Storrøykere viser hjerneatrofi typisk for Alzheimers

En ny studie med MR viser at røyking skader viktige områder i hjernen som er involvert i hukommelse og tenkning, og at overvekt kan øke skaden, noe som reiser nye spørsmål om forebygging av demens.

En nylig studie publisert i tidsskriftet NPJ Dementia undersøkte forholdet mellom røyking og hjerneatrofi, og om kroppsmasseindeks (BMI) modererte denne sammenhengen. Studien fant at røykere hadde betydelig lavere volum av grå og hvit substans i hjernen enn ikke-røykere. Da BMI ble inkludert i statistiske modeller, ble sammenhengen mellom pakker per år røykt og tap av hjernevolum svekket, noe som tyder på en mulig medierende effekt snarere enn direkte årsakssammenheng.

Nevrodegenerative lidelser: prevalens og risikofaktorer

En nevrodegenerativ lidelse oppstår når nevroner i hjernen og nervesystemet gradvis mister funksjon, noe som fører til en nedgang i fysiske og kognitive evner. Alzheimers sykdom (AD) er den vanligste typen demens, og påvirker hukommelse, kognisjon og atferd.

Demensprevalensen har økt over hele verden. Ifølge en fersk studie har rundt 47 millioner mennesker verden over fått diagnosen demens, og det forventes at det kommer rundt 10 millioner nye tilfeller hvert år.

Tallrike studier har identifisert risikofaktorer for demens tidlig, midt i og sent i livet. Røyking er én faktor, anslått å være involvert i opptil 14 % av demens tilfeller over hele verden. Giftstoffer i sigarettrøyk kan forårsake nevroinflammasjon, en mekanisme som er nært knyttet til Alzheimers sykdom. I tillegg til demens har tidligere studier også vist at røykere har høyere risiko for å utvikle cerebrovaskulære og luftveissykdommer.

Selv om tidligere metaanalyser har knyttet røyking til økt risiko for demens, har få store studier undersøkt hvordan røykehistorikk og -intensitet er assosiert med MR-målt hjerneatrofi, en biomarkør for nevrodegenerasjon. For å vurdere dette er det nødvendig å undersøke forholdet mellom røyking og hjerneatrofi, som er tap av hjernevev på grunn av krymping eller død av nevroner med en reduksjon i antall nevrale forbindelser.

Forskere sporer vanligvis hjerneatrofi ved Alzheimers sykdom og andre nevrodegenerative lidelser ved hjelp av nevroavbildning og volumetrisk vurdering med T1-vektet MR – som er forskjellig fra naturlig aldring. MR brukes til å vurdere hjernevolumtap, en biomarkør for nevrodegenerasjon.

Bare få store studier har undersøkt sammenhengen mellom røyking og hjerneatrofi målt med MR, noe som kan spille en nøkkelrolle i å forstå røykingens bidrag til kognitiv nedgang og Alzheimers sykdom.

Om studien

Den nåværende studien testet hypotesen om at personer med en historie med røyking opplever større hjerneatrofi på helhjerne- og lappnivå sammenlignet med ikke-røykere.

Totalt 10 134 deltakere i alderen 18 til 97 år ble rekruttert fra fire studiesteder. Alle deltakerne gjennomgikk helkropps-MR uten kontrastmiddel. Før skanningen fylte de ut spørreskjemaer som samlet inn informasjon om demografi, sykehistorie og røykestatus. Hver deltaker rapporterte antall pakninger per dag de røykte og antall år de hadde røykt.

Basert på disse spørreskjemaene ble deltakerne delt inn i grupper: røykere (ikke-null pakningsår) og ikke-røykere (null pakningsår). Pakningsår er en indikator på tobakkseksponering som tar hensyn til varigheten og intensiteten av røyking. Røykergruppen inkluderte 3 292 personer, og ikke-røykergruppen inkluderte 6 842 personer.

Studien brukte FastSurfer, en velprøvd dyp læringspipeline, for å kvantifisere hjernevolum fra 3D T1-bilder. En dyp læringsmodell ble også brukt til å segmentere intrakranielt volum (ICV).

En regresjonsmodell ble utført for røykere for å analysere forholdet mellom pakkeår og hjernevolum:

• Modell 1: justert for alder, kjønn og studiested;
• Modell 2: med ytterligere justering for BMI.

Forskningsresultater

Sammenlignet med ikke-røykere var røykere mer sannsynlig å være kvinner, kaukasiske, ha høyere BMI, være eldre og ha mer type 2-diabetes og hypertensjon. Gjennomsnittlig antall pakkeår i røykergruppen var 11,93.

Sammenligninger på tvers av regioner viste lavere hjernevolum i røykegruppen. Pearson bivariat analyse viste en moderat positiv korrelasjon mellom høyere BMI og høyere antall pakkeår. Sammenligninger av modell 1 og 2 viste en reduksjon i statistisk signifikans og effektstørrelse i 11 hjerneområder når man kontrollerte for BMI, noe som indikerer en mulig, men ikke bevist, medierende rolle for BMI i sammenhengen mellom røyking og hjerneatrofi.

Det er viktig å merke seg at selv etter å ha tatt hensyn til BMI, hadde røykere fortsatt betydelig atrofi i flere regioner, inkludert områder assosiert med Alzheimers sykdom, som hippocampus, posterior cingulate cortex og precuneus.

Konklusjoner

Denne studien viste at personer med røykehistorie og et høyere antall pakningsår hadde tegn på hjerneatrofi. Foreløpige resultater indikerer også at BMI kan spille en potensiell rolle i å formidle sammenhengen mellom røyking og tap av hjernevolum. Dermed er fedme og røyking to modifiserbare risikofaktorer som kan brukes i fremtiden for å forebygge demens, inkludert Alzheimers sykdom.

Ytterligere studier er nødvendige i fremtiden for å undersøke den potensielle medierende effekten av hyperintensitetsvolum i hvit substans og hjerneatrofi i sammenheng med røykehistorie.

Hovedstyrkene ved denne studien er analysen av en stor kohort med røykehistorie og kvantitativ strukturell hjerneavbildning. I tillegg var det mulig å måle hjernevolum i regioner som er påvirket av AD-patologi, som hippocampus, posterior cingulate cortex og precuneus.

Til tross for studiens styrker, begrenser tverrsnittsstudien muligheten til å trekke årsakssammenhenger. Designet inkluderte heller ikke kognitive tester eller AD-biomarkører som amyloid eller tau, noe som begrenser muligheten til å knytte hjerneatrofi direkte til demens. Derfor er longitudinelle studier nødvendige for å bekrefte BMIs rolle i denne sammenhengen.