Dokument: Wird der Effekt von Übergewicht bei Älteren auf die Kognition über eine Veränderung der strukturellen Konnektivität des Gehirns mediiert?
| Titel: | Wird der Effekt von Übergewicht bei Älteren auf die Kognition über eine Veränderung der strukturellen Konnektivität des Gehirns mediiert? | |||||||
| Weiterer Titel: | Linking the effect of obesity on cognition to white matter tracts of older adults by mediation | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=65903 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240527-133553-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Frentzel, Till [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Dr. Caspers, Svenja [Gutachter] Prof. Dr. Roden, Michael [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Strukturelle Konnektivität, Übergewicht | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Übergewicht wird mit strukturellen und kognitiven Veränderungen des Gehirns in Verbindung gebracht, wobei überschüssiges Körperfett mit einer globalen Integritätsverringerung der weißen Substanz und einer geringeren kognitiven Funktion einhergeht. Es ist unklar, welche Übergewichtsparameter diese Auswirkungen auf die strukturelle Konnektivität am besten veranschaulichen und ob die Assoziation zwischen dem Übergewicht und der strukturellen Konnektivität die Auswirkungen des Übergewichts auf die Kognition erklärt. Wir untersuchten eine populationsbasierte Kohorte von 558 Teilnehmer*innen der 1000BRAINS-Studie (45 % Frauen, 56-86 Jahre) anhand von T1- und diffusionsgewichteten MRT-Aufnahmen. Wir verwendeten tract-based spatial statistics (FSL, TBSS) in einer faserbahn- und einer voxelbasierten Analyse der Hauptfaserzüge der weißen Substanz, um Zusammenhänge zwischen Body-Mass-Index (BMI), Waist-to-Hip Ratio (WHR) und A Body-Shape-Index (ABSI) mit fraktioneller Anisotropie (FA) und den Parametern orientation dispersion index (ODI) und intra-cellular volume fraction (ICVF) zu analysieren. Die kognitiven Fähigkeiten wurden mit einer umfassenden kognitiven Testbatterie bewertet und mittels Hauptkomponentenanalyse auf drei Hauptbereiche reduziert. Wir führten Regressionsanalysen durch, um zu untersuchen, ob Übergewicht, mikrostrukturelle Veränderungen der weißen Substanz und kognitive Leistungen miteinander assoziiert sind. Die Analysen wurden um Alter, Bildungsniveau, arterielle Hypertonie und tägliche körperliche Betätigung bereinigt und nach Geschlecht stratifiziert. Inwiefern mikrostrukturelle Unterschiede der weißen Substanz die Beziehung zwischen Übergewicht und Kognition vermitteln, wurde schließlich mit einer Mediationsanalyse analysiert. Die Ergebnisse zeigten geschlechtsspezifische signifikante Assoziationen (p < 0,05, Korrektur der Falscherkennungsrate nach Benjamini-Hochberg): Bei Frauen wurden keine Unterschiede in der Mikrostruktur der weißen Substanz in Bezug auf sämtliche Übergewichtsparameter festgestellt, während beim männlichen Probandenkollektiv eine höhere WHR mit einem erniedrigten ODI und ICVF in mehreren Faserbahnen der weißen Substanz korrelierte, die in der faserbahn- und der voxelbasierten Analyse kongruent waren. Beim männlichen Probandenkollektiv ergaben die Mediationsanalysen in den voxelbasierten Analysen keine signifikanten Assoziationen, was gegen einen vermittelnden Effekt spricht. Dies deutet darauf hin, dass insbesondere überschüssiges viszerales Fettgewebe (höhere WHR) der wichtigste Faktor für den Zusammenhang zwischen Übergewicht und Gehirnstruktur sein könnte, da es mit einer schlechteren Integrität der Faserbahnen, mit geringerer Neuritendichte (niedrigere ICVF) und weniger kohärent organisierten Axonen (niedrigerer ODI) verbunden ist. Diese Auswirkung des Übergewichts auf die strukturelle Konnektivität vermittelt jedoch nicht den Zusammenhang zwischen Übergewicht und Kognition.Obesity is associated with structural and cognitive changes in the brain, with excess body fat associated with a reduction in global white matter integrity and lower cognitive function. It is unclear which obesity parameters best exemplify these effects on structural connectivity and whether this explains the effects of obesity on cognition. We examined a representative cohort of 558 participants from the 1000BRAINS study (45% women, 56-86 years) using T1- and diffusion-weighted MRI. We used tract-based spatial statistics (FSL, TBSS) in a fiber tract-based and a voxel-based white matter whole skeleton analysis to analyze associations between body-mass-index (BMI), waist-to-hip ratio (WHR) and A body-shape-index (ABSI) with fractional anisotropy (FA) and NODDI parameters. NODDI allows a more specific interpretation of structural white matter differences as it is supposed to reflect the biological structure more accurately. Among these, we used orientation dispersion index (ODI) and intra-cellular volume fraction (ICVF). Cognitive abilities were assessed with a comprehensive cognitive test battery and reduced to three main domains using principal component analysis. We performed partial correlations to examine whether obesity, white matter microstructural changes and cognitive performance were associated with each other. Analyses were adjusted for age, education, hypertension, and daily physical activity and stratified by sex. Finally, the extent to which microstructural white matter differences mediate the relationship between obesity and cognition was analyzed with a mediation analysis. Results showed gender significant effects (p < 0.05, corrected for false discovery rate by the method of Benjamini-Hochberg): In females, no differences in white matter microstructure were found with respect to all adiposity parameters, whereas in males, higher WHR correlated with lower ODI and ICVF in several white matter tracts that were congruent in both fiber tract and voxel-based skeletal analyses. In men, mediation analyses did not reveal significant associations in the voxel-based analyses, arguing against a mediating effect. This suggests that particularly excess visceral fat (as measured by higher WHR) may be a relevant factor in the association between obesity and brain structure because it is associated with poorer fiber tract integrity with lower neurite density (lower ICVF) and less coherently organized axons (lower ODI). However, this effect of obesity on the structural connectivity does not mediate the association between obesity and cognition. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Anatomie I | |||||||
| Dokument erstellt am: | 27.05.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 27.05.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 14.12.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 21.05.2024 |
