Structura creierului și obezitatea (2010)

Introducere

Obezitatea și diabetul zaharat de tip II sau non-insulino dependent (DM2) sunt două condiții interconectate care au atins proporții epidemice. În prezent există peste un miliard de persoane supraponderale și 300 milioane de persoane obeze în întreaga lume [Organizația Mondială a Sănătății, 2009]. Populația în vârstă nu a fost scutită - 40% dintre bărbați și 45% dintre femeile cu vârsta peste 70 de ani sunt împovărați fie cu obezitate, fie cu DM2 [Ceska, 2007], crescând riscul de apariție a bolilor cardiovasculare și accident vascular cerebral [Mankovsky și Ziegler, 2004]. Obezitatea este, de asemenea, un factor de risc pentru declinul cognitiv și demența, inclusiv boala Alzheimer (AD) [Elias și colab., 2005; Wolf și colab., 2007]. Acest risc adăugat poate fi mediat de DM2, care este asociat cu o probabilitate mai mare de a avea AD [Irie și colab., 2008; Leibson și colab., 1997].

Studiile anterioare care analizează date din Studiul de sănătate cardiovasculară (CHS-CS) indică faptul că boala cerebrovasculară, pe lângă vârsta, rasa și nivelul de educație, este asociată cu cunoașterea și cu dezvoltarea unei stări de risc intermediare pentru AD, cunoscută ca insuficiență cognitivă ușoară (MCI) [Lopez și colab., 2003a]. Factorii de risc cardiovascular pentru MCI au inclus leziuni ale materiei albe, infarcte, hipertensiune, diabet zaharat și boli cardiace [Lopez și colab., 2003a]. Mai mult, pacienții cu AD prezintă rate anormal de ridicate de atrofie a creierului [Apostolova și colab., 2006; Callen și colab., 2001; Leow și colab., 2009]. În plus, atrofia creierului poate fi detectabilă la RMN chiar înainte ca insuficiența cognitivă să fie evidentă din punct de vedere clinic, așa cum sa demonstrat într-un studiu care arată o mai mare atrofie la purtătorii asimptomatici APOE4 comparativ cu non-purtătorii [Morra și colab., 2009].

Obezitatea și DM2 pot amplifica riscul de demență prin agravarea atrofiei cerebrale chiar și la persoanele intacte cognitiv, crescând vulnerabilitatea lor la neuropatologia AD în viitor. Studiile anterioare, în special la subiecții mai tineri decât 65, sugerează că un conținut crescut de grăsimi corporale (adipozitate) este corelat cu atrofia în cortexul temporal, lobii frontali, putamen, caudate, precuneus, thalamus și materia albă [WM] [Gustafson și colab., 2004; Pannacciulli și colab., 2006; Taki și colab., 2008]. Nu este cunoscut, dar de mare interes, dacă conținutul ridicat de grăsimi din țesut, măsurat prin IMC, este asociat cu diferențe în structura creierului la vârstnici normali cognitiv.

DM2 este, de asemenea, asociat cu atrofia creierului la vârstnici, inclusiv în lobii temporali, hipocampus și cu o extindere mai mare a ventriculilor laterali [Korf și colab., 2007]. Cea mai comună explicație pentru aceste efecte este leziunile WM [Claus și colab., 1996] și accidentelor clinice [Mankovsky și Ziegler, 2004]. DM2 atrofia creierului asociată poate fi secundară la creșterea nivelului de insulină observat în boală; insulina cu plasmă mai înaltă a fost asociată cu deficiențe cognitive la subiecții vârstnici [Yaffe și colab., 2004], și promovează depunerea amiloidă, crescând astfel riscul de boală Alzheimer [Watson și colab., 2003]. Până în prezent, niciun alt studiu nu a corelat insulina cu plasmă posturală și structura creierului, chiar și atunci când a fost examinat DM2. Un potențial serios de confuzie în astfel de studii este posibilitatea unor modificări pre-simptomatice neurodegenerative la cohortele vârstnice studiate. Deoarece atrofia creierului și patologia AD pot exista cu ani înainte de apariția simptomelor clinice [Braskie și colab., 2008; DeKosky și colab., 2006], investigațiile privind IMC, DM2 și atrofia creierului ar trebui efectuate la persoanele pentru care AD incipientă poate fi exclusă pe cât posibil.

Obezitatea și DM2 pot amplifica riscul de apariție a AD prin promovarea atrofiei cerebrale și, prin urmare, pot reprezenta factori potențial critici de risc pentru declinul cognitiv și demența. Deoarece aceste condiții sunt într-o oarecare măsură prevenite și tratabile, este important să se identifice structurile creierului afectate în mod special la vârstnicii fără dementă, atât pentru a înțelege sistemele afectate, cât și pentru a evalua succesul intervențiilor pentru a proteja aceste zone.

Am aplicat morfometria bazată pe tensori (TBM), o metodă relativ nouă [Hua și colab., 2008; Thompson și colab., 2000], pentru a genera harti 3D de atrofie a creierului intr-un grup de sub-varstnici non-dementa recrutat de la Studiul de Sanatate Cardiovasculara Studiul-Cognition (CHS-CS), o cohorta de comunitate pe baza de indivizi pentru care extinse date clinice, cognitive, [Lopez și colab., 2004]. Pe baza datelor cognitive longitudinale, am selectat subiecții 94 care au rămas cognitiv normali pentru cel puțin 5 ani după scanarea RMN de bază, reducând astfel efectele confuzive ale neurodegenerării preclinice timpurii. Am redus valorile BMI (n = 94), FPI (n = 64) și diagnosticul DM2 (n = 94) față de măsurătorile derivate din imagini ale diferențelor de volum GM și WM la subiecți, pentru a determina dacă aceste variabile au fost asociate cu atrofie creierului. Noi am folosit corelație bivariată modele pentru o analiză exploratorie inițială și apoi regresie multiplă modelele au fost utilizate pentru a explica potențialii confundatori, cum ar fi genul și rasa. De asemenea, am comparat structura creierului între subiecții cu greutate normală (BMI: 18.5-25), excesul de greutate (BMI: 25-30) și obezi (BMI: 30 +) pentru a evalua dacă aceste limite clinice pentru definirea adipozității superioare sunt asociate cu atrofia creierului.

Materiale și metode

REZULTATE

Subiecte demografice sunt afișate în Tabelul I, împărțit în categorii 3 BMI pentru normală, supraponderală și obeză (intervalul BMI: 18.5-36.2). Numai nivelurile de IMC și FPI au diferit între grupuri - așa cum era de așteptat sau, prin definiție, persoanele supraponderale și obeze au avut niveluri mai mari de IMC și FPI decât grupul normal de IMC (p ≤ 0.001). Nu a existat nicio corelație între nivelele DM2 și FPI (r(64) = .01,p = .92). În plus, subiectele DM2 nu au niveluri mai ridicate ale FPI decât subiecții non-FPI (t(62) = -.09,p = .92).

Tabelul I

Caracteristicile obiectului. Grupele studiate diferă numai în ceea ce privește IMC și FPI (p <0.01).

Analizele statistice bivariate:

Potențialii confounderi

În hărțile TBM care corelează variabilele potențiale de confuzie cu structura creierului, creșterea vârstei a arătat o asociere la nivel de tendință cu volume mai mici ale creierului în acest eșantion, dar acest lucru nu a fost statistic semnificativ (p = 0.07, corectat; permutarea testului). Vârsta și IMC nu au fost semnificativ corelate în eșantionul nostru (r (92) = - 0.04, p = 0.90) și nici nu a fost corelată cu vârsta la nivelurile de insulină (r (64) = 0.06, p = 0.66) sau cu diagnostic DM2 (r (92) = -0.05, p = 0.61). În plus, genotipul APOE4, care crește riscul de AD sporadic, nu a fost legat de alterarea detectabilă a structurii creierului, așa cum este evaluată cu TBM în această probă (p = 0.39, test de permutare). Educația, definită categoric ca progresie dincolo de liceu, nu a fost, de asemenea, semnificativă statistic în corelația sa cu măsurarea TBM a atrofiei GM și WM fie negativ (p= .92, test de permutare) sau pozitiv (p= .12, test de permutare). O denumire clinică a hipertensiunii arteriale (sistolică / diastolică> 140/90 mm hg sau utilizarea medicamentelor antihipertensive) nu a avut nici o corelație negativă semnificativă statistic cu structura creierului în eșantionul nostru (p= .33, test de permutare).

Indicele de masă corporală (IMC)

Valoarea mai mare a IMC a fost corelată în mod semnificativ cu volumele GM și WM mai mici în creier (p <0.001, test de permutare). Figura 1a arată coeficienții de corelație pentru asocierea inversă a IMC cu structura creierului proiectată pe șablonul de deformare minimă specific CHS (CHS-MDT). Culorile albastre reprezintă zone cu o corelație negativă mai mare; valorile variază de la -0.30 la 0.30. Zonele de corelare pozitivă în roșu și galben nu au fost semnificative din punct de vedere statistic. Zonele cu cea mai puternică corelație negativă (r ≤ -0.30) au fost găsite în cortexul frontal orbital (săgeata roșie la x = -9, y = 57, z = 29, r = -.31), hipocampul (săgeți de aur: lăsat la x = - 31, y = -2, z = 25, r = -.32; chiar la x = 32, x = 9, z = 18, r = -.31) și zonele subcortice (asteriscuri albe: lăsate la x = -28, y = -14, z = 1, r = -.30; chiar la x = 29, y = -15, z = 1, r = -.34), inclusiv putamen, globus pallidus și thalamus. Aceste rezultate sugerează atrofie la persoanele cu o greutate corporală mai mare a țesutului corporal. Figura 1b prezintă semnificația corespunzătoare (p-value) hartă. Culorile mai închise indică zonele mai mici p-values.

Figura 1

Parte a arată a r-value (coeficientul de corelație Pearson), evidențiind corelațiile negative și pozitive dintre IMC și structura creierului proiectate pe secțiunile cardinale ale modelului de deformare minimală a studiului privind sănătatea cardiovasculară (CHS-MDT). ...

FPI

FPI mai mare a fost asociat cu un număr redus de volume regionale ale creierului (p = 0.01, test de permutare) atat in GM cat si in WM. FPI mai mari au fost asociate cu atrofie cerebrală în lobii frontali, hipocamp și splenul corpusului callos. Aceste rezultate sunt afișate în Figurile 2a și 2b. Figura 2a arată harta de coeficienți de corelație în care FPI mai mare este corelat cu volumele reduse din splenul corpului callos (săgeata roșie: x = -3, y = 12, z = -12, r = -.27), cortexul frontal orbital (săgeata portocalie: x = -3, y = -39, z = 31, r = -.33) și hipocampus (săgeți de aur: la stânga la x = -24, y = -1, z = 24, r = -.31; chiar la x = 31, x = 3, z = 21, r = -.33). Figura 2b arată harta corespunzătoare valorii p. Aceste rezultate sugerează că nivelurile ridicate de insulină, o componentă timpurie a patologiei DM2, pot fi legate de atrofia creierului în regiunile creierului cu funcție cognitivă cum ar fi splenul corpusului callos (transferul inter-emisferic al informațiilor vizuale și alte informații cognitive), frontalul orbital cortex (funcție executivă) și hipocampus (învățare și memorie).

Figura 2

Parte a arată o hartă de corelare proiectată pe șablonul CHS-MDT, indicând unde atrofia creierului (reducerea volumului) este legată de nivelurile mai ridicate de insulină din plasmă. FPI mai mare este corelat cu volumele reduse ale spleniului corpului calosum (roșu ...

Diabetul zaharat de tip II

DM2 a fost, de asemenea, asociat cu atrofie cerebrală (p <0.001, test de permutare) în analiza bivariantă. Acei participanți diagnosticați cu DM2 au avut volume mai mici în mai multe regiuni ale creierului, inclusiv lobii frontali, cortexul prefrontal, genu și spleniu al corpului calos, girusul cingulat mediu, lobulul parietal superior, lobii occipitali și cerebelul. Ganglionii bazali, inclusiv caudatul, putamenul și globul pallidus au fost atrofiați și la cei cu diagnostic de DM2. Niciunul dintre subiecții noștri DM2 nu a avut istoric de accident vascular cerebral clinic sau infarcturi identificate prin RMN. Zonele de atrofie legate de DM2 sunt afișate în Figurile 3a (harta coeficienților de corelație) și and3b3b (harta valorii p). Această figură arată că DM2 este asociat cu volume mai mici în splenul corpusului callos (Figura 3b, hartă de semnificație, săgeată neagră, corespunzătoare r-value = -21 la x = -4, y = 14, z = -17), genul corpusului callosum (Figura 3b, săgeată verde, corespunzătoare r-value = -17 la x = 4, y = -49, z = 1) și lobii frontali (Figura 3b, săgeată roșie, corespunzătoare r-value = -24 la x = -7, y = -77, z = 7).

Figura 3

r-valuează imaginea în parte a arată corelația negativă dintre un diagnostic categoric de DM2 și atrofie în GM și WM. DM2 este asociat cu volume mai mici în splenul corpusului callosum Figura 3b, harta semnificației, săgeata neagră, corespondența ...

Analize multiple de regresie

În regresie multiplă modele, IMC a fost singura variabilă care a fost semnificativ legată de atrofia creierului în GM și WM (așteptat FDR <5%); nu au existat asociații independente între FPI, DM2, e, sex sau rasă cu gradul de atrofie a creierului odată ce IMC a fost luat în considerare. Asocierea inversă a IMC și structura creierului este prezentată în Figura 4. Valoarea mai mare a IMC a fost asociată cu un volum mai mic de GM și WM în cortexul frontal orbital (partea a, cutie albastră), gyrusul cingulat anterior (partea a, cutia albastră), lobul temporal medial (partea b, săgețile negre) și subcorticul WM , asteriscuri negre). Dimensiunile efectului pentru această asociere au fost mari (r ≥ 0.30). În Figura suplimentară 1, vom arăta o imagine beta a efectelor principale ale IMC. Această imagine reprezintă panta liniei de regresie, indicând procentajul volumului creierului (în cc) pierdut pentru fiecare câștig de deviație standard în IMC după ajustarea pentru celelalte variabile din model. Într-o regiune restrânsă a cortexului frontal orbital / cingulate anterior, de exemplu, culorile purpurii arată că se pierde mai mult de 4% din volumul creierului pentru fiecare câștig de deviație standard în IMC. În consecință, o persoană din topul 5% din IMC (adică două deviații standard de la medie) ar prezenta un deficit de concentrație maximă 8% într-o zonă cum ar fi cortexul frontal orbital. Săgețile și asteriscurile identifică zonele anatomice potrivite între harta de corelare și imaginea beta.

Figura 4

Această figură prezintă harta valorilor de corelare (r- hartă de valori) proiectate pe șablonul pentru un singur subiect MNI pentru scopuri de afișare. Corelația prezentată se situează între BMI mai mare și atrofia GM / WM care controlează vârsta, sexul, rasa și DM2. Mai fierbinte ...

Nu am detectat nici o asociere independentă de vârstă, DM2, sex sau rasă pe volume GM sau WM din eșantionul nostru odată ce BMI a fost contabilizată. Analizele de interacțiune au arătat, de asemenea, că atrofia asociată IMC nu a variat ca o funcție a oricăreia dintre aceste variabile. Un IMC separat prin analiza interacțiunii FPI (n = 64) a arătat că efectele IMC asupra structurii creierului nu variază ca o funcție a FPI. Pentru a înțelege mai bine modul în care a fost distribuită atrofia asociată IMC, am comparat, de asemenea, volume GM și WM ale persoanelor cu 3 clasificări diagnostice discrete, adică IMC normal, supraponderal și obez.

Între ansamblu ANCOVA Analiză

Obezitate comparativ cu IMC normal

Comparând subiecții obezi (BMI: 30 +) cu cei cu un IMC normal (BMI: 18.5-25), am constatat scăderea volumelor GM și WM (FDR <5%) în grupul obez în ciuda controlului pentru vârstă, sex, rasă și DM2. Această atrofie este prezentată în Figura 5 ca o r- imaginea proiectată pe șablonul MNI standard cu un singur subiect, cu culori roșii care corespund unei dimensiuni mai mari a efectului de corelație (r > 0.50). Persoanele obeze aveau volume mai mici de GM și WM în lobii frontali, girusul cingulat anterior (partea a, săgeata albastră), hipocampul (partea b, săgeata neagră) și ganglionii bazali (partea c, cutia verde). Aceste hărți sugerează că obezitatea este asociată cu atrofia în regiunile creierului importante pentru funcția cognitivă, cum ar fi cingulatul anterior, care participă la atenție și funcția executivă.

Figura 5

Harta de corelare (r-imagine de valoare) dimensiunile efectului pentru o comparație de 14 persoane obeze (IMC> 30) cu 29 de persoane cu greutate normală (18.5-25). Persoanele obeze aveau volume mai mici de GM și WM în lobii frontali, girusul cingulat anterior (partea a, albastru ...

Excesul de greutate față de IMC normal

Figura 6 arată că subiecții supraponderali (IMC: 25-30) au volume cerebrale mai mici decât cei cu IMC normal în ganglionii bazali (partea a - săgeata neagră; partea b - săgeata roșie; partea c - săgeata albastră), corona radiată (partea b, cutie neagră) și lobul parietal (partea c, săgeata mov). Aceste asociații au fost, în general, mai mici ca magnitudine (|r| = 0.30 - 0.40) comparativ cu rezultatele obeze-obișnuite ale IMC. Spre deosebire de persoanele obeze, grupul supraponderal nu a prezentat atrofie în astfel de zone paralimbice, cum ar fi gyrus cingulate anterior și hipocampus. Nu au existat diferențe semnificative statistic între GM și WM între grupurile obeze și cele supraponderale. Toate analizele au fost controlate pentru vârstă, sex, rasă și DM2.

Figura 6

Hărți ale coeficienților de corelație sunt afișați pentru o comparație de grup a persoanelor cu exces de greutate 51 (BMI: 25-30) față de persoanele cu greutate normală 29 (18.5-25). Atrofia din grupul supraponderal este observată în ganglionii bazali (partea a - săgeată neagră; ...

Discuție

Aici raportăm mai multe constatări cheie referitoare la deficitele structurale ale creierului la obezitate, IMC mai mare, FPI și DM2 la persoanele vârstnice cognitiv normale, trase dintr-o cohorta comunitară. În primul rând, grăsimea mai mare a țesutului corporal a fost puternic asociată cu deficitele volumului cerebral la subiecții vârstnici cognitiv normali, chiar și atunci când controlau potențiale confundări cum ar fi vârsta, sexul și rasa. În al doilea rând, FPI și DM2 au prezentat asociații inverse cu structura creierului într-o bivariate , însă aceste corelații nu au fost semnificative statistic atunci când au fost controlate pentru IMC. În al treilea rând, corelațiile negative dintre grăsimea țesutului corporal și structura creierului au fost mai puternice la persoanele obeze, dar au fost observate și la persoanele supraponderale. Deși recunoaștem că efectele obezității pot fi secundare pentru sănătatea generală precară, acest lucru este mai puțin probabil în eșantionul nostru deoarece (i) cei cu o stare de sănătate foarte scăzută sunt mai puțin susceptibili de a supraviețui până la vârsta avansată (medie: 77.3 ani) în studiul nostru ; (ii) nici o corelație nu a fost detectată între IMC și ratele de deces în cohortul nostru 10 ani după scanare (r(94) = 0.07, p = 0.47); și (iii) grupurile 3 IMC nu diferă în ratele lor de boli vasculare care măresc morbiditatea și mortalitatea (Tabelul I). Prin urmare, chiar și la persoanele cu cogniție normală care supraviețuiesc până la vârsta înaintată, adipozitatea țesutului corporal mai mare poate avea consecințe dăunătoare asupra structurii creierului.

Constatarea noastră de atrofie a creierului asociată cu IMC în vârstnici normali cognitiv este susținută de studii din eșantioane mai tinere. Un studiu al bărbaților japonezi (vârsta medie: 46.1) a arătat scăderea volumelor GM în asociere cu creșterea IMC în lobii temporali medii, hipocampus și precuneus [Taki și colab., 2008]. Un alt studiu (vârsta medie: 32) a arătat o pierdere mai mare a volumului GM la persoanele obeze în operculum frontal, gyrus postcentral și putamen [Pannacciulli și colab., 2006]. Un studiu recent privind spectroscopia MR a relevat anomalii metabolice în lobul frontal GM și WM la un grup de persoane obeze mai tinere (vârsta medie: 41.7) [Gazdzinski și colab., 2008].

Corelația dintre IMC și volumele creierului este puțin probabil să fie directă în sensul de a provoca celălalt; prin urmare, este interesant să identificăm factori sau mecanisme acea ar putea avea tendința de a determina reducerea volumului cerebral și obezitatea la aceiași subiecți. Mediatorii cei mai frecvent propuși pentru relația dintre adipozitatea țesutului superior al corpului și structura creierului includ hipercortisolemia [Lupien și colab., 1998], exercitarea redusă [Colcombe și colab., 2003], afectarea funcției respiratorii [Guo și colab., 2006], inflamație [van Dijk și colab., 2005], cardiovascular / hipertensiune / hiperlipidemie [Breteler și colab., 1994; Swan și colab., 1998] și diabet zaharat de tip II [den Heijer și colab., 2003; Ferguson și colab., 2003]. Manifestările deficitelor structurale ale creierului în aceste studii au fost atrofia hipocampală, pierderea volumului cortical și hiperintensiunile WM. Nu am găsit nicio interacțiune între IMC și DM2, astfel încât este puțin probabil ca efectele IMC să fie mediate de acest mecanism în eșantionul nostru. În plus, rezultatele IMC nu s-au schimbat atunci când au fost controlate hipertensiunile de hipertensiune arterială și WM, evaluate prin criterii CHS standardizate [Dai și colab., 2008; Yue și colab., 1997]. Aceste rezultate pot reflecta un efect de supraviețuire, deoarece persoanele cu atât IMC înalt cât și boala cerebrovasculară severă clinic sunt mai puțin susceptibile de a trăi în gama de vârstă a populației noastre de studiu (70-89 ani). În plus, nu putem exclude posibilitatea ca relațiile IMC cu atrofia creierului în cohorta noastră în vârstă să fie mai direct mediate prin oricare dintre combinațiile celorlalte mecanisme enumerate mai sus.

După ce sa stabilit că IMC este asociat cu atrofia creierului la vârstnici, recunoaștem, de asemenea, că există controverse în literatura de specialitate despre modul în care această asociere este influențată de diferențele de sex. Un grup de vârstnici (ani 70-84) femei suedeze au arătat atrofie substanțială a lobului temporal pe tomografia computerizată [Gustafson și colab., 2004] în timp ce un alt studiu a constatat că IMC a asociat pierderea volumului cerebral la bărbații japonezi, dar nu la femei [Taki și colab., 2008]. Pentru a determina dacă corelațiile dintre IMC și structura creierului sunt influențate de sex în studiul nostru, am modelat un IMC prin interacțiunea de gen în regresie multiplă analize și nu a detectat o diferență de sex în atrofia cerebrală a creierului. Prin urmare, studiul nostru sugerează că efectele dăunătoare ale adipozității țesutului superior asupra structurii creierului pot fi independente de sex; cu toate acestea, această constatare merită investigații suplimentare în studiile viitoare.

Chiar dacă corelațiile neajustate ale FPI, DM2 și atrofiei cerebrale nu au fost semnificative din punct de vedere statistic în modelele ajustate, ele pot merita discuții datorită unei creșteri a literaturii despre efectele hiperinsulinemiei și DM2 asupra creierului. În stadiile incipiente ale DM2, rezistența la insulină este asociată cu o hiperinsulinemie compensatorie [Yaffe și colab., 2004] și nivelurile ridicate de insulină sunt asociate cu insuficiență cognitivă, chiar și la subiecții care nu vor dezvolta DM2 [van Oijen și colab., 2008], sugerând că hiperinsulinemia poate altera structura creierului. Sunt implicate mecanisme multiple în impactul hiperinsulinemiei asupra funcției și structurii creierului, incluzând efectele vasoactive asupra arterelor cerebrale, neurotoxicitatea datorată clearance-ului depreciat al amiloidului din creier și stimularea formării de încurcări neurofibrilare prin metabolizarea produsului glicogen avansat [Bian și colab., 2004; Watson și colab., 2003]. Efectul de insulină este observat aici în multiple domenii relevante pentru funcția cognitivă, cum ar fi cortexul frontal orbital și hipocampul. Acest lucru este în concordanță cu ideea că hiperinsulinemia afectează structurile creierului implicate în cunoaștere; aceasta poate duce, de asemenea, la un declin cognitiv subtil înainte ca simptomele clinice clare ale demenței să fie detectabile [Kalmijn și colab., 1995].

DM2 a fost asociat cu un număr mai mic de volume GM și WM cu relevanță cognitivă, cum ar fi lobii frontali și tracturi mari de WM (splenul corpusului callosum), sugerând că DM2 are o asociere larg răspândită cu atrofia creierului. DM2 poate reduce volumul creierului printr-un proces progresiv cerebrovascular care duce la accident vascular cerebral și infarcte [Ikram și colab., 2008; Knopman și colab., 2005]. DM2 poate provoca daune prin glicarea avansată a proteinelor structurale cheie, dezechilibrul între producție și eliminarea speciilor reactive de oxigen și prin perturbări ale căilor de hexozamină și poliol, determinând ca membranele bazale ale capilarelor cerebrale să se îngroaie [Arvanitakis și colab., 2006]. Astfel de modificări microvasculare, care apar frecvent cu alte consecințe ale obezității, cum ar fi hipertensiunea arterială, pot duce la ischemie subclinică cronică, la afectarea consumului de energie neuronal și la atrofie în zonele creierului cu vasculatură delicată, cum ar fi arterele lenticulostriate ale ganglionilor bazali [Breteler și colab., 1994]. Constatările ganglionale bazale în analizele TBM pot fi de asemenea remarcabile datorită lipsei comparative de sensibilitate a TBM la schimbările de volum în suprafața corticală datorită netezimii câmpurilor de deformare și efectelor volumului parțial rezultate [Hua și colab., 2009; Leow și colab., 2009]. Al nostru bivariate Rezultatele DM2 sunt în concordanță cu constatările anterioare că GM și WM sunt afectate în DM2 [Korf și colab., 2007; Tiehuis și colab., 2008] și cu studii FDG-PET care au arătat hipometabolism în regiuni de asociere frontală, temporală și parietală și gyrus cingulate posterior la subiecți normali cognitiv cu hiperglicemie ușoară [Kawasaki și colab., 2008].

Asocierea DM2 nu a supraviețuit ajustat regresie multiplă modele, care se datorează numărului mic de subiecți DM2 din studiu (n = 11), că ea însăși poate fi o consecință a unui efect supraviețuitor. Adică, multe persoane cu DM2 s-ar putea să nu fi trăit destul de mult timp pentru a fi scanate ca parte a CHS. Acest părtinire poate a dus la lipsa de putere în regresie multiplă modelele și lipsa unei interacțiuni semnificative statistic între IMC și DM2. Această problemă ar putea fi depășită în studiile viitoare prin analizarea unui număr mai mare de persoane în vârstă cognitiv normale ale persoanelor vârstnice DM2. O astfel de lucrare ar putea elucida un posibil rol de mediere pentru DM2 în ceea ce privește obezitatea și atrofia creierului. În timp ce este tentant să se speculeze că persoanele obeze și supraponderale se confruntă cu patologie subclinică DM2 devreme (reflectată de persoanele obeze și supraponderali cu FPI mai mare) relația dintre IMC și atrofia creierului, activitatea viitoare ar trebui să verifice acest lucru, deoarece nu am găsit interacțiuni semnificative statistic între IMC și DM2 sau FPI.

Constatările noastre, luate în contextul studiilor anterioare, sugerează că persoanele în vârstă cu adipozitate crescută prezintă un risc crescut de atrofie a creierului și, în consecință, de demență. Chiar și subiecții noștri vârstnici, care au fost foarte sănătoși și s-au dovedit a fi stabili cognitiv timp de cel puțin 5 ani după scanarea inițială, au fost afectați de atrofie cerebrală asociată cu obezitatea. Rezultatele noastre sugerează că persoanele pot avea o mai mare proporție de atrofie cerebrală din cauza obezității sau datorită unor factori care promovează obezitatea și că această atrofie, la rândul lor, le poate predispune la tulburări cognitive viitoare și la demență. Implicațiile acestui ciclu includ: (i) morbiditatea / mortalitatea amplificată la vârstnici; (ii) costuri mai mari de îngrijire a sănătății datorate demenței legate de obezitate; și (iii) sarcinile emoționale și alte nefinanciare asupra îngrijitorilor și furnizorilor de asistență medicală. Obezitatea asociată cu atrofie creierului și riscul de demență reprezintă, prin urmare, o provocare potențială de sănătate publică.

Acest studiu a folosit metode neuroimagistice pentru a explora efectele IMC mai mari, a insulinei și a DM2 la o grupă de vârstnici din comunitate care a rămas cognitiv normală timp de cinci ani după scanare. Astfel de rezultate sunt, prin urmare, mult mai susceptibile de a reflecta schimbările cerebrale la populația generală vârstnică, deoarece evită prejudecățile de trimitere a studiilor care atrag subiecți din clinici de specialitate. Morfometria bazată pe tensori (TBM) oferă o rezoluție de înaltă rezoluție a diferențelor anatomice, oferind o sensibilitate excelentă la diferențele structurale sistemice din creier și nu are tendința de selecție a trasărilor ROI care examinează doar o parte a creierului. Am folosit TBM din cauza eficacității sale în analizarea diferențelor de grup volumetrice din întregul creier. În alte tipuri de studii bazate pe voxel, cum ar fi morfometria pe bază de voxel [Ashburner și Friston, 2000], apare uneori întrebarea dacă constatările pot fi atribuite înregistrării imperfecte. Această întrebare apare deoarece, în VBM, hărțile netezite ale materiei cenușii clasificate sunt aliniate automat între subiecți și netezite, iar apoi se fac deducții statistice privind diferențele de grup, prin scăderea prin voxel-după-voxel a imaginilor medii de grup. Ca atare, este posibil ca o diferență detectată în orice locație să se datoreze înregistrării imperfecte [Thacker și colab., 2004].

Cu toate acestea, în TBM, semnalele analizate se bazează numai pe înregistrările imaginilor și nu pe clasificările aliniate ale materiei cenușii, deci nu este necesar ca materia cenușie să fie perfect înregistrată pe subiecți, deoarece densitatea materiei cenușii nu este analizată la fiecare stereotactic Locație. Ca atare, constatările false pozitive din cauza diferențelor sistematice de grupare a erorilor de înregistrare sunt mai puțin probabile. Chiar și așa, ar putea exista constatări negative false, deoarece puterea de a detecta diferențele morfometrice depinde de scara la care datele anatomice pot fi potrivite de algoritmul de deformare. Diferențele morfometrice la scară mai fină (de exemplu în hipocampus sau în grosimea corticală) pot fi mai bine detectate folosind alte metode care modelează explicit aceste structuri. Cu toate acestea, am preferat utilizarea TBM peste potrivirea modelului cortical, deoarece TBM este capabil să proceseze un număr mai mare de subiecți în momente mai rapide și necesită o memorie computațională mai mică [Xue et al., 2008]. TBM este, prin urmare, mai puțin vulnerabil la părtinirea înregistrării decât VBM și este mai eficient pentru analiza unui număr mai mare de subiecți decât modelarea suprafeței corticale și potrivirea modelului cortical.

Descoperirile noastre sunt limitate de proiectarea secțiunii transversale, deși urmărirea longitudinală a fost utilizată pentru a informa selecția subiectului pentru a minimiza confuzia de la cei care se confruntă cu neurodegenerare timpurie din Alzheimer sau alte demențe. Al nostru regresie multiplă abordarea a reprezentat efectele potențial confuz de vârstă, sex, rasă și DM2. Nu am inclus genotipul APOE4 în acest model, deoarece variabila nu a prezentat relații semnificative statistic în analiza bivariată (p = 0.39, test de permutare).

Cu un număr tot mai mare de persoane care devin atât obezi cât și vârstnici, o înțelegere detaliată a anomaliilor structurale ale creierului în acest grup este vitală. Studii precum acest lucru sugerează de ce aceste persoane pot avea un risc crescut de demență. Chiar și persoanele în vârstă care au rămas cognitiv normale mult timp după ce RMN-ul lor a avut atrofia asociată cu IMC în zonele creierului vizate de neurodegenerare: hipocampus, lobi frontali și talamus. Astfel de indivizi pot beneficia de intervenții pentru a reduce grăsimile țesutului corporal și de a experimenta mai bine sănătatea creierului în îmbătrânire.

Material suplimentar

recunoasteri

Referinte