Silní fajčiari vykazujú atrofiu mozgu typickú pre Alzheimerovu chorobu

Nová štúdia s využitím magnetickej rezonancie ukazuje, že fajčenie poškodzuje kľúčové oblasti mozgu zapojené do pamäte a myslenia a že nadváha môže toto poškodenie zvýšiť, čo vyvoláva nové otázky o prevencii demencie.

Nedávna štúdia publikovaná v časopise NPJ Dementia skúmala vzťah medzi fajčením a atrofiou mozgu a to, či index telesnej hmotnosti (BMI) tento vzťah zmierňoval. Štúdia zistila, že fajčiari mali výrazne nižší objem sivej a bielej hmoty v mozgu ako nefajčiari. Keď bol BMI zahrnutý do štatistických modelov, súvislosť medzi počtom vyfajčených balení za rok a stratou objemu mozgu bola oslabená, čo naznačuje skôr možný sprostredkujúci účinok ako priamu kauzalitu.

Neurodegeneratívne poruchy: prevalencia a rizikové faktory

Neurodegeneratívne ochorenie nastáva, keď neuróny v mozgu a nervovom systéme postupne strácajú funkciu, čo vedie k poklesu fyzických a kognitívnych schopností. Alzheimerova choroba (AD) je najčastejším typom demencie, ktorá ovplyvňuje pamäť, kognitívne funkcie a správanie.

Prevalencia demencie na celom svete rastie. Podľa nedávnej štúdie bolo s demenciou diagnostikovaných približne 47 miliónov ľudí na celom svete a očakáva sa, že každý rok pribudne približne 10 miliónov nových prípadov.

Početné štúdie identifikovali rizikové faktory demencie v ranom, strednom a neskorom veku. Fajčenie je jedným z faktorov, ktorý sa odhaduje, že sa podieľa až na 14 % prípadov demencie na celom svete. Toxíny v cigaretovom dyme môžu spôsobiť neurozápal, mechanizmus úzko spojený s Alzheimerovou chorobou. Okrem demencie predchádzajúce štúdie tiež ukázali, že fajčiari sú vystavení vyššiemu riziku vzniku cerebrovaskulárnych a respiračných ochorení.

Hoci predchádzajúce metaanalýzy spájali fajčenie so zvýšeným rizikom demencie, len málo rozsiahlych štúdií skúmalo, ako súvisí história a intenzita fajčenia s atrofiou mozgu meranou pomocou MRI, čo je biomarker neurodegenerácie. Na posúdenie tohto javu je potrebné preskúmať vzťah medzi fajčením a atrofiou mozgu, čo je strata mozgového tkaniva v dôsledku zmenšovania alebo odumierania neurónov so znížením počtu neurónových spojení.

Výskumníci zvyčajne sledujú atrofiu mozgu pri Alzheimerovej chorobe a iných neurodegeneratívnych poruchách pomocou neurozobrazovania a volumetrického hodnotenia pomocou T1-váženej magnetickej rezonancie – čo sa líši od prirodzeného starnutia. Magnetická rezonancia sa používa na posúdenie straty objemu mozgu, biomarkera neurodegenerácie.

Len niekoľko rozsiahlych štúdií skúmalo súvislosť medzi fajčením a atrofiou mozgu meranou pomocou MRI, čo môže zohrávať kľúčovú úlohu v pochopení príspevku fajčenia k kognitívnemu poklesu a Alzheimerovej chorobe.

O štúdii

Súčasná štúdia testovala hypotézu, že jedinci s anamnézou fajčenia pociťujú väčšiu atrofiu mozgu na úrovni celého mozgu a lalokov v porovnaní s nefajčiarmi.

Celkovo bolo do štúdie zaradených 10 134 účastníkov vo veku 18 až 97 rokov zo štyroch miest. Všetci účastníci podstúpili magnetickú rezonanciu celého tela bez kontrastnej látky. Pred vyšetrením vyplnili dotazníky, ktoré zhromažďovali informácie o ich demografických údajoch, anamnéze a fajčení. Každý účastník uviedol počet balení cigarety denne, ktoré vyfajčil, a počet rokov, ktoré fajčil.

Na základe týchto dotazníkov boli účastníci rozdelení do skupín: fajčiari (nenulová skupina za rok) a nefajčiari (nula za rok). Skupina za rok je ukazovateľom vystavenia tabaku, ktorý zohľadňuje trvanie a intenzitu fajčenia. Skupina fajčiarov zahŕňala 3 292 ľudí a skupina nefajčiarov 6 842 ľudí.

V štúdii sa na kvantifikáciu objemu mozgu z 3D T1 snímok použil FastSurfer, overený systém hlbokého učenia. Model hlbokého učenia sa použil aj na segmentáciu intrakraniálneho objemu (ICV).

Pre fajčiarov bol použitý regresný model na analýzu vzťahu medzi rokmi strávenými v balení a objemom mozgu:

• Model 1: upravený podľa veku, pohlavia a študijného centra;
• Model 2: s dodatočnou úpravou podľa BMI.

Výsledky výskumu

V porovnaní s nefajčiarmi boli fajčiari častejšie ženy, belosi, mali vyšší BMI, boli starší a mali viac cukrovky 2. typu a hypertenzie. Priemerný počet rokov vyhodených cigaretiek v skupine fajčiarov bol 11,93.

Porovnania medzi regiónmi ukázali nižšie objemy mozgu vo fajčiarskej skupine. Pearsonova bivariačná analýza ukázala miernu pozitívnu koreláciu medzi vyšším BMI a vyšším počtom rokov nosenia. Porovnania modelov 1 a 2 ukázali pokles štatistickej významnosti a veľkosti účinku v 11 oblastiach mozgu pri kontrole BMI, čo naznačuje možnú, ale nie preukázanú, sprostredkujúcu úlohu BMI v súvislosti medzi fajčením a atrofiou mozgu.

Dôležité je, že aj po zohľadnení BMI mali fajčiari stále významnú atrofiu v niekoľkých oblastiach vrátane oblastí spojených s Alzheimerovou chorobou, ako je hipokampus, zadný cingulárny kortex a prekuneus.

Závery

Súčasná štúdia ukázala, že u jedincov s anamnézou fajčenia a vyšším počtom rokov nosenia cigarety sa prejavila atrofia mozgu. Predbežné výsledky tiež naznačujú, že BMI môže zohrávať potenciálnu úlohu pri sprostredkovaní súvislosti medzi fajčením a stratou objemu mozgu. Obezita a fajčenie sú teda dva modifikovateľné rizikové faktory, ktoré by sa v budúcnosti mohli použiť na prevenciu demencie vrátane Alzheimerovej choroby.

V budúcnosti sú potrebné ďalšie štúdie na preskúmanie potenciálneho mediačného účinku hyperintenzitného objemu bielej hmoty a atrofie mozgu v kontexte fajčiarskej anamnézy.

Kľúčovými silnými stránkami tejto štúdie sú analýza veľkej kohorty s anamnézou fajčenia a kvantitatívne štrukturálne zobrazovanie mozgu. Okrem toho bolo možné merať objem mozgu v oblastiach postihnutých patológiou Alzheimerovej choroby, ako je hipokampus, zadný cingulárny kortex a prekuneus.

Napriek svojim silným stránkam prierezový charakter štúdie obmedzuje schopnosť vyvodiť kauzálne závery. Dizajn štúdie tiež nezahŕňal kognitívne testy ani biomarkery Alzheimerovej choroby, ako je amyloid alebo tau, čo obmedzuje schopnosť priameho prepojenia atrofie mozgu s demenciou. Preto sú na potvrdenie úlohy BMI v tomto vzťahu potrebné longitudinálne štúdie.