Топография ассоциаций между сердечно-сосудистыми факторами риска и потерей миелина в стареющем мозге человека

Биология связи, том 6, Номер статьи: 392 (2023) Цитировать эту статью

1330 Доступов

20 Альтметрика

Подробности о метриках

Наши знания о механизмах, лежащих в основе уязвимости микроструктуры белого вещества головного мозга к факторам риска сердечно-сосудистых заболеваний (CVRF), все еще ограничены. Мы использовали протокол количественной магнитно-резонансной томографии (МРТ) в одном центре, чтобы исследовать перекрестную связь между CVRF и свойствами мозговой ткани трактов белого вещества в большой когорте местного населения (n = 1104, возрастной диапазон 46–87 лет). годы). Артериальная гипертензия была связана с более низкими показателями МРТ миелина и аксональной плотности, а также с более высоким содержанием внеклеточной воды. Ожирение выявило аналогичную связь, хотя разница в миелине наблюдалась только у участников мужского пола. Ассоциации между CVRF и микроструктурой белого вещества наблюдались преимущественно в лимбическом и префронтальном трактах. Дополнительные генетические, образ жизни и психиатрические факторы не повлияли на эти результаты, но физическая активность от умеренной до высокой была связана с более высоким содержанием миелина независимо от CVRF. Наши результаты дополняют ранее описанные изменения диффузионных свойств воды в мозге, связанные с CVRF, указывающие на потерю миелина и нейровоспаление, а не на нейродегенерацию.

Несмотря на значительные достижения в количественной оценке влияния отдельных сердечно-сосудистых факторов риска (CVRF) на мозг и поведение, наши знания об основных нейробиологических механизмах и взаимодействиях с генетическими, экологическими и модифицируемыми факторами образа жизни по-прежнему ограничены. В частности, в контексте увеличения продолжительности жизни вопрос о потенциально дифференцированном влиянии связанного со старением накопления CVRF на микрососудистую сеть и паренхиму головного мозга остается спорным.

Традиционно CVRF чаще всего ассоциируется с заболеванием крупных и мелких сосудов головного мозга (cSVD), которое определяет негативные последствия для здоровья человека1. Одним из характерных диагностических коррелятов cSVD, связанных с CVRF, выявляемых при магнитно-резонансной томографии (МРТ), является нагрузка гиперинтенсивности белого вещества (WMH)2. На микроструктурном уровне WMH демонстрируют гетерогенные гистологические характеристики, включая различную степень демиелинизации, потерю олигодендроцитов, аксональную дегенерацию, астроглиоз и паренхиматозный отек2,3. Аналогично, топология распределения WMH в головном мозге – перивентрикулярная или субкортикальная – связана с дифференциальными гистологическими свойствами WMH и результирующими клиническими фенотипами3,4.

Остальные особенности ССВЗ — лакуны, расширенные периваскулярные пространства, церебральные микрокровоизлияния, кортикальные и подкорковые микроинфаркты — дополняют гетерогенную патофизиологическую совокупность и объясняют выраженную гетерогенность клинических проявлений1,5. Клиническая картина cSVD, выходящая далеко за рамки установленной связи между WMH в лобно-подкорковых проекциях, исполнительной и двигательной дисфункции4,6,7, предполагает участие корковых областей, участвующих в речи, памяти и зрении8. Артериальная гипертензия, наряду с хроническим воспалением, диабетом, курением и атеросклерозом, входит в число ХВРФ с убедительными эмпирическими доказательствами влияния на WMH при сердечно-сосудистых заболеваниях, в то время как женский пол является установленным фактором риска микроинфарктов и лакун (обзор см. в ссылке 1). .

Учитывая неуклонно растущую важность для общественного здравоохранения снижения когнитивных функций, связанного со старением, многочисленные эпидемиологические исследования на группах населения и клинически подтвержденных группах были сосредоточены на влиянии старения на белое вещество мозга (WM). Однако, особенно в крупномасштабных исследованиях, имеются недостатки: либо они полагаются на CVRF, сообщаемые самими пациентами9, либо вообще не включают CVRF10,11. Существуют также методологические проблемы, связанные с нейробиологической интерпретацией результатов, полученных по данным МРТ: использование традиционных диагностических МР-изображений с инверсионным восстановлением с ослаблением жидкости (FLAIR) в качестве меры демиелинизации волокон обсуждается2,12,13. Чувствительность тензорных МРТ-измерений диффузии воды к влиянию свойств волокон WM на когнитивные изменения остается неясной14. Недавние попытки использовать карты соотношений T1-взвешенных/T2-взвешенных МРТ для изучения эффектов, например, аэробных упражнений15 или аполипопротеина ε4 (ApoE4)16 сдерживаются неясной взаимосвязью между этими картами соотношений и содержанием миелина в WM, а также неточностями из-за аппаратным несовершенствам (например, пространственной неоднородности передающего радиочастотного поля B1+17). В результате изучение связанных с возрастом изменений в волокнах WM в группах населения, проживающих в сообществах, остается сложной задачей18,19.