Нарушение циркуляции спинномозговой жидкости — предиктор развития деменции в пожилом возрасте

Динамика циркуляции спинномозговой жидкости (СМЖ) играет важную роль в поддержании гомеостаза мозга: жидкость выводит отходы метаболизма, такие как β-амилоид и тау-белок. Нарушение этого процесса может способствовать развитию нейродегенеративных заболеваний. Хотя эксперименты на животных показали связь между снижением тока СМЖ и накоплением токсичных белков, доказательств этой связи у людей до сих пор не хватало. Исследователи из Великобритании и Китая оценили, могут ли показатели МРТ, отражающие циркуляцию СМЖ, предсказать риск деменции и объяснить, как факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний влияют на снижение когнитивных функций.

Работа основана на данных проекта UK Biobank, включившего свыше 48 тысяч человек, прошедших МРТ-обследование. Ученые рассчитали четыре показателя, отражающие различные аспекты циркуляции СМЖ: объем периваскулярных пространств, анализ тензора диффузии в направлении периваскулярных пространств (DTI-ALPS), BOLD-CSF coupling, характеризующая связь между мозговым кровотоком и динамикой СМЖ, и объем сосудистого сплетения желудочков (choroid plexus), ответственного за выработку СМЖ. Для двух параметров — DTI-ALPS и BOLD-CSF coupling — были разработаны и валидированы полностью автоматические алгоритмы, позволяющие обрабатывать десятки тысяч МРТ-изображений.

В анализ включались только участники без неврологических заболеваний и повреждений, способных искажать динамику СМЖ, всего 44 384 человека. Медиана возраста обследованных составила 65 лет, медиана периода наблюдения — 5,3 года, в течение которого деменция развилась у 133 человек. Статистическая обработка показала, что три из четырех маркеров — пониженные значения DTI-ALPS и BOLD-CSF coupling, а также увеличенный объем сосудистого сплетения — достоверно были связаны с повышенным риском деменции. Объем периваскулярных пространств не имел прогностического значения. Связь сохранялась даже после поправок на возраст, пол, уровень образования, факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний и носительство аллеля APOE ε4.

Кроме того, эти МРТ-показатели оказались тесно связанными с возрастом, гипертонией, диабетом, статусом курения и признаками сосудистых повреждений, такими как утолщение сонных артерий, снижение фракции выброса левого желудочка и увеличение гиперинтенсивности белого вещества. Чем хуже были параметры сердечно-сосудистой системы, тем более выраженными оказывались нарушения циркуляции СМЖ. Наиболее сильные эффекты наблюдались у пациентов с гипертонией, диабетом и выраженными изменениями белого вещества.

Анализ медиаций показал, что нарушения циркуляции СМЖ частично объясняют влияние факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний на развитие деменции. В частности, DTI-ALPS и объем сосудистого сплетения опосредовали до трети эффекта гиперинтенсивности белого вещества и до 15% влияния длительного диабета на риск деменции. Это означает, что именно через ухудшение дренажа и обмена СМЖ сосудистые нарушения могут способствовать нейродегенерации.

Таким образом, впервые исследование на большом наборе данных доказало, что динамика спинномозговой жидкости тесно связана с риском деменции и отражает воздействие факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний на мозг. Три неинвазивных МРТ-показателя — DTI-ALPS, BOLD-CSF coupling и объем сосудистого сплетения — могут использоваться как ранние предикторы снижения когнитивных функций. Авторы предполагают, что вмешательства, направленные на улучшение циркуляции СМЖ, могут снизить риск развития деменции, особенно у людей с хроническими сосудистыми нарушениями.

Белковые сигнатуры спинномозговой жидкости позволяют отличить лобно-височную долевую дегенерацию от других заболеваний