Структура мозку і ожиріння (2010)

Вступ

Ожиріння і тип II, або неінсулінозалежний цукровий діабет (DM2) є двома взаємопов'язаними станами, які досягли масштабів епідемії. В даний час існує понад мільярд людей з надмірною вагою та понад 90 мільйонів людей із ожирінням по всьому світу [Всесвітня організація охорони здоров'я, 2009]. Не пощадили населення похилого віку - 40% чоловіків та 45% жінок старше 70 років обтяжені або ожирінням, або СД2 [Чеська, 2007], підвищуючи ризик серцево-судинних захворювань та інсультуМанковський і Циглер, 2004]. Ожиріння також є фактором ризику когнітивного зниження та деменції, включаючи хворобу Альцгеймера (AD) [Elias et al., 2005; Wolf et al., 2007]. Цей додатковий ризик може бути опосередкований DM2, що пов'язано з більшою ймовірністю наявності AD [Irie et al., 2008; Leibson et al., 1997].

Попередні дослідження, що аналізують дані дослідження серцево-судинних захворювань (CHS-CS), свідчать про те, що цереброваскулярні захворювання, крім віку, раси та рівня освіти, пов'язані з пізнанням і з розвитком проміжного стану ризику для AD, відомого як слабке когнітивне порушення (MCI) [Lopez et al., 2003a]. Серцево-судинні фактори ризику для ІМК включали ураження білою речовиною, інфаркти, гіпертензію, цукровий діабет та серцеві захворювання [Lopez et al., 2003a]. Крім того, у пацієнтів з АТ спостерігаються аномально високі показники атрофії головного мозку [Apostolova et al., 2006; Callen et al., 2001; Leow et al., 2009]. Крім того, атрофія головного мозку може бути виявлена ​​на МРТ ще до того, як когнітивні порушення є клінічно очевидними, як показано в дослідженні, яке показує більшу атрофію в асимптоматичних носіях APOE4 порівняно з не-носіями [Morra et al., 2009].

Ожиріння і DM2 можуть посилювати ризик деменції, погіршуючи атрофію головного мозку навіть у когнітивно інтактних осіб, підвищуючи їхню вразливість до майбутньої нейропатології. Більш ранні дослідження, переважно у суб'єктів, молодших за 65, свідчать про те, що підвищений вміст жирової тканини в організмі (ожиріння) корелює з атрофією скроневої кори, лобними частками, путаменом, каудатом, прелекусом, таламусом і білою речовиноюGustafson et al., 2004; Pannacciulli et al., 2006; Taki et al., 2008]. Невідомо, але з великим інтересом, чи високий вміст тканинного жиру, виміряний за допомогою ІМТ, пов'язаний з відмінностями у структурі мозку у когнітивно нормальних літніх людей.

DM2 також асоціюється з атрофією головного мозку у людей похилого віку, у тому числі у скроневих частках, гіпокампі та з більшим розширенням бічних шлуночків [Korf et al., 2007]. Найбільш поширеним поясненням цих ефектів є ураження WM [Claus et al., 1996] та клінічні штрихи [Манковський і Циглер, 2004]. Атрофія головного мозку, пов'язана з DM2, може бути вторинною по відношенню до підвищених рівнів інсуліну, що спостерігаються при захворюванні; високий інсулін плазми натще пов'язаний з когнітивними дефіцитами у осіб похилого віку [Yaffe et al., 2004], а також сприяє відкладенню амілоїдів, таким чином збільшуючи ризик хвороби Альцгеймера [Watson et al., 2003]. До цих пір ніякі інші дослідження не корелювали плазмовий інсулін натще і структуру мозку, навіть коли досліджували DM2. Серйозним потенційним стурбованістю в таких дослідженнях є можливість проведення до симптоматичних нейродегенеративних змін у досліджуваних когортах похилого віку. Оскільки атрофія головного мозку та патологія AD можуть існувати за кілька років до появи клінічних симптомів [Braskie et al., 2008; DeKosky et al., 2006], дослідження ІМТ, DM2 і атрофії головного мозку повинні проводитися у осіб, для яких початкова AD може бути виключена, наскільки це можливо.

Ожиріння і DM2 можуть посилювати ризик розвитку AD шляхом стимулювання атрофії головного мозку і, таким чином, можуть представляти потенційно критичні фактори ризику для зниження когнітивності та деменції. Оскільки ці умови певною мірою можна запобігти і лікувати, важливо виявити специфічно уражені структури мозку у недеменсійних людей похилого віку, щоб зрозуміти, які системи впливають, і в кінцевому підсумку оцінити успішність втручань для захисту цих територій.

Ми застосували тензорну морфометрію (ТБМ), відносно новий метод [Hua et al., 2008; Thompson et al., 2000], щоб генерувати 3D карти атрофії головного мозку в групі недементованих осіб похилого віку, набраних з Дослідження серцево-судинних захворювань (CHS-CS), когорти осіб, для яких існують великі клінічні, когнітивні та візуальні дані. [Lopez et al., 2004]. Виходячи з поздовжніх когнітивних даних, ми відібрали суб'єктів 94, які залишилися когнітивно нормальними протягом принаймні 5 років після їх MRI сканування, таким чином зводячи до мінімуму змішані ефекти ранньої доклінічної нейродегенерации. Ми регресували ІМТ (n = 94), FPI (n = 64), і DM2 діагноз (n = 94) проти зображення, отримані заходи GM і WM обсяг різниці між суб'єктами, щоб визначити, чи ці змінні були пов'язані з атрофією головного мозку. Ми використовували дворівнева кореляція моделей для початкового дослідницького аналізу, а потім множинної регресії Моделі використовувалися для врахування потенційних змішань, таких як гендер і раса. Ми також порівнювали структуру мозку між нормальною вагою (ІМТ: 18.5 – 25), надлишковою масою тіла (ІМТ: 25 – 30) та пацієнтами з ожирінням (ІМТ: 30 +), щоб оцінити, чи ці клінічні відсіки для визначення більш високого ожиріння пов'язані з атрофією головного мозку.

Матеріали та методи

результати

Тематичні демографічні показники показані на Таблиця I, розділені на категорії ІМТ 3 для нормальної, надмірної ваги та ожиріння (діапазон ІМТ: 18.5 – 36.2). Лише рівні ІМТ та ІПН відрізнялися між групами - як очікувалося, або за визначенням, люди з надмірною вагою та ожирінням мали вищий рівень ІМТ та ІПВ, ніж нормальна група ІМТp ≤ 0.001). Не було кореляції між рівнями DM2 і FPI (r(64) = .01,p = .92). Крім того, об'єкти DM2 не мали більш високих рівнів FPI, ніж суб'єкти, що не належать до FPI (t(62) = −.09,p = .92).

Таблиця I

Тематичні характеристики. Вивчені групи відрізнялися лише BMI і FPI (p <0.01).

Біваріантні статистичні аналізи:

Потенційні змішувачі

У наших картах ТБМ, що корелюють потенційні змішані змінні зі структурою головного мозку, збільшення віку показало асоціацію на рівні трендів з меншими обсягами мозку в цьому зразку, але це не було статистично значущим (p = 0.07, виправлено; перестановочний тест). Вік і ІМТ не суттєво корелювали в нашому прикладі (r (92) = - 0.04, p = 0.90), а також вік не співвідносився з рівнем інсуліну (r (64) = 0.06, p = 0.66) або з діагнозом DM2 (r (92) = −0.05, p = 0.61). Крім того, генотип APOE4, який підвищує ризик спорадичного AD, не був пов'язаний з помітними змінами в структурі мозку, оціненими з TBM у цьому зразку (p = 0.39, перевірка перестановок). Освіта, визначена категорично як прогресія поза середньою школою, також не була статистично значущою у її кореляції з показниками ТБМ атрофії GM та WM або негативно (p= .92, тест перестановок) або позитивно (p= .12, тест перестановки). Клінічне позначення гіпертонії (систолічна / діастолічна> 140/90 мм рт. Ст. Або використання антигіпертензивних препаратів) також не мало статистично значущої негативної кореляції зі структурою мозку в нашій вибірці (p= .33, перевірка перестановок).

BMI

Більш високий ІМТ значно корелювався з більш низькими обсягами ГМ та ВМ в усьому мозку (p <0.001, тест перестановки). Малюнок 1a показані коефіцієнти кореляції для зворотної асоціації ІМТ з структурою головного мозку, що проектується на CHS-специфічний шаблон мінімальної деформації (CHS-MDT). Сині кольори являють собою області з вищою негативною кореляцією; значення зазвичай варіюються від -0.30 до 0.30. Області позитивної кореляції в червоному і жовтому кольорі не були статистично значущими. Напрямки сильної негативної кореляції (r ≤ −0.30) були знайдені в орбітальній лобовій корі (червона стрілка при x = −9, y = 57, z = 29, r = −.31), гіпокамп (золоті стрілки: ліворуч від x = - 31, y = −2, z = 25, r = −.32; право на x = 32, x = 9, z = 18, r = −.31) і підкоркові області (білі зірочки: ліворуч від x = −28, y = −14, z = 1, r = −.30; право на x = 29, y = −15, z = 1, r = −.34) включаючи путамен, глобус pallidus і таламус. Ці результати свідчать про атрофію у людей з більш високим вмістом жирової тканини. Малюнок 1b показує відповідне значення (p-значення) карта. Більш темні кольори вказують на області з нижньою p-значення.

малюнок 1

Частина a показує a rкарта (коефіцієнт кореляції Пірсона), що висвітлює негативні та позитивні кореляції між ІМТ і структурою мозку, що проектуються на кардинальні ділянки шаблону мінімальної деформації дослідження серцево-судинного захворювання (CHS-MDT). ...

FPI

Вища ФПІ була пов'язана з нижчими регіональними обсягами мозку (p = 0.01, тест на перестановку) і в GM, і в WM. Вищі ФПІ були пов'язані з атрофією головного мозку в лобових частках, гіпокампі і спленіу мозолистого тіла. Ці результати показані в Цифри 2a і 2b. Малюнок 2a показана карта коефіцієнтів кореляції, в якій вищий ФПІ корелює з меншими обсягами в спленіу мозолистого тіла (червона стрілка: x = −3, y = 12, z = −12, r = −.27), орбітальна лобова кора (помаранчева стрілка: x = −3, y = −39, z = 31, r = −.33) і гіпокампу (золоті стрілки: ліворуч від x = −24, y = −1, z = 24, r = −.31; право на x = 31, x = 3, z = 21, r = −.33). Малюнок 2b показує відповідну карту p-значення. Ці результати свідчать про те, що високі рівні інсуліну, ранній компонент патології DM2, можуть бути пов'язані з атрофією головного мозку в областях мозку з когнітивними функціями, такими як спленіум мозолистого тіла (міжпівсферична передача зорової та іншої когнітивної інформації), фронтальна орбітальна кори (виконавчої функції) і гіпокампу (навчання і пам'ять).

малюнок 2

Частина a показана карта кореляції, що проектується на шаблон CHS-MDT, що вказує, де атрофія головного мозку (зменшення об'єму) пов'язана з більш високими рівнями інсуліну плазми натще. Вища ФПІ корелює з меншими обсягами спленіуму мозолистого тіла (червоний ...

Тип II Цукровий діабет

DM2 також асоціювався з атрофією мозку (p <0.001, тест перестановки) при двофакторному аналізі. У тих учасників, у яких діагностовано ДМ2, були менші обсяги в декількох відділах мозку, включаючи лобові частки, префронтальну кору, гену та селезій мозолистого тіла, середню язичну звивину, верхню тім'яну часточку, потиличну частку та мозочок. Базальні ганглії, включаючи хвостату, путаменну та бліду глобуси, також атрофувались у пацієнтів з діагнозом ДМ2. Жоден з наших суб'єктів DM2 не мав в анамнезі ні клінічного інсульту, ні інфарктів, виявлених МРТ. Області атрофії, пов’язані з DM2, відображаються в Цифри 3a (карта коефіцієнтів кореляції) і і3b3b (карта p-значення). Ця цифра показує, що DM2 асоціюється з меншими обсягами в спленіу мозолистого тіла (Малюнок 3b, карта значущості, чорна стрілка, відповідна r-value = −.21 при x = −4, y = 14, z = −17), гену мозолистого тіла (Малюнок 3b, відповідна зелена стрілка r-значення = −.17 при x = 4, y = −49, z = 1) і лобових частках (Малюнок 3b, відповідна червона стрілка r-value = −.24 при x = −7, y = −77, z = 7).

малюнок 3

Команда rчасткове зображення a показує негативну кореляцію між категоричним діагнозом DM2 і атрофією у GM і WM. DM2 асоціюється з меншими обсягами у спленіумі мозолистого тіла Рисунок 3b, карта значущості, чорна стрілка, відповідна ...

Аналіз множинної регресії

У множинної регресії Моделі BMI були єдиною змінною, яка значною мірою була пов'язана з атрофією головного мозку у GM та WM (очікувалося FDR <5%); не було незалежних асоціацій між FPI, DM2, e, статтю або расою зі ступенем атрофії мозку після того, як було враховано ІМТ. Зворотна зв'язок ІМТ та структури мозку показана в малюнок 4. Більш високий ІМТ був пов'язаний з більш низькими обсягами ГМ та ВМ в орбітальній лобовій корі (частина a, синя коробка), передній поясної звивини (частина a, синя коробка), медіальної скроневої частки (частина b, чорні стрілки) та підкоркової WM (частина c). , чорні зірочки). Розміри ефектів для цієї асоціації були великими (r ≥ 0.30). В Додатковий малюнок 1, ми показуємо бета-зображення основних ефектів ІМТ. Це зображення являє собою нахил лінії регресії, що показує відсоток об'єму мозку (в куб. См), втрачений для кожного коефіцієнта середнього відхилення в ІМТ після коригування для інших змінних в моделі. Наприклад, у обмеженій області орбітальної лобової корти / передньої поясної пухлини кольори пурпурного кольору показують, що більше, ніж 4% обсягу мозку втрачається при кожному збільшенні стандартного відхилення в ІМТ. Отже, людина у верхньому 5% ІМТ (тобто два стандартні відхилення від середнього), проявляє максимальний осередковий дефіцит 8% у такій області, як орбітальна лобова кора. Стрілки та зірочки ідентифікують анатомічні області між кореляційною картою та бета-зображенням.

малюнок 4

Цей малюнок показує карту значень кореляції (r-вартість карти), що проектується на шаблон головної мови стандартної єдиної теми для відображення. Показана кореляція між вищим ІМТ і ГМ / УМ атрофією, що контролює вік, стать, расу та DM2. Гаряче ...

Ми не виявили незалежних асоціацій від віку, DM2, статі або раси на GM або WM обсяги в нашому зразку, як тільки BMI було враховано. Аналіз взаємодії також показав, що атрофія, пов'язана з ІМТ, не змінювалася як функція будь-якої з цих змінних. Окремий ІМТ за допомогою аналізу взаємодії FPI (n = 64) показав, що вплив BMI на структуру мозку не змінювався як функція FPI. Щоб краще зрозуміти, як була розподілена атрофія, пов'язана з ІМТ, ми також порівняли обсяги GM та WM осіб з дискретними діагностичними класифікаціями 3, тобто нормальний ІМТ, надлишкову вагу та ожиріння.

Аналізи між групами ANCOVA

Ожиріння проти нормального ІМТ

Порівнюючи людей з ожирінням (ІМТ: 30 +) з тими, хто має нормальний ІМТ (ІМТ: 18.5 – 25), ми виявили нижчі обсяги GM та WM (FDR <5%) у групі ожиріння, незважаючи на контроль за віком, статтю, расою та СД2. Ця атрофія показана в малюнок 5 як r-образ, що проектується на шаблон МНІ стандартного єдиного предмету, з червоними кольорами, що відповідають вищому розміру ефекту кореляції (r > 0.50). Люди з ожирінням мали менші обсяги ГМ та ЗМ у лобових частках, передній поперечній звивині (частина а, синя стрілка), гіпокампі (частина b, чорна стрілка) та базальних гангліях (частина с, зелена коробка). Ці карти дозволяють припустити, що ожиріння асоціюється з атрофією в областях головного мозку, важливих для когнітивних функцій, таких як передній поперечний відділ, який бере участь у увазі та виконавчій функції.

малюнок 5

Карта кореляції (r-значення зображення) розміри ефекту для порівняння 14 осіб із ожирінням (ІМТ> 30) до 29 осіб із нормальною вагою (18.5–25). Люди з ожирінням мали менші обсяги ГМ та ЗМ у лобових частках, передній поперечній звивині (частина А, синя ...

Надмірна вага проти нормального ІМТ

малюнок 6 показує, що особи із надмірною вагою (ІМТ: 25–30) мають менші обсяги мозку, ніж ті, у яких нормальний ІМТ в базальних гангліях (частина а - чорна стрілка; частина b - червона стрілка; частина c - синя стрілка), корона променева (частина b, чорна скринька) та тім’яна частка (частина с, фіолетова стрілка). Ці асоціації, як правило, були меншими за величиною (|r| = 0.30 - 0.40) порівняно з результатами BMI з нормальним ожирінням. На відміну від ожирінь, група з надмірною вагою не виявляла атрофії в таких паралімбічних областях, як передня поясна звивина і гіпокамп. Не було статистично значущих відмінностей у ГМ та ВМ між групами, що страждають ожирінням та надмірною вагою. Всі аналізи контролювалися за віком, статтю, расою та DM2.

малюнок 6

Карти коефіцієнтів кореляції показані для групового порівняння людей з надмірною вагою 51 (ІМТ: 25 – 30) проти осіб нормальної ваги 29 (18.5 – 25). Атрофія у групі з надмірною масою тіла спостерігається в базальних гангліях (частина А - чорна стрілка; ...

Обговорення

Тут ми повідомляємо про декілька ключових висновків, що стосуються структурного дефіциту мозку до ожиріння, вищих ІМТ, ФПІ та DM2 у когнітивних нормальних літніх людей, взяті з когорти громади. По-перше, більш високий вміст жирової тканини тіла сильно асоціювався з дефіцитом обсягу мозку у когнітивно нормальних людей похилого віку, навіть при контролі за потенційними змішаннями, такими як вік, стать і раса. По-друге, FPI і DM2 показали зворотні асоціації зі структурою мозку в a двомірний аналіз, але ці кореляції не були статистично значимими при контролі за ІМТ. По-третє, негативні кореляційні зв'язки між жировими тканинами і структурою головного мозку були найсильнішими у осіб з ожирінням, але також спостерігалися у осіб з надмірною вагою. Хоча ми визнаємо, що наслідки ожиріння можуть бути вторинними для загального поганого здоров'я, це менш вірогідне в нашому прикладі, оскільки (і) ті з дуже поганим здоров'ям рідше виживають до похилого віку (середня: 77.3 років) у нашому дослідженні ; (ii) не було виявлено кореляції між ІМТ і показниками смертності в нашій когорті 10 років після їх сканування (r(94) = 0.07, p = 0.47); і (iii) групи ІМТ 3 не відрізнялися за частотами судинних захворювань, що підвищують захворюваність і смертність (Таблиця I). Тому, навіть у осіб з нормальним пізнанням, які доживають до старості, вища тканина тіла може мати шкідливі наслідки для структури мозку.

Наші знаходження атрофії головного мозку, пов'язаної з ІМТ, у когнітивно-нормальних людей похилого віку підтверджується дослідженнями з молодших зразків. Дослідження японських чоловіків (середній вік: 46.1) показало зниження обсягів ГМ у зв'язку з підвищенням ІМТ у медіальних скроневих частках, гіпокампі та пренекулярнойTaki et al., 2008]. Інше дослідження (середній вік: 32) показало більшу втрату об'єму ГМ у осіб, що страждають ожирінням, у фронтальній кістці, постцентральних звивинах і путаменах [Pannacciulli et al., 2006]. Нещодавнє дослідження спектроскопії МР виявило порушення обміну речовин у фронтальній частці GM і WM у групі молодих людей з ожирінням (середній вік: 41.7) [Gazdzinski et al., 2008].

Взаємозв'язок між ІМТ і обсягами мозку навряд чи буде прямим у сенсі того, що один викликає інший; тому представляє інтерес ідентифікувати фактори або механізми Що може призвести до зменшення обсягу мозку і ожиріння у тих самих суб'єктів. Найчастіше пропонованими медіаторами для зв'язку між вищою тканиною тканини тіла і структурою мозку є гіперкортизолемія [Lupien et al., 1998], знижена вправа [Colcombe et al., 2003], порушення функції дихання [Guo et al., 2006], запалення [van Dijk et al., 2005], серцево-судинна / гіпертензія / гіперліпідемія [Breteler et al., 1994; Swan et al., 1998і цукровий діабет II типу [den Heijer et al., 2003; Ferguson et al., 2003]. Прояви структурних дефіцитів головного мозку в цих дослідженнях були атрофія гіпокампу, втрата обсягу кортикального тіла і гіпертензивність ВМ. Ми не виявили взаємодії між ІМТ і DM2, тому наслідки ІМТ навряд чи будуть опосередковані цим механізмом у нашій вибірці. Крім того, наші показники ІМТ не змінювалися при контролі на гіпертензію та гіпертонічність WM, оцінені за стандартизованими критеріями CHS [Dai et al., 2008; Yue et al., 1997]. Ці результати можуть відображати ефект вижили, оскільки люди з високим ІМТ і клінічно тяжким цереброваскулярним захворюванням рідше живуть до вікового діапазону нашої досліджуваної популяції (роки 70 – 89). Крім того, ми не можемо виключити можливість того, що відносини ІМТ з атрофією головного мозку в нашій когорті похилого віку більш безпосередньо опосередковані через будь-яку одну або будь-яку комбінацію інших механізмів, перерахованих вище.

Встановивши, що ІМТ асоціюється з атрофією мозку у літніх людей, ми також визнаємо, що в літературі існує суперечка про те, як на цю асоціацію впливають статеві відмінності. У групі людей похилого віку (роки 70 – 84) шведські жінки виявили значну атрофію скроневої частки на комп'ютерній томографії [Gustafson et al., 2004в той час як інше дослідження виявило, що ІМТ пов'язана з втратою обсягу мозку в японських чоловіків, але не у жінокTaki et al., 2008]. Щоб визначити, чи впливають кореляції між ІМТ і структурою мозку в гендері нашого дослідження, ми моделювали ІМТ за допомогою гендерної взаємодії в нашому дослідженні. множинної регресії аналізів і не виявляв різниці статей в атрофії мозку, пов'язаної з BMI. Тому наше дослідження припускає, що шкідливі наслідки вищої тканинної ожиріння на структурі мозку можуть бути гендерно незалежними; однак цей висновок заслуговує на подальше дослідження в майбутніх дослідженнях.

Незважаючи на те, що невідправлені кореляції FPI, DM2 і атрофії головного мозку не були статистично значущими в скоригованих моделях, вони можуть заслуговувати обговорення через зростаючу літературу про вплив гіперінсулінемії та DM2 на мозок. На ранніх стадіях DM2 резистентність до інсуліну пов'язана з компенсаторною гіперінсулінемією [Yaffe et al., 2004], і високі рівні інсуліну пов'язані з когнітивними порушеннями, навіть у суб'єктів, які не будуть розвивати DM2 [van Oijen et al., 2008], що припускає, що гіперінсулінемія може змінити структуру мозку. Кілька механізмів залучені до впливу гіперінсулінемії на функцію і структуру мозку, включаючи вазоактивні ефекти на церебральні артерії, нейротоксичність внаслідок порушення кліренсу амілоїду з головного мозку та стимулювання утворення нейрофібрилярних зв'язок через метаболізм кінцевого продукту гликирования.Bian et al., 2004; Watson et al., 2003]. Ефект інсуліну спостерігається тут у декількох областях, що мають відношення до когнітивних функцій, таких як орбітальна лобова кора і гіпокамп. Це узгоджується з уявленням про те, що гіперінсулінемія впливає на структури мозку, що беруть участь у пізнанні; це також може призвести до слабкого когнітивного зниження до з'ясування чітких клінічних симптомів деменції [Kalmijn et al., 1995].

DM2 був пов'язаний з нижчими областями GM і WM обсягів когнітивної значимості, таких як лобові частки і великі тракти WM (спленіум мозолистого тіла), що свідчить про те, що DM2 має широку асоціацію з атрофією головного мозку. DM2 може зменшувати обсяг мозку за допомогою прогресуючого цереброваскулярного процесу, що призводить до інсульту та інфарктів [Ikram et al., 2008; Knopman et al., 2005]. DM2 може завдати шкоди через розширене глікацію ключових структурних білків, дисбаланс між виробництвом і ліквідацією активних форм кисню, а також через збурення шляхів гексозаміну і поліолів, що призводить до потовщення фундаментних мембран капілярів головного мозку [Arvanitakis et al., 2006]. Такі мікросудинні зміни, які часто виникають при інших наслідках ожиріння, таких як гіпертонія, можуть призводити до хронічної субклінічної ішемії, порушення енергетичного споживання нейронів і атрофії в ділянках мозку з делікатно уразливими васкуляторами, такими як лентикулостриатние артерії базальних гангліїв [Breteler et al., 1994]. Базальні гангальні висновки при ТБМ-аналізі також можуть бути помітні через порівняльну відсутність чутливості ТБМ до змін обсягу кортикальної поверхні внаслідок гладкості полів деформації і результуючих парціальних ефектів [Hua et al, 2009; Leow et al., 2009]. Наші двомірний Результати DM2 узгоджуються з попередніми висновками про те, що GM та WM постраждали в DM2 [Korf et al., 2007; Tiehuis et al., 2008] та з дослідженнями FDG-PET, які показали гіпометаболізм у фронтальних, скроневих і парієтальних областях асоціації, а також задню поясну звивину в когнітивно нормальних суб'єктах з легкою гіперглікемією [Kawasaki et al., 2008].

Асоціація DM2 не вижили відрегульований множинної регресії Моделі, які можуть бути пов'язані з невеликою кількістю суб'єктів DM2 в дослідженні (n = 11), що може бути наслідком ефекту вижили. Тобто, багато людей з DM2, можливо, не прожили досить довго, щоб пройти сканування як частина CHS. Це зміщення може призвести до нестачі влади в Росії множинної регресії моделей і відсутність статистично значущої взаємодії між BMI і DM2. Ця проблема може бути подолана в майбутніх дослідженнях шляхом аналізу більшої кількості когнітивно нормальних людей похилого віку DM2. Така робота могла б з'ясувати можливу роль посередництва DM2 щодо ожиріння і атрофії головного мозку. Хоча це спокушається припустити, що ожиріння і люди з надмірною вагою мають ранню субклінічну патологію DM2 (що відображається у людей із ожирінням і надлишковою вагою, що мають вищий FPI) і що це призводить до виникнення такої патології зв'язок між ІМТ і атрофією головного мозку, робота в майбутньому доведеться перевірити, оскільки ми не виявили статистично значущих взаємодій між ІМТ і ДМХНУМКС або ФПІ.

Наші результати, зроблені в контексті попередніх досліджень, свідчать про те, що літні люди з більш високим рівнем ожиріння мають підвищений ризик атрофії головного мозку і, отже, деменції. Навіть наші люди похилого віку, які були дуже здорові і підтвердили, що вони когнітивно стабільні протягом щонайменше 5 років після сканування, були уражені атрофією головного мозку, пов'язаною з ожирінням. Наші результати показують, що індивідууми можуть мати більшу ступінь атрофії головного мозку через ожиріння або через фактори, які сприяють ожирінню, і що ця атрофія може, у свою чергу, схиляти їх до майбутніх когнітивних порушень і деменції. Наслідки цього циклу включають: (i) посилення захворюваності / смертності у літніх людей; (ii) більш високі витрати на охорону здоров'я внаслідок деменції, пов'язаної з ожирінням; та (iii) емоційні та інші нефінансові тягарі для працівників охорони здоров'я та медичних працівників. Асоціації ожиріння з атрофією головного мозку та ризиком деменції, таким чином, є потенційною проблемою для громадського здоров'я.

У цьому дослідженні використовувалися методи нейровизування для вивчення ефектів вищих ІМТ, інсуліну та DM2 у літньому когорті громади, які залишалися когнітивно нормальними протягом п'яти років після сканування. Таким чином, такі результати більш схильні відображати зміни головного мозку у загальному літньому населенні, оскільки вони уникають перенаправлення досліджень, які притягують суб'єктів від спеціальних клінік. Тензорна морфометрія (ТБМ) пропонує високу роздільну здатність відображення анатомічних відмінностей, пропонуючи чудову чутливість до систематичних структурних відмінностей у мозку, і не вистачає ухилу вибору показників ROI, які досліджують лише частину мозку. Ми використовували ТБМ через його ефективність при аналізі об'ємних групових відмінностей у всьому мозку. В інших типах воксельних досліджень, таких як морфометрія на основі вокселів [Ashburner і Friston, 2000], іноді виникає питання про те, чи можна зробити висновки про недосконалу реєстрацію. Це питання виникає тому, що в VBM згладжені карти класифікованої сірої речовини автоматично вирівнюються по об'єктах і згладжуються, а потім робляться статистичні висновки щодо групових відмінностей, шляхом вирахування вокселя за вокселем середньогрупових зображень. Таким чином, можливо, різниця, виявлена ​​в будь-якому одному місці, обумовлена ​​недосконалою реєстрацією [Thacker et al., 2004].

У ТБМ, проте, проаналізовані сигнали базуються тільки на реєстрації зображень, а не на вирівняних класифікаціях сірої речовини, тому не потрібно, щоб сіра речовина було ідеально зареєстровано у суб'єктах, оскільки щільність сірої речовини не аналізувалася при кожній стереотаксичній Розташування. Таким чином, менш вірогідні помилкові позитивні результати через систематичні відмінності в реєстрації. Незважаючи на це, можливі помилкові негативні висновки, оскільки потужність для виявлення морфометричних відмінностей залежить від масштабу, при якому анатомічні дані можуть бути узгоджені алгоритмом деформації. Більш точні морфометричні відмінності (наприклад, в гіпокампі або товщині коркової кістки) можуть бути краще виявлені за допомогою інших методів, які явно моделюють ці структури. Тим не менш, ми вважали за краще використання ТВМ над кортикальним зразком, оскільки ТБМ здатний обробляти більшу кількість суб'єктів у більш швидкі часи і вимагає меншої обчислювальної пам'яті [Xue et al., 2008]. Таким чином, ТБМ є менш вразливим до реєстраційного ухилу, ніж ВБМ, і більш ефективним для аналізу більшої кількості суб'єктів, ніж моделювання поверхні кортикальної поверхні та корекції кіркової картини.

Наші висновки обмежені конструкцією поперечного перерізу, хоча поздовжнє спостереження було використано для інформування вибору суб'єкта, щоб мінімізувати незрозумілість у тих, хто переживає ранню нейродегенерацію від хвороби Альцгеймера або інших деменцій. Наші множинної регресії підхід враховував потенційно змішані наслідки віку, статі та раси та DM2. Ми не включили генотип APOE4 у цю модель, оскільки змінна не показала статистично значущих зв'язків у двомірному аналізі (p = 0.39, перевірка перестановок).

Зі збільшенням числа осіб, які стають і страждають ожирінням, і людьми похилого віку, детальне розуміння структурних порушень головного мозку в цій групі є життєво важливим. Такі дослідження свідчать про те, чому ці люди можуть мати підвищений ризик деменції. Навіть люди похилого віку, які залишалися когнітивно нормальними ще довго після МРТ, мали атрофію, пов'язану з ІМТ, у ділянках головного мозку, на які спрямована нейродегенерація: гіпокамп, лобові частки та таламус. Такі особи можуть отримати користь від втручань для зменшення жирової тканини в організмі і кращого здоров'я мозку при старінні.

Додатковий матеріал

Подяки

посилання