Storrökare uppvisar hjärnatrofi typisk för Alzheimers sjukdom

En ny studie med magnetkameraundersökningar visar att rökning skadar viktiga områden i hjärnan som är involverade i minne och tänkande, och att övervikt kan öka skadorna, vilket väcker nya frågor om demensprevention.

En nyligen publicerad studie i tidskriften NPJ Dementia undersökte sambandet mellan rökning och hjärnatrofi, och huruvida kroppsmasseindex (BMI) modererade detta samband. Studien fann att rökare hade signifikant lägre volymer grå och vit substans i hjärnan än icke-rökare. När BMI inkluderades i statistiska modeller försvagades sambandet mellan paket per rökt år och förlust av hjärnvolym, vilket tyder på en möjlig medierande effekt snarare än ett direkt orsakssamband.

Neurodegenerativa sjukdomar: prevalens och riskfaktorer

En neurodegenerativ sjukdom uppstår när nervceller i hjärnan och nervsystemet gradvis förlorar funktion, vilket leder till en minskning av fysiska och kognitiva förmågor. Alzheimers sjukdom (AD) är den vanligaste typen av demens och påverkar minne, kognition och beteende.

Förekomsten av demens har ökat över hela världen. Enligt en nyligen genomförd studie har cirka 47 miljoner människor världen över diagnostiserats med demens, och cirka 10 miljoner nya fall förväntas tillkomma varje år.

Ett flertal studier har identifierat riskfaktorer för demens i tidig, mellersta och sena livet. Rökning är en faktor som uppskattas vara involverad i upp till 14 % av demensfallen världen över. Gifter i cigarettrök kan orsaka neuroinflammation, en mekanism som är nära kopplad till Alzheimers sjukdom. Förutom demens har tidigare studier också visat att rökare löper högre risk att utveckla cerebrovaskulära och respiratoriska sjukdomar.

Även om tidigare metaanalyser har kopplat rökning till en ökad risk för demens, har få stora studier undersökt hur rökningshistorik och rökintensitet är associerade med MR-mätt hjärnatrofi, en biomarkör för neurodegeneration. För att bedöma detta är det nödvändigt att undersöka sambandet mellan rökning och hjärnatrofi, vilket är förlusten av hjärnvävnad på grund av krympning eller död av neuroner med en minskning av antalet neurala kopplingar.

Forskare brukar följa hjärnatrofi vid Alzheimers sjukdom och andra neurodegenerativa sjukdomar med hjälp av neuroavbildning och volymetrisk bedömning med T1-viktad MRI – vilket skiljer sig från naturligt åldrande. MRI används för att bedöma hjärnvolymförlust, en biomarkör för neurodegeneration.

Endast ett fåtal stora studier har undersökt sambandet mellan rökning och hjärnatrofi mätt med MR, vilket kan spela en nyckelroll för att förstå rökningens bidrag till kognitiv nedgång och Alzheimers sjukdom.

Om studien

Den aktuella studien testade hypotesen att individer med en historia av rökning upplever större hjärnatrofi på helhjärns- och lobnivå jämfört med icke-rökare.

Totalt 10 134 deltagare i åldrarna 18 till 97 år rekryterades från fyra studieplatser. Alla deltagare genomgick helkropps-MR utan kontrastmedel. Före skanningen fyllde de i frågeformulär som samlade in information om deras demografi, sjukdomshistoria och rökstatus. Varje deltagare rapporterade antalet paket per dag de rökte och antalet år de hade rökt.

Baserat på dessa frågeformulär delades deltagarna in i grupper: rökare (icke-noll packår) och icke-rökare (noll packår). Packår är en indikator på tobaksexponering som tar hänsyn till rökningens varaktighet och intensitet. Rökargruppen omfattade 3 292 personer och icke-rökargruppen omfattade 6 842 personer.

Studien använde FastSurfer, en beprövad djupinlärningspipeline, för att kvantifiera hjärnvolym från 3D-T1-bilder. En djupinlärningsmodell användes också för att segmentera intrakraniell volym (ICV).

En regressionsmodell utfördes för rökare för att analysera sambandet mellan förpackningsår och hjärnvolymer:

• Modell 1: justerad för ålder, kön och studieort;
• Modell 2: med ytterligare justering för BMI.

Forskningsresultat

Jämfört med icke-rökare var rökare mer benägna att vara kvinnor, kaukasiska, ha ett högre BMI, vara äldre och ha mer typ 2-diabetes och högt blodtryck. Det genomsnittliga antalet packår i rökargruppen var 11,93.

Jämförelser mellan regioner visade lägre hjärnvolymer i rökgruppen. Pearson bivariat analys visade en måttlig positiv korrelation mellan högre BMI och fler packår. Jämförelser av modell 1 och 2 visade en minskning av statistisk signifikans och effektstorlek i 11 hjärnregioner vid kontroll för BMI, vilket indikerar en möjlig, men inte bevisad, medierande roll för BMI i sambandet mellan rökning och hjärnatrofi.

Viktigt är att även efter att BMI tagits med i beräkningen hade rökare fortfarande betydande atrofi i flera regioner, inklusive områden associerade med Alzheimers sjukdom, såsom hippocampus, posterior cingulära cortex och precuneus.

Slutsatser

Den aktuella studien visade att individer med rökningshistorik och ett högre antal packår hade tecken på hjärnatrofi. Preliminära resultat indikerar också att BMI kan spela en potentiell roll i att mediera sambandet mellan rökning och hjärnvolymsförlust. Således är fetma och rökning två modifierbara riskfaktorer som kan användas i framtiden för att förebygga demens, inklusive Alzheimers sjukdom.

Ytterligare studier behövs i framtiden för att undersöka den potentiella medierande effekten av vit substans hyperintensitetsvolym och hjärnatrofi i samband med rökhistoria.

De viktigaste styrkorna med denna studie är analysen av en stor kohort med rökning i anamnesen och kvantitativ strukturell hjärnavbildning. Dessutom var det möjligt att mäta hjärnvolymen i regioner som drabbats av Alzheimers patologi, såsom hippocampus, posterior cingulär cortex och precuneus.

Trots dess styrkor begränsar studiens tvärsnittskaraktär möjligheten att dra kausala slutsatser. Designen inkluderade inte heller kognitiva tester eller AD-biomarkörer såsom amyloid eller tau, vilket begränsar möjligheten att direkt koppla hjärnatrofi till demens. Därför behövs longitudinella studier för att bekräfta BMI:s roll i detta samband.