In einer in Nature Mental Health veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler aus China und den USA entdeckt, dass Menschen, die an CMP leiden, einem höheren Risiko der Hirnalterung ausgesetzt sein können.
Morphologische und genetische Entschlüsselung zeigt heterogene Muster der Hirnalterung bei chronischen muskuloskelettalen Schmerzen
CMP, eine weit verbreitete und heterogene Erkrankung, die durch anhaltende Schmerzen in verschiedenen Körperteilen gekennzeichnet ist, ist eine der Hauptursachen für Behinderungen weltweit und beeinflusst das Gehirn erheblich. Neben den Schmerzen leiden ältere Erwachsene mit CMP auch unter einem beschleunigten kognitiven Abbau und einem höheren Demenzrisiko, wobei das biologische Mechanismus hinter den Zusammenhängen zwischen CMP und dem Demenzrisiko nur begrenzt verstanden wird.
Eine multiskalige Studie zur Trennung von pathologischer und normaler Hirnalterung kann die zugrundeliegenden Mechanismen aufdecken. Mithilfe groß angelegter Querschnitts- und Längsschnittkohorten (N = 9.344) entwickelten wir ein Hirnalterungsmodell basierend auf MRT-Daten (N = 6.725), um den Unterschied zwischen Hirnalter und chronologischem Alter zu bewerten, der als „vorhergesagte Altersdifferenz“ (PAD) bezeichnet wird, in verschiedenen gängigen Formen von CMP (N = 2.427).
Unsere Studie zeigt einen signifikanten Anstieg der PAD in Kohorten mit Kniearthrose (KOA) im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen, und wir validierten dies in einem unabhängigen Datensatz (N = 192). Dies deutet auf ein beschleunigtes Muster der Hirnalterung bei KOA hin. Diese Beschleunigung wurde in beiden Datensätzen vom Hippocampus verursacht und sagte einen Gedächtnisverlust sowie Demenzvorfälle während der Nachbeobachtung voraus.
Das Gen SLC39A8 zeigte Pleiotropie zwischen beschleunigter Hirnalterung und KOA und wies räumliche transkriptionelle Assoziationen mit den regionalen Beiträgen zur beschleunigten Hirnalterung auf. Gene, die starke räumliche transkriptionelle Assoziationen mit regionalen Beiträgen aufwiesen, waren stark in Mikrogliazellen und Astrozyten exprimiert und hauptsächlich in der synaptischen Struktur und der neuronalen Entwicklung angereichert.
Diese Erkenntnisse heben ein heterogenes Muster der Hirnalterung bei CMP hervor und zeigen ein erbliches morphologisches Muster, das die beschleunigte Hirnalterung mit kognitivem Abbau und einem erhöhten Demenzrisiko bei Kniearthrose (KOA) verbindet.
CMP ist eine der Hauptursachen für Behinderungen, betrifft mehr als 40 % der Weltbevölkerung und beeinträchtigt die kognitive Funktion der Patienten. Obwohl der genaue Mechanismus noch nicht vollständig verstanden wird, was Präventions- und Behandlungsbemühungen erschwert, weisen Untersuchungen darauf hin, dass entzündliche Marker, die mit der Hirnalterung in Verbindung stehen, bei CMP-Patienten höher sind, was auf einen Zusammenhang zwischen Hirnalterung und CMP hindeutet.
Vor diesem Hintergrund untersuchten Forscher unter der Leitung von Prof. TU Yiheng vom Institut für Psychologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, in Zusammenarbeit mit internationalen Experten, die Muster der Hirnalterung und die zugrundeliegenden Mechanismen bei verschiedenen Arten von CMP. Ihre Studie hebt die Verbindung zwischen chronischen Knieschmerzen, insbesondere durch Kniearthrose (KOA), und einer beschleunigten Hirnalterung hervor.
Anhand struktureller MRT-Daten von über 9.000 Personen entwickelten die Forscher ein Modell zur Bestimmung des Hirnalters, um das Hirnalter mit dem chronologischen Alter zu vergleichen. Sie stellten fest, dass Personen mit KOA, die sowohl in der UK Biobank als auch in zusätzlichen Replikationsdatensätzen der lokalen Gemeinschaft identifiziert wurden, eine schnellere Hirnalterung als gesunde Personen erfuhren. Zudem wurde festgestellt, dass Gehirnregionen, die für die menschliche kognitive Funktion verantwortlich sind, wie der Hippocampus, mit dieser beschleunigten Hirnalterung in Verbindung stehen.
„Wir haben nicht nur die Spezifität der beschleunigten Hirnalterung bei Patienten mit Kniearthrose (KOA) offenbart, sondern noch wichtiger, wir haben auch longitudinale Beweise erbracht, die die Fähigkeit unseres Hirnaltermarkers zur Vorhersage zukünftiger Gedächtnisverluste und eines erhöhten Demenzrisikos belegen“, sagte Professor TU, Hauptautor der Studie.
Darüber hinaus vertieften die Forscher ihre Analyse des genetischen Panoramas und identifizierten das Gen SLC39A8 als eine gemeinsame Verbindung zwischen Kniearthrose (KOA) und beschleunigter Hirnalterung. Dieses Gen, das insbesondere in Mikrogliazellen und Astrozyten exprimiert wird, unterstreicht die potenzielle Rolle von Entzündungen und neuronaler Entwicklung bei den beobachteten Phänomenen.
Diese Studie liefert nicht nur überzeugende Beweise für die neurokognitiven Auswirkungen von KOA, sondern eröffnet auch neue Wege für die Früherkennung und zielgerichtete Interventionsstrategien zur Bekämpfung von Demenzrisikofaktoren.
Die Zusammenarbeit zwischen multidisziplinären Teams aus China und den USA unterstreicht das globale Bestreben, die verknüpften Herausforderungen des Alterns, chronischer Schmerzen und des kognitiven Abbaus zu verstehen und zu bewältigen.
