Zware rokers vertonen hersenatrofie die kenmerkend is voor de ziekte van Alzheimer

Uit een nieuw onderzoek met MRI blijkt dat roken schade toebrengt aan belangrijke hersengebieden die betrokken zijn bij het geheugen en het denkvermogen. Overgewicht kan deze schade nog vergroten. Dit roept nieuwe vragen op over het voorkomen van dementie.

Een recente studie, gepubliceerd in het tijdschrift NPJ Dementia, onderzocht de relatie tussen roken en hersenatrofie en of de body mass index (BMI) deze relatie modereerde. De studie toonde aan dat rokers een significant lager volume grijze en witte stof in hun hersenen hadden dan niet-rokers. Wanneer de BMI in statistische modellen werd opgenomen, werd het verband tussen pakjes per jaar roken en verlies van hersenvolume verzwakt, wat wijst op een mogelijk bemiddelend effect in plaats van een direct causaal verband.

Neurodegeneratieve aandoeningen: prevalentie en risicofactoren

Een neurodegeneratieve aandoening treedt op wanneer neuronen in de hersenen en het zenuwstelsel geleidelijk hun functie verliezen, wat leidt tot een afname van fysieke en cognitieve vermogens. De ziekte van Alzheimer (AD) is de meest voorkomende vorm van dementie en tast het geheugen, de cognitie en het gedrag aan.

De prevalentie van dementie neemt wereldwijd toe. Volgens een recente studie hebben wereldwijd ongeveer 47 miljoen mensen de diagnose dementie gekregen en naar verwachting komen er jaarlijks ongeveer 10 miljoen nieuwe gevallen bij.

Talrijke studies hebben risicofactoren voor dementie in de vroege, middelbare en late levensfase geïdentificeerd. Roken is één factor die naar schatting bij maar liefst 14% van de gevallen van dementie wereldwijd een rol speelt. Toxines in sigarettenrook kunnen neuro-inflammatie veroorzaken, een mechanisme dat nauw verband houdt met de ziekte van Alzheimer. Naast dementie hebben eerdere studies ook aangetoond dat rokers een hoger risico lopen op het ontwikkelen van cerebrovasculaire en respiratoire aandoeningen.

Hoewel eerdere meta-analyses roken in verband hebben gebracht met een verhoogd risico op dementie, hebben slechts enkele grote studies onderzocht hoe rookgeschiedenis en -intensiteit samenhangen met MRI-gemeten hersenatrofie, een biomarker voor neurodegeneratie. Om dit te beoordelen, is het noodzakelijk om de relatie tussen roken en hersenatrofie te onderzoeken. Dit is het verlies van hersenweefsel door krimp of afsterven van neuronen met een afname van het aantal zenuwverbindingen.

Onderzoekers volgen hersenatrofie bij de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve aandoeningen doorgaans met behulp van neuroimaging en volumetrische beoordeling met T1-gewogen MRI – wat verschilt van natuurlijke veroudering. MRI wordt gebruikt om hersenvolumeverlies te beoordelen, een biomarker voor neurodegeneratie.

Er zijn slechts enkele grote onderzoeken uitgevoerd naar het verband tussen roken en hersenatrofie gemeten via MRI. Dit kan een belangrijke rol spelen bij het begrijpen van de bijdrage van roken aan cognitieve achteruitgang en de ziekte van Alzheimer.

Over de studie

In het huidige onderzoek werd de hypothese getest dat mensen met een rookgeschiedenis een grotere hersenatrofie ervaren op het niveau van de gehele hersenen en de hersenkwab vergeleken met niet-rokers.

In totaal werden 10.134 deelnemers van 18 tot 97 jaar gerekruteerd uit vier onderzoekslocaties. Alle deelnemers ondergingen een MRI van het hele lichaam zonder contrastmiddel. Vóór de scan vulden ze vragenlijsten in die informatie verzamelden over hun demografische gegevens, medische geschiedenis en rookgedrag. Elke deelnemer rapporteerde het aantal pakjes dat ze per dag rookten en het aantal jaren dat ze rookten.

Op basis van deze vragenlijsten werden de deelnemers verdeeld in groepen: rokers (niet-nul pakjaren) en niet-rokers (nul pakjaren). Pakjaren zijn een indicator van tabaksgebruik die rekening houdt met de duur en intensiteit van het roken. De rokersgroep bestond uit 3292 personen en de niet-rokersgroep uit 6842 personen.

In de studie werd FastSurfer, een bewezen deep learning-pipeline, gebruikt om het hersenvolume te kwantificeren op basis van 3D T1-beelden. Een deep learning-model werd ook gebruikt om het intracraniële volume (ICV) te segmenteren.

Er werd een regressiemodel uitgevoerd voor rokers om de relatie tussen pakjaren en hersenvolumes te analyseren:

• Model 1: aangepast voor leeftijd, geslacht en studiecentrum;
• Model 2: met extra aanpassing voor BMI.

Onderzoeksresultaten

Vergeleken met niet-rokers waren rokers vaker vrouw, blank, hadden ze een hogere BMI, waren ze ouder en hadden ze vaker diabetes type 2 en hypertensie. De gemiddelde pakjaren in de rokersgroep waren 11,93.

Vergelijkingen tussen regio's lieten een lager hersenvolume zien in de rokende groep. Pearson bivariate analyse toonde een matige positieve correlatie tussen een hogere BMI en een hoger pak-jaar. Vergelijkingen tussen model 1 en 2 lieten een afname zien in statistische significantie en effectgrootte in 11 hersenregio's na correctie voor BMI, wat wijst op een mogelijke, maar niet bewezen, mediërende rol van BMI in het verband tussen roken en hersenatrofie.

Belangrijk is dat rokers, zelfs na correctie voor de BMI, nog steeds aanzienlijke atrofie in verschillende regio's vertoonden, waaronder gebieden die verband houden met de ziekte van Alzheimer, zoals de hippocampus, de achterste cingulate cortex en de precuneus.

Conclusies

De huidige studie toonde aan dat personen met een rookgeschiedenis en een hoger aantal pakjaren tekenen van hersenatrofie vertoonden. Voorlopige resultaten wijzen er ook op dat de BMI een mogelijke rol speelt bij het mediëren van de associatie tussen roken en verlies van hersenvolume. Obesitas en roken zijn dus twee beïnvloedbare risicofactoren die in de toekomst mogelijk gebruikt kunnen worden om dementie, waaronder de ziekte van Alzheimer, te voorkomen.

In de toekomst is verder onderzoek nodig om het mogelijke bemiddelende effect van een hyperintensiteit van de witte stof en hersenatrofie te onderzoeken in de context van een rookgeschiedenis.

De belangrijkste sterke punten van deze studie zijn de analyse van een groot cohort met een rookgeschiedenis en kwantitatieve structurele hersenbeeldvorming. Daarnaast was het mogelijk om het hersenvolume te meten in gebieden die aangetast zijn door de ziekte van Alzheimer, zoals de hippocampus, de achterste cingulate cortex en de precuneus.

Ondanks de sterke punten beperkt het cross-sectionele karakter van de studie de mogelijkheid om causale conclusies te trekken. Bovendien bevatte het ontwerp geen cognitieve tests of AD-biomarkers zoals amyloïde of tau, waardoor het moeilijk was om hersenatrofie rechtstreeks aan dementie te koppelen. Daarom zijn longitudinale studies nodig om de rol van de BMI in dit verband te bevestigen.