Vergleich des Amygdalavolumens zwischen Rauchern, ehemaligen Rauchern und Nie- Rauchern: eine magnetresonanztomographische Untersuchung

Abstract

Das Rauchen von Zigaretten gehört zu den häufigsten vermeidbaren Todesursachen weltweit. Schäden und Veränderungen durch das Rauchen lassen sich neben anderen Organsystemen auch im Gehirn nachweisen. So konnte ein kleineres Volumen der grauen Substanz bei Rauchern bisher in einigen frontalen, temporalen und occipitalen Regionen, sowie im Thalamus und im Cerebellum nachgewiesen werden. Neben den strukturellen Veränderungen sind auch kognitive Unterschiede und veränderte Verhaltensweisen aufgefallen. Einige Studien belegen, dass regelmäßige Raucher in der kognitiven Leistungsfähigkeit den Nichtrauchern unterlegen sind. Weiterhin ist aufgefallen, dass regelmäßige Raucher impulsivere Charakterzüge aufweisen als Nichtraucher und im Rahmen von Persönlichkeitstests in den Kategorien Waghalsigkeit, Neugierverhalten und Risikobereitschaft höhere Ergebnisse erzielen. Die Amygdala spielt eine Schlüsselrolle in der Verarbeitung von Sucht und wirkt in sämtlichen neuronalen Schaltkreisen bei der Bearbeitung von Funktionen wie Emotion, Kognition und Entscheidungsfindung mit. Bislang gibt es keine Studien, die Volumenunterschiede der Amygdala zwischen Rauchern und Nichtrauchern (sowie ehemaligen Rauchern) untersuchen. Dabei sind bei Rauchern oben genannte Veränderungen zu beobachten, die unter anderem durch die Amygdala beeinflusst werden. Ziel dieser Studie war es daher, die Volumina der Amygdala zwischen Rauchern, ehemaligen Rauchern und Nie-Rauchern zu vergleichen und damit zu prüfen, ob es ein neuronales Korrelat für oben genannte veränderte Verhaltensweisen gibt. Insgesamt wurden 76 gesunde Probanden (25 Raucher, 25 ehemalige Raucher und 26 Nie-Raucher) einer magnetresonanztomographischen Untersuchung unterzogen. Das Volumen der Amygdala wurde mittels der Software FreeSurfer bestimmt und mit Hilfe einer Kovarianzanalyse untereinander verglichen, dabei wurden die Variablen Alter, Geschlecht und Gesamthirnvolumen als Kovariaten gesetzt. Weiterhin wurde geprüft, ob es einen Zusammenhang zwischen der Menge der konsumierten Zigaretten (gemessen in packyears) und dem Volumen der Amygdala gibt. Ein signifikanter Unterschied konnte bei allen untersuchten Volumina gefunden werden. Das Volumen der Gesamt- wie auch der rechten Amygdala ist bei Rauchern im Vergleich zu Nie-Rauchern kleiner. Das Volumen der linken Amygdala hingegen ist bei Rauchern im Vergleich zu ehemaligen Rauchern kleiner. Weiterhin konnte eine negative Korrelation zwischen den packyears und dem Volumen der Gesamt- wie auch der linken Amygdala beobachtet werden. Diese Ergebnisse passen zu den bereits beschriebenen veränderten Eigenschaften und liefern darüber hinaus einen neuen Beitrag zum Verständnis von differenzierten Unterschieden in der Emotions- und Impulsverarbeitung zwischen Rauchern, ehemaligen Rauchern und Nie-Rauchern. Diese Erkenntnisse können wichtig sein, um die Entscheidungsfindung bei Rauchern und das Suchtverhalten besser verstehen zu können und somit Raucherentwöhnungstherapien zu optimieren. Weitere Studien, insbesondere longitudinale Studien, sind notwendig, um zu prüfen, ob die Volumenunterschiede der Amygdala durch das Rauchen bedingt sind oder ob umgekehrt das Rauchverhalten durch das Volumen der Amygdala beeinflusst wird.

Smoking is the leading cause of preventable death worldwide. Disadvantages and alterations caused by smoking can be seen not only in the cardiovascular system, but also in the cerebral one. The grey matter volume of smokers is reduced in several frontal, a few temporal and occipital regions as well as in the thalamus and the cerebellum. Beside this, current smokers show cognitive impairment and there are some hypotheses, that long lasting tobacco use causes alterations in the reward system. Moreover it has been shown that smokers seem to be more impulsive, curious and tend to a more risk-taking behavior. The amygdala plays a key role in addiction and is also involved in the processing of emotion, cognition and decision-making. This raises the question whether it is possible to detect changes in the amygdala of smokers since they show altered behavior as mentioned above, which is regulated significantly by the amygdala. In this study we compare the volume of the amygdala of current smokers, former smokers and never smokers to detect a structural explanation for these alterations. 76 healthy subjects (25 current smokers, 25 former smokers, 26 never smokers) underlay a magnetic resonance tomographic examination. The volumes were identified via the software FreeSurfer and compared using an analysis of covariance with age, sex and total brain volume as covariates. Furthermore we explored if there is a correlation between the amount of consumed cigarettes (in packyears) and the volume of the amygdala. We examined the whole amygdala as well as separately the right and the left amygdala. A significant difference could be seen regarding the whole amygdala as well as the two separate parts of it. Smokers show a smaller whole and right amygdala compared to never smokers and a smaller left amygdala compared to former smokers. Besides this we identified a negative correlation between the packyears and the volume of the whole and the left amygdala. These findings are convenient to the observed performances and give a new contribution to understand detailed differences in the emotion and impulse control between smokers, former smokers and never smokers. Understanding the smokers decision-making and addiction behavior is important to improve smoking cessation programs. More research, particularly longitudinal studies, is necessary to detect if these volume differences are due to the smoking behavior or if vice versa the volume of the amygdala affects the smoking behavior.