Storrygere viser hjerneatrofi typisk for Alzheimers

En ny undersøgelse med MR-scanning viser, at rygning skader centrale områder af hjernen, der er involveret i hukommelse og tænkning, og at overvægt kan øge skaden, hvilket rejser nye spørgsmål om forebyggelse af demens.

Et nyligt studie offentliggjort i tidsskriftet NPJ Dementia undersøgte forholdet mellem rygning og hjerneatrofi, og om kropsmasseindekset (BMI) modererede dette forhold. Undersøgelsen viste, at rygere havde signifikant lavere mængder grå og hvid substans i deres hjerner end ikke-rygere. Da BMI blev inkluderet i statistiske modeller, blev sammenhængen mellem pakker pr. år røget og tab af hjernevolumen svækket, hvilket tyder på en mulig medierende effekt snarere end en direkte årsagssammenhæng.

Neurodegenerative lidelser: prævalens og risikofaktorer

En neurodegenerativ lidelse opstår, når neuroner i hjernen og nervesystemet gradvist mister funktion, hvilket fører til et fald i fysiske og kognitive evner. Alzheimers sygdom (AD) er den mest almindelige type demens og påvirker hukommelse, kognition og adfærd.

Demensprævalensen er steget på verdensplan. Ifølge en nylig undersøgelse er omkring 47 millioner mennesker verden over blevet diagnosticeret med demens, og omkring 10 millioner nye tilfælde forventes at komme til hvert år.

Talrige undersøgelser har identificeret risikofaktorer for demens i tidlig, midterste og sene alder. Rygning er en faktor, der anslås at være involveret i op til 14 % af demens tilfælde på verdensplan. Toksiner i cigaretrøg kan forårsage neuroinflammation, en mekanisme, der er tæt forbundet med Alzheimers sygdom. Ud over demens har tidligere undersøgelser også vist, at rygere har en højere risiko for at udvikle cerebrovaskulære og respiratoriske sygdomme.

Selvom tidligere metaanalyser har forbundet rygning med en øget risiko for demens, har få store studier undersøgt, hvordan rygehistorik og -intensitet er forbundet med MR-målt hjerneatrofi, en biomarkør for neurodegeneration. For at vurdere dette er det nødvendigt at undersøge forholdet mellem rygning og hjerneatrofi, som er tab af hjernevæv på grund af krympning eller død af neuroner med en reduktion i antallet af neurale forbindelser.

Forskere sporer typisk hjerneatrofi ved Alzheimers sygdom og andre neurodegenerative lidelser ved hjælp af neuroimaging og volumetrisk vurdering ved hjælp af T1-vægtet MR - hvilket er forskelligt fra naturlig aldring. MR bruges til at vurdere hjernevolumentab, en biomarkør for neurodegeneration.

Kun få store studier har undersøgt sammenhængen mellem rygning og hjerneatrofi målt ved MR-scanning, hvilket kan spille en nøglerolle i forståelsen af rygningens bidrag til kognitiv tilbagegang og Alzheimers sygdom.

Om studiet

Den aktuelle undersøgelse testede hypotesen om, at personer med en historie med rygning oplever større hjerneatrofi på helhjerne- og lapniveau sammenlignet med ikke-rygere.

I alt 10.134 deltagere i alderen 18 til 97 år blev rekrutteret fra fire studiesteder. Alle deltagere fik foretaget en helkrops-MR-scanning uden kontrastmiddel. Før scanningen udfyldte de spørgeskemaer, der indsamlede oplysninger om deres demografi, sygehistorie og rygestatus. Hver deltager rapporterede antallet af pakker om dagen, de røg, og antallet af år, de havde røget.

Baseret på disse spørgeskemaer blev deltagerne opdelt i grupper: rygere (ikke-nul pakår) og ikke-rygere (nul pakår). Pakår er en indikator for tobakseksponering, der tager højde for varigheden og intensiteten af rygning. Rygergruppen omfattede 3.292 personer, og ikke-rygergruppen omfattede 6.842 personer.

Undersøgelsen brugte FastSurfer, en gennemprøvet deep learning-pipeline, til at kvantificere hjernevolumen fra 3D T1-billeder. En deep learning-model blev også brugt til at segmentere intrakraniel volumen (ICV).

En regressionsmodel blev udført for rygere for at analysere forholdet mellem pakkeår og hjernevolumen:

• Model 1: justeret for alder, køn og studiested;
• Model 2: med yderligere justering for BMI.

Forskningsresultater

Sammenlignet med ikke-rygere var rygere mere tilbøjelige til at være kvinder, kaukasiske, have et højere BMI, være ældre og have mere type 2-diabetes og forhøjet blodtryk. Det gennemsnitlige antal pakkeår i rygergruppen var 11,93.

Sammenligninger på tværs af regioner viste lavere hjernevolumen i rygergruppen. Pearson bivariat analyse viste en moderat positiv korrelation mellem højere BMI og højere antal pakkeår. Sammenligninger af model 1 og 2 viste et fald i statistisk signifikans og effektstørrelse i 11 hjerneområder, når der blev kontrolleret for BMI, hvilket indikerer en mulig, men ikke bevist, medierende rolle for BMI i sammenhængen mellem rygning og hjerneatrofi.

Det er vigtigt at bemærke, at selv efter at have taget højde for BMI, havde rygere stadig betydelig atrofi i flere regioner, herunder områder forbundet med Alzheimers sygdom, såsom hippocampus, posterior cingular cortex og precuneus.

Konklusioner

Den foreliggende undersøgelse viste, at personer med en historie med rygning og et højere antal pakningsår havde tegn på hjerneatrofi. Foreløbige resultater indikerer også, at BMI kan spille en potentiel rolle i at mediere sammenhængen mellem rygning og tab af hjernevolumen. Fedme og rygning er således to modificerbare risikofaktorer, der kan anvendes i fremtiden til at forebygge demens, herunder Alzheimers sygdom.

Yderligere undersøgelser er nødvendige i fremtiden for at undersøge den potentielle medierende effekt af hyperintensitetsvolumen i den hvide substans og hjerneatrofi i sammenhæng med rygehistorik.

De vigtigste styrker ved dette studie er analysen af en stor kohorte med en historie med rygning og kvantitativ strukturel hjernebilleddannelse. Derudover var det muligt at måle hjernevolumen i områder, der er påvirket af AD-patologi, såsom hippocampus, posterior cingulate cortex og precuneus.

Trods studiets styrker begrænser dets tværsnitskarakter muligheden for at drage årsagssammenhænge. Designet inkluderede heller ikke kognitive tests eller AD-biomarkører såsom amyloid eller tau, hvilket begrænser muligheden for direkte at forbinde hjerneatrofi med demens. Derfor er longitudinelle studier nødvendige for at bekræfte BMI's rolle i denne sammenhæng.