Der Einfluss des Blutdrucks auf die hippocampale Glutamatkonzentration und die mnestische Funktion

Abstract

Hintergrund: Die arterielle Hypertonie ist assoziiert mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung einer kognitiven Beeinträchtigung, die im Allgemeinen mit einer fortgeschrittenen Arteriosklerose einhergeht. Viele unter Bluthochdruck leidende Patienten präsentieren jedoch kognitive Beeinträchtigungen, bevor eine zerebrovaskuläre Insuffizienz besteht. Aus diesem Grund prüft diese Studie den direkten Einfluss des Blutdruckes auf den Neurotransmitterstatus des Hippocampus, einer vulnerablen zerebralen Struktur mit großer Bedeutung für die Gedächtniskonsolidierung. Methoden: Die absolute Glutamatkonzentration und die N-Acetyl-Aspartat-Konzentration als alternative Marker für die neuronale Integrität wurden im Hippocampus und im anterioren cingulären Kortex (ACC) mit Hilfe einer 3-Tesla-Magnetresonanzspektroskopie (1 H-MRS) bei 16 Probanden ohne vorbekannte kardio- und zerebrovaskuläre Erkrankungen untersucht. Die Gedächtnisfunktion wurde mit Hilfe des verbalen Lern – und Merkfähigkeitstests (AVLT) und des Rivermead Behavioral Memory Testes (RBMT) untersucht. Die mechanischen Eigenschaften der Gefäße wurden mit Hilfe des Augmentationsindex (AI) untersucht. Ergebnisse: Der arterielle Mitteldruck zeigte nach Adjustierung für das Alter eine signifikante negative Korrelation mit der absoluten Glutamatkonzentration des Hippocampus (R= -0.655, p= 0.011). Diese Korrelation blieb auch nach Bonferroni-Korrektur für multiples Testen signifikant. Eine Assoziation mit der Glutamatkonzentration im ACC lag nicht vor (p>0.05). Für die N-Acetyl-Aspartat-Konzentration gab es weder in der Hippocampusregion noch im ACC eine signifikante Korrelation (jeweils p>0.05). Der Augmentationsindex (AI), als Maß für arterielle Steifigkeit, zeigte keine signifikante Assoziation mit der hippocampalen Glutamatkonzentration. Darüber hinaus stellte sich eine signifikante negative Korrelation zwischen arteriellem Mitteldruck und sowohl den verbalen Lern – und Merkfähigkeitstest – Scores (r= -0.558, p= 0.025), als auch den RBMT – Scores (r=-0.555, p= 0.026) heraus. Schlussfolgerung: In der vorliegenden Studie zeigt sich eine inverse Assoziation zwischen Blutdruck und Glutamatkonzentration im Hippocampus. Das Glutamat ist essentiell für das Langzeitgedächtnis, das neurobiologische Korrelat für Gedächtnisformationen in der Hippocampusregion. Die kognitive Beeinträchtigung bei Hypertonie ist somit möglicherweise nicht nur durch strukturelle arteriosklerotische Wandveränderungen, sondern auch durch funktionelle Änderungen des Neurotransmitterstatus bedingt.

Hypertension is associated with an increased risk of cognitive decline, which is generally regarded as a consequence of advanced cerebral atherosclerosis. Many hypertensive patients, however, suffer from cognitive decline long before they have any signs of cerebrovascular disease. Therefore, this study examines direct effects of blood pressure on neurotransmitter status in the hippocampus, a vulnerable cerebral structure relevant for memory consolidation. Absolute glutamate concentration and N-acetylaspartate (NAA) concentration as an alternative marker of neuronal integrity were determined in the hippocampus and the cerebral cortex (anterior cingulate cortex; ACC) by 3-T proton magnetic resonance spectroscopy in 16 probands without any history of cerebrovascular disease. Memory function was tested by the auditory verbal learning test (AVLT) and the rivermead behavioural memory test (RBMT). Arterial stiffness was assessed by augmentation index (AI). Mean arterial pressure showed a significant negative age-adjusted correlation to absolute glutamate concentrations in the hippocampus (R=−0.655, P=0.011), but not in the ACC. There was no significant correlation of mean arterial pressure and NAA in either hippocampus or ACC. AI did not affect hippocampal glutamate. Moreover, there was a significant negative correlation between mean arterial pressure and AVLT (r=−0.558, P=0.025) and RBMT score (r=−0.555, P=0.026). There is an inverse relation between blood pressure and the concentration of hippocampal glutamate. Glutamate is essential for long-term potentiation, the neurobiological correlate for memory formation in the hippocampus. Thus, hypertension-associated cognitive decline may not only be mediated by structural atherosclerotic wall changes, but also by functional changes in neurotransmission.