Topografia das associações entre fatores de risco cardiovascular e perda de mielina no envelhecimento do cérebro humano

Biologia das Comunicações volume 6, Número do artigo: 392 (2023) Citar este artigo

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Nosso conhecimento dos mecanismos subjacentes à vulnerabilidade da microestrutura da substância branca do cérebro aos fatores de risco cardiovascular (CVRFs) ainda é limitado. Usamos um protocolo quantitativo de ressonância magnética (MRI) em um único centro para investigar a associação transversal entre CVRFs e propriedades do tecido cerebral de tratos de substância branca em uma grande coorte residente na comunidade (n = 1104, faixa etária 46-87 anos). A hipertensão arterial foi associada a índices mais baixos de mielina e densidade axonal na RM, paralelamente a maior conteúdo de água extracelular. A obesidade apresentou associações semelhantes, embora com diferença de mielina apenas nos participantes do sexo masculino. Associações entre CVRFs e microestrutura da substância branca foram observadas predominantemente nos tratos límbico e pré-frontal. Fatores genéticos, de estilo de vida e psiquiátricos adicionais não modularam esses resultados, mas a atividade física moderada a vigorosa foi associada a um maior conteúdo de mielina independentemente dos CVRFs. Nossos achados complementam as alterações relacionadas ao CVRF descritas anteriormente nas propriedades de difusão da água no cérebro, apontando para a perda de mielina e neuroinflamação, em vez de neurodegeneração.

Apesar dos grandes avanços na quantificação dos efeitos de fatores de risco cardiovascular individuais (CVRFs) no cérebro e no comportamento, nosso conhecimento dos mecanismos neurobiológicos subjacentes e das interações com fatores genéticos, ambientais e modificáveis ​​do estilo de vida ainda é limitado. Particularmente no contexto do aumento da longevidade, a questão do impacto potencialmente diferencial do acúmulo de CVRFs associado ao envelhecimento na microvasculatura e no parênquima cerebral permanece controversa.

Tradicionalmente, os FRCV são mais frequentemente associados à doença cerebral de grandes e pequenos vasos (cSVD), que determina resultados negativos para a saúde dos indivíduos1. Um dos correlatos característicos de imagem cerebral de diagnóstico de cSVD relacionado a CVRF detectável em ressonância magnética (MRI) é a carga de hiperintensidade de substância branca (WMH)2. No nível microestrutural, os WMHs apresentam características histológicas heterogêneas, incluindo vários graus de desmielinização, perda de oligodendrócitos, degeneração axonal, astrogliose e edema parenquimatoso2,3. Da mesma forma, a topologia da distribuição de WMH no cérebro – periventricular versus subcortical – está ligada a propriedades histológicas diferenciais de WMH e fenótipos clínicos resultantes3,4.

As restantes características da cSVD—lacunas, espaços perivasculares aumentados, microhemorragias cerebrais, microinfartos corticais e subcorticais—completam a heterogénea panóplia fisiopatológica e explicam a acentuada heterogeneidade das manifestações clínicas1,5. A apresentação clínica de cSVD indo muito além da associação estabelecida entre WMHs em projeções fronto-subcorticais, disfunção executiva e motora4,6,7 sugere a implicação de áreas corticais envolvidas na linguagem, memória e visão8. A hipertensão arterial está, juntamente com inflamação crônica, diabetes, tabagismo e arteriosclerose, entre os CVRFs com evidência empírica mais forte para um impacto na WMH em cSVD, enquanto o sexo feminino é um fator de risco estabelecido para microinfartos e lacunas (para revisão, consulte ref. 1) .

Dada a crescente importância para a saúde pública do declínio cognitivo associado ao envelhecimento, numerosos estudos epidemiológicos em comunidades e coortes clinicamente verificadas focaram no impacto do envelhecimento na substância branca do cérebro (WM). No entanto, particularmente em estudos de grande escala, existem deficiências em relação à sua confiança em CVRFs auto-relatados9 ou não incluindo CVRFs10,11. Há também desafios metodológicos que dizem respeito à interpretação neurobiológica dos resultados obtidos a partir de dados de RM: O uso de imagens de RM de recuperação de inversão atenuada por fluidos (FLAIR) de diagnóstico convencional como medidas de desmielinização de fibras é debatido2,12,13. A sensibilidade das medidas de ressonância magnética baseadas em tensor da difusão de água aos efeitos das propriedades da fibra WM nas alterações cognitivas permanece incerta14. Tentativas recentes de usar mapas de proporção de ressonância magnética ponderada em T1/T2 para estudar os efeitos de, por exemplo, exercício aeróbico15 ou apolipoproteína ε4 (ApoE4)16 são prejudicadas pela relação pouco clara entre esses mapas de proporção e conteúdo de mielina na MW e imprecisões devido a imperfeições de hardware (por exemplo, falta de homogeneidade espacial do campo de transmissão de radiofrequência B1+17). Como resultado, o estudo das mudanças relacionadas ao envelhecimento nas fibras da SB em coortes da comunidade continua sendo um desafio18,19.