Kardiovaskuläre Risikofaktoren und ihr Einfluss auf die Hippocampusstruktur und -funktion bei Patienten mit leichter kognitiver Beeinträchtigung

Abstract

Hintergrund: In unserer alternden Bevölkerung steigt die Zahl an Patienten mit neurodegenerativen Krankheiten wie der Alzheimer-Demenz (AD). Vor dem Hintergrund eines Mangels an Medikamenten, die dieses Krankheitsbild langfristig aufhalten können, gewinnen Ursachenforschung sowie Bemühungen, um Wege zur Prävention zu finden, eine immer größere Bedeutung. In den letzten Jahren wurden zunehmend Verbindungen zwischen kardiovaskulären Risikofaktoren und Einschränkungen in der kognitiven Leistungsfähigkeit am Gesunden untersucht und gefunden. Auf hirnorganischer Ebene ist dieser Zusammenhang bisher nur in Teilen nachvollzogen worden. Inwieweit genetische Faktoren einen Einfluss auf diese Beziehung nehmen, ist ebenfalls noch weitgehend ungeklärt. Methoden: In einer Querschnittsanalyse wurde an 91 Patienten mit leichten kognitiven Einschränkungen (MCI) der Zusammenhang zwischen dem Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen, ermittelt anhand eines Risikokalkulators aus der Framingham Heart Study, und Parametern der kognitiven Leistungsfähigkeit untersucht. Über strukturelle MRT wurde das Volumen des Hippocampus sowie dessen Integrität, gemessen über Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI), bestimmt und diese Parameter hinsichtlich ihrer Korrelationen mit dem kardiovaskulären Risiko und zur Hippocampusfunktion betrachtet. Zuletzt wurde noch untersucht, inwiefern der ApoE-Genotyp einen Einfluss auf diese Zusammenhänge hat. Ergebnisse: Ein höheres kardiovaskuläres Risiko war mit einer schlechteren Leistung in der Hippocampusfunktion assoziiert, indem es mit Parametern des verbalen Gedächtnisses sowie mit der semantischen Wortflüssigkeit signifikant negativ korrelierte, und ging einher mit einer höheren Atrophie und verminderten mikrostrukturellen Integrität des Hippocampus. Eine höhere Atrophie sowie eine geringere mikrostrukturelle Integrität des Hippocampus waren ebenfalls mit einer schlechteren Leistung im verbalen Gedächtnis und in der semantischen Wortflüssigkeit verbunden. Eine Mediatoranalyse offenbarte, dass die Hippocampusstruktur den Effekt des kardiovaskulären Risikos auf die Hippocampusfunktion teilweise vermittelt. Diese Zusammenhänge waren insbesondere bei Patienten mit der risikoärmeren ApoE-Konstellation ausgeprägt. Schlussfolgerung: Diese Studie unterstützt die These, dass kardiovaskuläre Risikofaktoren bei der Entstehung kognitiver Einschränkungen im Rahmen einer beginnenden Demenz eine wichtige Rolle spielen, und gibt Hinweise auf die diesem Zusammenhang zugrunde liegenden hirnstrukturellen Veränderungen. Inwieweit die genetische Prädisposition zu berücksichtigen ist, bleibt zu überprüfen. Der in diesen Analysen zur Anwendung gekommene kardiovaskuläre Risikokalkulator nach der Framingham-Studie scheint ein geeignetes Mittel zu sein, im ambulanten Bereich eine Einschätzung über das Risiko für die Entwicklung kognitiver Einschränkungen treffen zu können.

Background: In our ageing population, the number of patients with neurodegenerative diseases such as Alzheimer`s disease (AD) is constantly increasing. Due to the lack of disease-modifying therapies, research investigating the mechanisms and strategies for prevention are gaining importance. In recent years, a growing number of studies focused on the association between cardiovascular risk factors and cognitive deficits in healthy adults. So far, this connection could have been reproduced on brain structural level only in part. To what extent genetic factors can influence this relationship, could not be determined by now either. Methods: In a cross- sectional design, we studied the association of a composite risk profile, assessed with a cardiovascular risk score developed in the Framingham Heart Study, and parameters of cognitive performance in a cohort of 91 patients with mild cognitive impairment (MCI). The volume and integrity of the hippocampus, based on structural MRI and diffusion tensor imaging (DTI), was specified and their relationship to the cardiovascular risk and the hippocampal function was studied. Finally, we considered the influence of the genotype of the apolipoprotein E (ApoE). Results: A higher cardiovascular risk score correlated negatively with cognitive performance, particularly with regard to verbal memory and the semantic fluency. Cardiovascular risk was also associated with higher atrophy and less microstructural integrity of the hippocampus. Brain structural alterations, in addition, were accompanied by worse verbal memory performance and semantic fluency. A mediator analysis revealed a partly mediating effect of the hippocampal structure on the association of the cardiovascular risk and cognitive performance. These relationships were more pronounced in patients with lower genetic risk (genotype of the ApoE). Conclusions: This study supports the vascular hypothesis of AD, indicating an important role of cardiovascular risk factors in the development of age-related cognitive impairment. Furthermore, we provide first evidence for underlying brain structural changes mediating this relationship. Further research is needed to investigate the influence of the genetic predisposition on this relationship. The Framingham cardiovascular risk score seems to be a suitable tool for estimating the risk of developing cognitive impairment in primary care.