jejich výchozím skenování MRI, čímž se minimalizovaly zmatené účinky časné předklinické neurodegenerace. Proti BMI (n = 94), FPI (n = 64) a DM2 (n = 94) jsme ustoupili proti obrazovým měřením rozdílů objemu GM a WM mezi subjekty, abychom určili, zda tyto proměnné souvisejí s atrofií mozku. Použili jsme bivariační korelace modely pro počáteční průzkumnou analýzu a poté vícenásobná regrese modely byly použity k účtování potenciálních zmatků, jako je pohlaví a rasa. Rovněž jsme porovnali strukturu mozku mezi normální hmotností (BMI: 18.5 – 25), nadváhou (BMI: 25 – 30) a obézními (BMI: 30 +), abychom zhodnotili, zda tato klinická omezení pro definování vyšší adipozity jsou spojena s atrofií mozku.

Materiály a metody

výsledky

Demografie předmětu jsou zobrazeny v Tabulka I, rozdělena do kategorií 3 BMI pro normální, obézní a obézní (rozsah BMI: 18.5 – 36.2). Pouze hladiny BMI a FPI se mezi skupinami lišily - podle očekávání nebo podle definice měli osoby s nadváhou a obezitou vyšší hodnoty BMI a FPI než normální skupina BMI (p ≤ 0.001). Neexistovala žádná korelace mezi hladinami DM2 a FPI (r(64) = .01,p = .92). DM2subjekty navíc neměly vyšší hladiny FPI než subjekty bez FPI (t(62) = -.09,p = .92).

Tabulka I

Charakteristika předmětu. Studované skupiny se lišily pouze u BMI a FPI (p <0.01).

Statistické analýzy Bivariate:

Potenciální zmatení

V našich TBM mapách, které korelovaly potenciální matoucí proměnné se strukturou mozku, zvyšující se věk vykazoval trend-úrovni spojení s nižšími objemy mozku v tomto vzorku, ale to nebylo statisticky významné (p = 0.07, opraveno; permutační test). Věk a BMI nebyly v našem vzorku významně korelovány (r (92) = - 0.04, p = 0.90) ani věk nebyl korelován s hladinami inzulínu (r (64) = 0.06, p = 0.66) nebo s diagnostikou DM2 (r (92) = -0.05, p = 0.61). Navíc genotyp APOE4, který zvyšuje riziko sporadické AD, nesouvisel s detekovatelnými změnami struktury mozku, jak bylo stanoveno pomocí TBM v tomto vzorku (p = 0.39, permutační test). Vzdělávání, které bylo kategoricky definováno jako progrese mimo střední školu, nebylo statisticky významné ani ve své korelaci s TBM mírou atrofie GM a WM negativně (p= .92, permutační test) nebo pozitivně (p= 12, permutační test). Klinické označení hypertenze (systolická / diastolická> 140/90 mm hg nebo použití antihypertenziv) také nemělo statisticky významnou negativní korelaci se strukturou mozku v našem vzorku (p= .33, permutační test).

BMI

Vyšší BMI významně korelovala s nižšími objemy GM a WM v mozku (p <0.001, permutační test). Obrázek 1a ukazuje korelační koeficienty pro inverzní asociaci BMI s mozkovou strukturou promítnutou do šablony CHS-specifické minimální deformace (CHS-MDT). Modré barvy představují oblasti vyšší negativní korelace; hodnoty se obvykle pohybují od −0.30 do 0.30. Oblasti pozitivní korelace v červené a žluté nebyly statisticky významné. Oblasti nejsilnější negativní korelace (r ≤ −0.30) byly nalezeny v orbitální frontální kůře (červená šipka na x = −9, y = 57, z = 29, r = −.31), hippocampus (zlaté šipky: vlevo na x = - 31, y = −2, z = 25, r = −.32; přímo na x = 32, x = 9, z = 18, r = −.31) a subkortikální oblasti (bílé hvězdičky: vlevo na x = −28, y = −14, z = 1, r = −.30; přímo na x = 29, y = −15, z = 1, r = −.34) včetně putamenů, globus pallidus a thalamu. Tyto výsledky naznačují atrofii u lidí s vyšším tělesným tukem. Obrázek 1b ukazuje odpovídající význam (p-hodnota). Tmavší barvy označují oblasti s nižší p-hodnoty.

Obrázek 1

Část a ukazuje a r-hodnota (Pearsonův korelační koeficient) mapa zvýrazňující negativní a pozitivní korelace mezi BMI a strukturou mozku promítnutou do kardinálních řezů šablony kardiovaskulární zdravotní studie Minimální deformace (CHS-MDT). ...

FPI

Vyšší FPI byl spojován s nižšími regionálními objemy mozku (p = 0.01, permutační test) v GM i WM. Vyšší FPI byly spojeny s atrofií mozku ve frontálních lalocích, hippocampu a spleniu corpus callosum. Tyto výsledky jsou uvedeny v Obrázky 2a a 2b. Obrázek 2a ukazuje mapu korelačního koeficientu, ve které je vyšší FPI korelován s nižšími objemy ve spleniu corpus callosum (červená šipka: x = −3, y = 12, z = −12, r = −.27), orbitální čelní kůra (oranžová šipka: x = −3, y = −39, z = 31, r = −.33) a hippocampus (zlaté šipky: vlevo na x = −24, y = −1, z = 24, r = −.31; přímo na x = 31, x = 3, z = 21, r = −.33). Obrázek 2b ukazuje odpovídající mapu p-hodnoty. Tyto výsledky naznačují, že vysoké hladiny inzulínu, časná složka patologie DM2, mohou být spojeny s mozkovou atrofií v mozkových oblastech s kognitivní funkcí, jako je splenium corpus callosum (interhemisferický přenos vizuální a jiné kognitivní informace), orbitální frontální kůra (výkonná funkce) a hippocampus (učení a paměť).

Obrázek 2

Část a ukazuje korelační mapu promítnutou do šablony CHS-MDT, která ukazuje, kde mozková atrofie (snížení objemu) souvisí s vyššími hladinami inzulínu v plazmě nalačno. Vyšší FPI koreluje s nižšími objemy splenia corpus callosum (červená ...

Diabetes mellitus typu II

DM2 byl také spojován s mozkovou atrofií (p <0.001, permutační test) v bivariační analýze. Účastníci s diagnostikovanou DM2 měli nižší objemy v různých oblastech mozku, včetně čelních laloků, prefrontální kůry, genu a splenia corpus callosum, středního cingulárního gyrusu, parietálního laloku, okcipitálních lalůčků a mozečku. Bazální ganglia, včetně caudate, putamen a globus pallidus, byla také atrofována u pacientů s diagnózou DM2. Žádný z našich DM2 subjektů neměl anamnézu klinické cévní mozkové příhody ani infarktu identifikovaného pomocí MRI. Zobrazí se oblasti atrofie související s DM2 Obrázky 3a (mapa korelačního koeficientu) a and3b3b (mapa p-hodnoty). Tento obrázek ukazuje, že DM2 je spojen s nižšími objemy ve spleniu corpus callosum (Obrázek 3b, mapa významnosti, černá šipka, odpovídající r-value = −.21 v x = −4, y = 14, z = −17), true of callosum corpus (Obrázek 3b, zelená šipka, odpovídající r-hodnota = −.17 v x = 4, y = −49, z = 1) a přední laloky (Obrázek 3b, červená šipka, odpovídající r-hodnota = −.24 v x = −7, y = −77, z = 7).

Obrázek 3

Projekt r- částečnou hodnotu a ukazuje negativní korelaci mezi kategoriální diagnózou DM2 a atrofií u GM a WM. DM2 je spojen s nižšími objemy ve spleniu corpus callosum Obrázek 3b, mapa významnosti, černá šipka, odpovídající ...

Více regresních analýz

v vícenásobná regrese modely, BMI byla jedinou proměnnou, která byla významně spojena s mozkovou atrofií u GM a WM (očekává se FDR <5%); neexistovaly žádné nezávislé asociace mezi FPI, DM2, e, pohlavím nebo rasou se stupněm atrofie mozku, jakmile byl započítán BMI. Inverzní asociace BMI a struktury mozku je uvedena v Obrázek 4. Vyšší BMI byl spojen s nižšími objemy GM a WM v orbitální frontální kůře (část a, modrý rámeček), předním cingulate gyrus (část a, modrý rámeček), středním temporálním lalokem (část b, černé šipky) a subkortikálním WM (část c) , černé hvězdičky). Velikost efektů pro toto spojení byla velká (r ≥ 0.30). v Doplňkový obrázek 1, ukážeme beta verzi hlavních účinků BMI. Tento obrázek představuje sklon regresní linie, zobrazující procento ztraceného mozku (v cm3) ztracené pro každý standardní směrodatný zisk v BMI po úpravě o další proměnné v modelu. Například v omezené oblasti orbitální čelní kůry / předního cingulátu fialové barvy ukazují, že více než 4% objemu mozku je ztraceno za každý standardní zisk odchylky v BMI. V důsledku toho by osoba v top 5% BMI (tj. Dvě standardní odchylky od průměru) vykazovala maximální ohniskový deficit 8% v oblasti, jako je orbitální frontální kůra. Šipky a hvězdičky označují odpovídající anatomické oblasti mezi korelační mapou a beta verzí.

Obrázek 4

Tento obrázek ukazuje mapu korelačních hodnot (r-value map) promítnuté do standardní mozkové šablony MNI s jediným předmětem pro účely zobrazení. Uvedená korelace je mezi kontrolou vyšší atrofie BMI a GM / WM pro věk, pohlaví, rasu a DM2. Hotter ...

Jakmile jsme zjistili BMI, nezjistili jsme v našem vzorku žádná nezávislá sdružení věku, DM2, pohlaví nebo rasy na objemech GM nebo WM v našem vzorku. Interakční analýzy také ukázaly, že atrofie související s BMI se nemění jako funkce žádné z těchto proměnných. Samostatná analýza interakce BMI pomocí FPI (n = 64) ukázala, že účinky BMI na strukturu mozku se neměly jako funkce FPI. Abychom lépe porozuměli tomu, jak byla distribuována atrofie spojená s BMI, porovnali jsme také objemy osob GM a WM s diskrétními diagnostickými klasifikacemi 3, tj. Normální BMI, obézní a obézní.

Analýzy ANCOVA mezi skupinami

Obezita versus normální BMI

Při porovnání obézních subjektů (BMI: 30 +) s těmi, které mají normální BMI (BMI: 18.5 – 25), jsme zjistili nižší objemy GM a WM (FDR <5%) v obézní skupině navzdory kontrole věku, pohlaví, rasy a DM2. Tato atrofie je zobrazena v Obrázek 5 as r- obraz promítnutý do šablony MNI Standard Single Subject Subject, s červenými barvami odpovídající vyšší velikosti korelačního efektu (r > 0.50). Obézní osoby měly nižší objemy GM a WM v čelních lalocích, přední cingulární gyrus (část a, modrá šipka), hipokampus (část b, černá šipka) a bazální ganglia (část c, zelená krabička). Tyto mapy naznačují, že být obézní je spojeno s atrofií v oblastech mozku důležitých pro kognitivní funkce, jako je přední cingulate, který se účastní pozornosti a výkonné funkce.

Obrázek 5

Korelační mapa (r-hodnota) velikosti efektů pro srovnání 14 obézních osob (BMI> 30) s 29 osobami s normální hmotností (18.5–25). Obézní osoby měly nižší objemy GM a WM v čelních lalocích, přední cingulární gyrus (část a, modrá ...

Nadváha versus normální BMI

Obrázek 6 ukazuje, že subjekty s nadváhou (BMI: 25–30) mají nižší objem mozku než pacienti s normálním BMI v bazálních gangliích (část a - černá šipka; část b - červená šipka; část c - modrá šipka), corona radiata (část b, černá skříňka) a temenní lalok (část c, fialová šipka). Tyto asociace byly obecně nižší (|r| = 0.30 - 0.40) ve srovnání s obézně normálními výsledky BMI. Na rozdíl od obézních osob skupina s nadváhou nevykazovala atrofii v takových paralimbických oblastech, jako je přední gingus cingulate a hippocampus. Mezi obézními a obézními skupinami nebyly statisticky významné rozdíly v GM a WM. Všechny analýzy byly kontrolovány na věk, pohlaví, rasu a DM2.

Obrázek 6

Mapy korelačních koeficientů jsou zobrazeny pro skupinové srovnání osob s nadváhou 51 (BMI: 25 – 30) oproti osobám s normální hmotností 29 (18.5 – 25). Atrofie ve skupině s nadváhou je vidět v bazálních gangliích (část a - černá šipka; ...

Diskuse

Uvádíme několik klíčových zjištění týkajících se strukturálních deficitů mozku u obezity, vyšších BMI, FPI a DM2 u kognitivně normálních starších jedinců pocházejících z kohorty komunit. Za prvé, vyšší tělesný tuk byl silně spojen s deficitem mozku u kognitivně normálních starších jedinců, dokonce i při kontrole potenciálních zmatků, jako je věk, pohlaví a rasa. Za druhé FPI a DM2 vykazovaly inverzní asociace se strukturou mozku v a bivariate analýza, ale tyto korelace nebyly statisticky významné při kontrole BMI. Za třetí, negativní korelace mezi tukem v těle a strukturou mozku byly nejsilnější u obézních osob, ale byly také pozorovány u jedinců s nadváhou. I když uznáváme, že účinky obezity mohou být sekundární k obecně špatnému zdraví, je to méně pravděpodobné v našem vzorku, protože (i) ti s velmi špatným zdravím mají menší šanci na přežití do pokročilého věku (průměr: 77.3 let) v naší studii ; (ii) nebyla zjištěna žádná korelace mezi BMI a úmrtností v naší kohorty 10 roky po jejich skenování (r(94) = 0.07, p = 0.47); a (iii) skupiny 3 BMI se nelišily svojí mírou cévních onemocnění, která zvyšují nemocnost a úmrtnost (Tabulka I). Proto iu osob s normálním poznáním, které přežijí do stáří, může mít vyšší adipozita v tělesné tkáni škodlivé důsledky na strukturu mozku.

Naše zjištění atrofie mozku spojené s BMI u kognitivně normálních starších lidí je podloženo studiemi z mladších vzorků. Studie japonských mužů (průměrný věk: 46.1) ukázala snížené objemy GM ve spojení se zvyšujícím se BMI ve středních časových lalocích, hippocampu a precuneu [Taki a kol., 2008]. Další studie (průměrný věk: 32) ukázala větší ztrátu objemu GM u obézních jedinců v frontálním operculu, postcentrálním gyru a putamenu [Pannacciulli a kol., 2006]. Nedávná studie MR spektroskopie odhalila metabolické abnormality u GM a WM frontálního laloku u skupiny mladších obézních osob (průměrný věk: 41.7) [Gazdzinski a kol., 2008].

Je nepravděpodobné, že by korelace mezi objemy BMI a mozkem byla přímá ve smyslu toho, že způsobuje druhé; proto je zajímavé určit faktory nebo mechanismy že může mít tendenci způsobovat snížení objemu mozku a obezitu u stejných subjektů. Mezi nejčastěji navrhované mediátory pro vztah mezi vyšší adipozitou tělesné tkáně a strukturou mozku patří hyperkortisolémie [Lupien a kol., 1998], snížené cvičení [Colcombe a kol., 2003], zhoršená respirační funkce [Guo a kol., 2006], zánět [van Dijk a kol., 2005], kardiovaskulární / hypertenze / hyperlipidémie [Breteler a kol., 1994; Swan a kol., 1998] a diabetes mellitus typu II [den Heijer a kol., 2003; Ferguson a kol., 2003]. Projevy strukturálních deficitů mozku v těchto studiích byly hipokampální atrofie, ztráta kortikálního objemu a hyperintenzita WM. Nezjistili jsme žádnou interakci mezi BMI a DM2, takže je nepravděpodobné, že by účinky BMI byly zprostředkovány tímto mechanismem v našem vzorku. Kromě toho se naše výsledky BMI nezměnily při kontrole hypertenze a WM hyperintenzity, jak bylo stanoveno standardizovanými kritérii CHS [Dai a kol., 2008; Yue a kol., 1997]. Tyto výsledky mohou odrážet přežívající účinek, protože osoby s vysokým BMI a klinicky závažným cerebrovaskulárním onemocněním jsou méně pravděpodobné, že budou žít do věkového rozmezí naší studované populace (70 – 89 let). Navíc nemůžeme vyloučit možnost, že vztahy BMI s atrofií mozku v naší starší skupině jsou přímo zprostředkovány prostřednictvím jedné nebo jakékoli kombinace výše uvedených mechanismů.

Když jsme zjistili, že BMI je spojována s mozkovou atrofií u starších osob, uznáváme také, že v literatuře existuje diskuse o tom, jak je tato asociace ovlivňována rozdíly v pohlaví. Skupina starších (70 – 84 let) švédských žen projevila významnou časovou atrofii laloku na počítačové tomografii [Gustafson a kol., 2004] zatímco jiná studie zjistila, že BMI souvisí s úbytkem mozku v japonském muži, ale nikoli u žen [Taki a kol., 2008]. Abychom určili, zda korelace mezi BMI a strukturou mozku jsou v naší studii ovlivněny genderem, modelovali jsme BMI podle genderové interakce v naší studii vícenásobná regrese analyzuje a nezjistil pohlavní rozdíl v BMI související mozkové atrofii. Naše studie proto naznačuje, že škodlivé účinky vyšší tkáňové adipozity na strukturu mozku mohou být genderově nezávislé; toto zjištění si však zaslouží další šetření v budoucích studiích.

Přestože neupravené korelace FPI, DM2 a mozkové atrofie nebyly v upravených modelech statisticky významné, mohou si zasloužit diskusi kvůli rostoucí literatuře o účincích hyperinzulinemie a DM2 na mozek. V raných stadiích DM2 je inzulínová rezistence spojena s kompenzační hyperinzulinémií [Yaffe a kol., 2004] a vysoké hladiny inzulínu jsou spojeny s kognitivní poruchou, a to iu subjektů, u kterých se DM2 nevyvíjí [van Oijen a kol., 2008], což naznačuje, že hyperinzulinémie může změnit strukturu mozku. Vliv hyperinzulinemie na funkci a strukturu mozku se účastní více mechanismů, včetně vazoaktivních účinků na mozkové tepny, neurotoxicity v důsledku snížené clearance amyloidu z mozku a stimulace tvorby neurofibrilárních spleti prostřednictvím pokročilého metabolismu koncových produktů glykace [Bian a kol., 2004; Watson a kol., 2003]. Inzulinový účinek je zde pozorován v mnoha oblastech souvisejících s kognitivní funkcí, jako je orbitální frontální kůra a hippocampus. To je v souladu s představou, že hyperinzulinemie ovlivňuje mozkové struktury zapojené do poznání; to může také vést k jemnému kognitivnímu poklesu dříve, než budou detekovatelné jasné klinické příznaky demence [Kalmijn a kol., 1995].

DM2 byl spojován s oblastmi s nižším objemem GM a WM s kognitivním významem, jako jsou frontální laloky a velké WM trakty (splenium corpus callosum), což naznačuje, že DM2 má rozsáhlou souvislost s atrofií mozku. DM2 může snížit objem mozku prostřednictvím progresivního cerebrovaskulárního procesu, který vede k mozkové mrtvici a infarktu [Ikram a kol., 2008; Knopman a kol., 2005]. DM2 může poškodit díky pokročilé glykaci klíčových strukturních proteinů, nerovnováze mezi produkcí a eliminací reaktivních kyslíkových druhů a poruchami hexosaminových a polyolových drah, což způsobuje zesílení bazálních membrán mozkových kapilár [Arvanitakis a kol., 2006]. Takové mikrovaskulární změny, které se často vyskytují s dalšími důsledky obezity, jako je hypertenze, mohou vést k chronické subklinické ischemii, zhoršené spotřebě energie neuronů a atrofii v oblastech mozku s jemně zranitelnou vaskulaturou, jako jsou lentikulostrikční tepny bazálních ganglií [Breteler a kol., 1994]. Bazální gangliální nálezy v analýzách TBM mohou být také patrné kvůli komparativní nedostatečné citlivosti TBM musí ke změnám objemu v kortikálním povrchu kvůli hladkosti deformačních polí a výsledným dílčím objemovým efektům [Hua et al, 2009; Leow a kol., 2009]. Náš bivariate Výsledky DM2 jsou v souladu s předchozími zjištěními, že v DM2 jsou ovlivněny GM a WM [Korf a kol., 2007; Tiehuis a kol., 2008] a se studiemi FDG-PET, které prokázaly hypometabolismus v frontálních, temporálních a parietálních asociačních regionech a zadní gingus cingulate u kognitivně normálních jedinců s mírnou hyperglykémií [Kawasaki a kol., 2008].

Asociace DM2 nepřežil upravené vícenásobná regrese modely, které mohou být způsobeny malým počtem DM2 subjektů ve studii (n = 11), to samo o sobě může být důsledkem přežívajícího účinku. To znamená, že mnoho lidí s DM2 nemusí žít dostatečně dlouho, aby podstoupili skenování v rámci CHS. Tento předsudek může vést k nedostatku moci v EU vícenásobná regrese modely a neexistence statisticky významné interakce mezi BMI a DM2. Tento problém lze v budoucích studiích překonat analýzou většího počtu kognitivně normálních starších osob DM2. Taková práce by mohla objasnit možnou zprostředkovatelskou roli DM2 s ohledem na obezitu a atrofii mozku. Je lákavé spekulovat, že obézní a obézní lidé mají časnou subklinickou patologii DM2 (což se projevuje u obézních a obézních osob s vyšším FPI) a že to vede vzhledem k vztahu mezi BMI a mozkovou atrofií by to musela budoucí práce ověřit, protože jsme nezjistili žádné statisticky významné interakce mezi BMI a DM2 nebo FPI.

Naše zjištění, přijatá v souvislosti s dřívějšími studiemi, naznačují, že u starších osob s vyšší adipozitou je zvýšené riziko atrofie mozku a následně demence. Dokonce i naši starší jedinci, kteří byli velmi zdraví a potvrdili se kognitivně stabilní alespoň 5 let po základním skenování, byli postiženi atrofií mozku spojenou s obezitou. Naše výsledky naznačují, že jednotlivci mohou mít větší rozsah mozkové atrofie v důsledku obezity nebo v důsledku faktorů, které podporují obezitu, a že tato atrofie je může zase předisponovat k budoucímu kognitivnímu poškození a demenci. Důsledky tohoto cyklu zahrnují: (i) zesílenou morbiditu / úmrtnost u starších osob; ii) vyšší náklady na zdravotní péči v důsledku demence související s obezitou; a (iii) emocionální a jiná nefinanční zátěž pro pečovatele a poskytovatele zdravotní péče. Obezitní souvislosti s mozkovou atrofií a rizikem demence proto představují potenciální výzvu pro veřejné zdraví.

Tato studie použila neuroimagingové metody k prozkoumání účinků vyššího BMI, inzulínu a DM2 u kohorty starších komunit, kteří zůstali kognitivně normální po dobu pěti let po jejich skenování. Tyto výsledky proto pravděpodobněji odrážejí změny mozku v obecné populaci starších lidí, protože se vyhýbají předpojatostem studií, které vybírají subjekty ze speciálních klinik. Tenzorová morfometrie (TBM) nabízí mapování anatomických rozdílů ve vysokém rozlišení, nabízí vynikající citlivost na systematické strukturální rozdíly v mozku a postrádá selekční předpojatost trasování ROI, které zkoumají pouze část mozku. TBM jsme použili kvůli jeho účinnosti při analýze objemových skupinových rozdílů v celém mozku. V jiných typech studií založených na voxelu, jako je morfometrie založená na voxelu [Ashburner a Friston, 2000], někdy vyvstává otázka, zda zjištění lze přičíst nedokonalé registraci. Tato otázka vyvstává, protože ve VBM jsou vyhlazené mapy klasifikované šedé hmoty automaticky zarovnány mezi subjekty a vyhlazeny a poté jsou provedeny statistické závěry týkající se skupinových rozdílů odečtením skupinově zprůměrovaných obrázků. Je tedy možné, že rozdíl zjištěný na jakémkoli místě je způsoben nedokonalou registrací [Thacker a kol., 2004].

V TBM jsou však analyzované signály založeny pouze na registraci obrazů a nikoli na seřazených klasifikacích šedé hmoty, takže není nutné, aby byla šedá hmota dokonale registrována napříč subjekty, protože hustota šedé hmoty není analyzována při každém stereotaktickém umístění. Falešně pozitivní nálezy v důsledku systematických skupinových rozdílů v chybách registrace jsou proto méně pravděpodobné. I tak však mohou existovat falešně negativní nálezy, protože schopnost detekovat morfometrické rozdíly závisí na rozsahu, v jakém mohou být anatomická data porovnána pomocí algoritmu deformace. Morfometrické rozdíly ve finálním měřítku (např. V hippocampu nebo kortikální tloušťce) mohou být lépe detekovány pomocí jiných metod, které tyto struktury explicitně modelují. Preferovali jsme však použití TBM před porovnáváním kortikálních vzorců, protože TBM je schopen zpracovat větší počet subjektů v rychlejších časech a vyžaduje méně výpočetní paměti [Xue et al., 2008]. TBM je proto méně náchylný na zkreslení registrace než VBM a účinnější pro analýzu většího počtu subjektů než modelování kortikálních povrchů a porovnávání kortikálních vzorů.

Naše zjištění jsou omezena průřezovým designem, i když k informování výběru subjektů bylo použito podélné sledování, aby se minimalizovalo zmatení od těch, u nichž došlo k časné neurodegeneraci z Alzheimerovy choroby nebo jiných demencí. Náš vícenásobná regrese přístup představoval potenciálně matoucí účinky věku, pohlaví a rasy a DM2. Do tohoto modelu jsme nezahrnuli genotyp APOE4, protože proměnná neprokázala žádné statisticky významné vztahy v bivariační analýze (p = 0.39, permutační test).

S rostoucím počtem osob, které se stávají obézními i staršími, je nezbytné podrobné pochopení strukturálních abnormalit mozku v této skupině. Studie jako je toto naznačují, proč tito jedinci mohou mít zvýšené riziko demence. Dokonce i starší jedinci, kteří zůstali kognitivně normální dlouho po MRI, měli BMI asociovanou atrofii v mozkových oblastech zaměřených na neurodegeneraci: hippocampus, frontální laloky a thalamus. Tito jedinci mohou mít prospěch z intervencí ke snížení tělesného tuku a zažít lepší zdraví mozku ve stárnutí.

Doplňkový materiál

Poděkování

Reference