Zusammenfassung Hintergrund und Ziele Beobachtungsstudien haben erhöhten Blutdruck (BP) mit einer Beeinträchtigung der kognitiven Funktion in Verbindung gebracht. Die funktionellen und strukturellen Veränderungen im Gehirn, die den Zusammenhang zwischen Blutdruckanstieg und kognitivem Rückgang vermitteln, sind jedoch weiterhin unbekannt. Unter Verwendung von Beobachtungs- und genetischen Daten großer Konsortien zielte diese Studie darauf ab, Gehirnstrukturen zu identifizieren, die möglicherweise mit Blutdruckwerten und kognitiven Funktionen verbunden sind. Methoden und Ergebnisse Blutdruckdaten wurden mit 3935 Phänotypen integriert , die aus der MRT des Gehirns und der durch den Fluid Intelligence Score definierten kognitiven Funktion abgeleitet wurden. Beobachtungsanalysen wurden in der britischen Biobank und in einer prospektiven Validierungskohorte durchgeführt. Mendelsche Randomisierungsanalysen (MR) verwendeten genetische Daten der britischen Biobank, des International Blood Pressure Consortium und des COGENT-Konsortiums. Die Mendelsche Randomisierungsanalyse identifizierte einen potenziell nachteiligen kausalen Effekt eines höheren systolischen Blutdrucks auf die kognitive Funktion [-0,044 Standardabweichung (SD); 95 %-Konfidenzintervall (KI –0,066, –0,021) mit Verstärkung der MR-Schätzung (–0,087 SD; 95 %-KI –0,132, –0,042), bei weiterer Anpassung an den diastolischen Blutdruck. Die Mendelsche Randomisierungsanalyse ergab, dass 242, 168 und 68 Binnenvertriebene einen signifikanten Zusammenhang (Falscherkennungsrate P < 0,05) mit dem systolischen Blutdruck, dem diastolischen Blutdruck bzw. dem Pulsdruck zeigten. Die meisten dieser IDPs waren in der Beobachtungsanalyse in der britischen Biobank umgekehrt mit der kognitiven Funktion assoziiert und zeigten übereinstimmende Effekte in der Validierungskohorte. Die Mendelsche Randomisierungsanalyse identifizierte Beziehungen zwischen der kognitiven Funktion und allen neun PDIs, die mit dem systolischen Blutdruck assoziiert sind, einschließlich anteriorer Thalamusstrahlung, anteriorer Corona radiata oder äußerer Kapsel. Abschluss Komplementäre Mendelsche Randomisierung (MR) und Beobachtungsanalysen identifizieren Gehirnstrukturen, die mit BP assoziiert sind und möglicherweise für die negativen Auswirkungen von Bluthochdruck auf die kognitive Leistung verantwortlich sind. |
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Genetische Analysen identifizieren Gehirnstrukturen, die mit dem mit Bluthochdruck einhergehenden kognitiven Verfall verbunden sind
Forscher haben erstmals bestimmte Regionen des Gehirns identifiziert, die durch Bluthochdruck geschädigt werden und möglicherweise zu verminderten mentalen Prozessen und der Entwicklung von Demenz beitragen.
Es ist bekannt, dass hoher Blutdruck an der Entstehung von Demenz und einer Schädigung der Gehirnfunktion beteiligt ist. Wie das geschieht, zeigt die Studie, die heute (Dienstag) im European Heart Journal [1] veröffentlicht wird. Es wurden Informationen aus einer Kombination von Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns, genetischer Analyse und Beobachtungsdaten von Tausenden von Patienten zusammengestellt, um die Auswirkungen von Bluthochdruck auf die kognitiven Funktionen zu untersuchen. Anschließend überprüften die Forscher ihre Ergebnisse an einer separaten großen Patientengruppe in Italien.
Tomasz Guzik, Professor für Herz-Kreislauf-Medizin an der Universität Edinburgh (Großbritannien) und der Medizinischen Fakultät der Jagiellonen-Universität in Krakau (Polen), der die Forschung leitete, sagte: „Mit dieser Kombination aus bildgebenden, genetischen und beobachtenden Untersuchungen haben wir bestimmte Teile identifiziert.“ Teile des Gehirns, die von einem Anstieg des Blutdrucks betroffen sind, einschließlich der sogenannten Putamen-Regionen und bestimmter Regionen der weißen Substanz. Wir glauben, dass in diesen Bereichen hoher Blutdruck die kognitiven Funktionen wie Gedächtnisverlust, Denkfähigkeit und Demenz beeinträchtigen könnte. Als wir unsere überprüften Bei der Untersuchung einer Gruppe von Patienten in Italien mit hohem Blutdruck stellten wir fest, dass die von uns identifizierten Teile des Gehirns tatsächlich betroffen waren.
„Wir hoffen, dass unsere Erkenntnisse uns dabei helfen können, neue Wege zur Behandlung des kognitiven Verfalls bei Menschen mit hohem Blutdruck zu entwickeln. Die Untersuchung der Gene und Proteine in diesen Gehirnstrukturen könnte uns helfen zu verstehen, wie hoher Blutdruck das Gehirn beeinflusst und kognitive Probleme verursacht. Darüber hinaus können wir durch die Betrachtung dieser spezifischen Gehirnregionen vorhersagen, wer im Zusammenhang mit Bluthochdruck schneller Gedächtnisverlust und Demenz entwickeln wird. „Dies könnte der Präzisionsmedizin helfen, sodass wir gezieltere Therapien einsetzen können, um die Entwicklung eines kognitiven Verfalls bei Patienten mit höherem Risiko zu verhindern.“
Hoher Blutdruck ist weit verbreitet und tritt bei 30 % der Menschen weltweit auf, wobei weitere 30 % die Krankheit im Frühstadium aufweisen. Studien haben gezeigt, dass es die Gehirnfunktion beeinträchtigt und langfristige Veränderungen verursachen kann. Bisher war jedoch nicht genau bekannt, wie Bluthochdruck das Gehirn schädigt und welche spezifischen Regionen davon betroffen sind.
In einer vom Europäischen Forschungsrat, der British Heart Foundation und dem italienischen Gesundheitsministerium kofinanzierten Forschung nutzten Prof. Guzik und ein internationales Forscherteam Gehirn-MRT-Daten von mehr als 30.000 Teilnehmern der britischen Biobank-Studie, um genetische Informationen im gesamten Genom zu erfassen Assoziationsstudien (GWAS) der UK Biobank und zweier anderer internationaler Gruppen (COGENT und das International Blood Pressure Consortium) sowie eine Technik namens Mendelsche Randomisierung, um herauszufinden, ob der Bluthochdruck tatsächlich die Ursache für Veränderungen in bestimmten Teilen des Gehirns war anstatt einfach nur mit diesen Veränderungen in Verbindung gebracht zu werden.
„Mendelsche Randomisierung ist eine Möglichkeit, genetische Informationen zu nutzen, um zu verstehen, wie sich eine Sache auf eine andere auswirkt“, sagte Professor Guzik. „Insbesondere wird geprüft, ob etwas möglicherweise einen bestimmten Effekt hervorruft oder ob der Effekt nur ein Zufall ist. Dabei werden die genetischen Informationen einer Person genutzt, um festzustellen, ob ein Zusammenhang zwischen Genen besteht, die für einen höheren Blutdruck prädisponieren, und den Ergebnissen. Wenn ein Zusammenhang besteht, ist es wahrscheinlicher, dass Bluthochdruck das Ergebnis verursacht. Dies liegt daran, dass die Gene zufällig von den Eltern weitergegeben werden und daher nicht von anderen Faktoren beeinflusst werden, die die Ergebnisse verfälschen könnten. Wenn in unserer Studie ein Gen, das Bluthochdruck verursacht, auch mit bestimmten Gehirnstrukturen und deren Funktion verknüpft ist, deutet dies darauf hin, dass Bluthochdruck dort tatsächlich eine Funktionsstörung des Gehirns verursachen könnte, was zu Gedächtnisstörungen, „Denken und Demenz“ führen könnte.
Die Forscher fanden heraus, dass Veränderungen in neun Teilen des Gehirns mit höherem Blutdruck und schlechteren kognitiven Funktionen verbunden waren. Dazu gehörte das Putamen, eine runde Struktur an der Basis des vorderen Teils des Gehirns, die für die Regulierung von Bewegungen und die Beeinflussung verschiedener Arten des Lernens verantwortlich ist. Weitere betroffene Bereiche waren der vordere Thalamusstrahl, die vordere Korona radiata und der vordere Schenkel der inneren Kapsel, bei denen es sich um Regionen der weißen Substanz handelt, die verschiedene Teile des Gehirns verbinden und die Signalübertragung zwischen ihnen ermöglichen. Der vordere Thalamusradius ist an exekutiven Funktionen wie der Planung einfacher und komplexer täglicher Aufgaben beteiligt, während die anderen beiden Regionen an der Entscheidungsfindung und dem Umgang mit Emotionen beteiligt sind.
Zu den Veränderungen in diesen Bereichen gehörten eine Abnahme des Gehirnvolumens und der Oberfläche der Großhirnrinde, Veränderungen in den Verbindungen zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns und Veränderungen in den Maßen der Gehirnaktivität.
Bild: Die 3D-Rekonstruktion zeigt, wie sich ein hoher systolischer Blutdruck auf große Teile der weißen Substanz im Gehirn ausgewirkt hat. Rot zeigt die Bereiche, die am stärksten von Bluthochdruck betroffen sind, während gelbe Bereiche ebenfalls betroffen sind, jedoch in geringerem Ausmaß. Die Studie zeigt, dass ein hoher systolischer Blutdruck die weiße Substanz und ihre Verbindungen mit anderen Teilen des Gehirns schädigt und dies mit schlechteren kognitiven Funktionen bei den untersuchten Personen verbunden ist. Erstmals werden bestimmte Bereiche des Gehirns identifiziert, die für diese Erkrankung verantwortlich sind. Bildnachweis unterliegt dem Urheberrecht. Wenn Sie es verwenden, nennen Sie es bitte Dr. Lorenzo Carnevale, IRCCS INM Neuromed, Pozzilli, Italien.
Der Erstautor der Studie, außerordentlicher Professor Mateusz Siedlinski, ebenfalls Forscher an der medizinischen Fakultät der Jagiellonen-Universität, sagte: „Unsere Studie identifizierte zum ersten Mal bestimmte Stellen im Gehirn, die möglicherweise ursächlich mit Bluthochdruck verbunden sind.“ Druck und kognitive Funktion. „Dies wurde in einzigartiger Weise durch die Verfügbarkeit von Daten der britischen Biobank, einschließlich MRT-Gehirnbildern, und durch frühere Forschungen ermöglicht, die genetische Varianten identifizierten, die die Struktur und Funktion von mehr als 3.000 Bereichen des Gehirns beeinflussen.“
Die Co-Autorin der Studie, Professorin Joanna Wardlaw, Leiterin der Neuroimaging Sciences an der University of Edinburgh, sagte: „Hoher Blutdruck ist seit langem als Risikofaktor für kognitiven Verfall bekannt, aber wie Bluthochdruck das Gehirn schädigt, war unklar.“ . Diese Studie zeigt, dass bestimmte Regionen des Gehirns einem besonders hohen Risiko für Blutdruckschäden ausgesetzt sind. Dies kann dazu beitragen, Menschen, bei denen das Risiko eines kognitiven Verfalls besteht, im Frühstadium zu identifizieren und möglicherweise dazu beizutragen, Therapien in Zukunft effektiver zu steuern.“
Zu den Einschränkungen der Studie gehört, dass die Teilnehmer der UK Biobank-Studie hauptsächlich Weiße und mittleren Alters sind, sodass es möglicherweise nicht möglich ist, die Ergebnisse auf ältere Menschen zu übertragen.
Ein begleitender Leitartikel wurde von Dr. Ernesto Schiffrin vom Sir Mortimer B. Davis-Jewish General Hospital und der McGill University, Montreal, Kanada, und Dr. James Engert vom University Health Center Research Institute verfasst. McGill University, Montreal. Sie stellen fest, dass „weitere mechanistische Studien zu den Auswirkungen von BP [Blutdruck] auf die kognitive Funktion erforderlich sind, um die genauen Kausalpfade und relevanten Gehirnregionen zu bestimmen.“
Sie heben eines der Ergebnisse der Studie zum systolischen und diastolischen Blutdruck (SBP und DBP) hervor. „Eines der vielleicht interessantesten Ergebnisse dieser Studie sind die möglichen unterschiedlichen kausalen Auswirkungen von SBP gegenüber DBP. Die Autoren beobachteten bei isolierter Analyse einige überlappende Ergebnisse für SBP und DBP zur kognitiven Funktion. Wenn jedoch jeder Parameter nach Anpassung an den anderen oder in multivariablen Modellen analysiert wird, tauchen interessante Erkenntnisse auf. Der DBP allein sagt keinen Rückgang der kognitiven Funktion voraus, wirkt aber tatsächlich schützend, wenn er an den SBP angepasst wird. „Dieses Ergebnis traf sowohl bei der Beobachtung als auch bei der Verwendung der Mendelschen Randomisierung zu.“ Sie diskutieren weiterhin mögliche Gründe dafür.
