Dokument: Relevanz des Lipidstoffwechsels für Unterschiede in Struktur und Funktion des alternden Gehirns

Titel:	Relevanz des Lipidstoffwechsels für Unterschiede in Struktur und Funktion des alternden Gehirns
Weiterer Titel:	Relevance of blood lipid levels for cortical structure and cognition of the aging brain
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=69537
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250610-091148-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Stefanik, Julia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,57 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 29.04.2025 / geändert 29.04.2025
Beitragende:	Prof. Dr. med. Dr. rer. pol. Caspers, Svenja [Gutachter] Prof. Dr. Alfons Schnitzler [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Wichtige Risikofaktoren für die zerebrale Alterung sind neben dem Lebensalter auch kardiovaskuläre Risikofaktoren wie die Blutfette. So sind niedrige Spiegel an High-density lipoprotein (HDL), sowie hohe Spiegel an Triglyceriden, Low-density lipoprotein (LDL) und Gesamtcholesterin (TC) mit einer schlechter erhaltenen strukturellen und kognitiven Gehirngesundheit assoziiert worden. Insbesondere im Zusammenhang mit vulnerablen Bevölkerungsgruppen, die ein hohes Lebensalter oder Assoziationen zu neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Erkrankung zeigen, wurden diese Beziehungen beobachtet. Bei heterogenen Ergebnissen bisheriger Studien ist das Wissen darüber dennoch kontrovers diskutiert und in einzelnen Studien oft begrenzt, da häufig nur isoliert die Gehirnstruktur oder Kognition im Zusammenhang mit den Blutfetten analysiert wird, ohne beide Aspekte zusammen zu betrachten. Es bleibt somit offen, inwiefern Blutfette mit interindividuellen Unterschieden der Gehirnstruktur und Kognition in einer normal alternden Kohorte assoziiert sind und ob sich Effekte bezüglich der Gehirnstruktur auch in neurokognitiven Korrelaten widerspiegeln. Ziel dieser Arbeit war es, diese Fragen in einer Hauptgruppe (HG) und älteren Untergruppe (UG) von insgesamt 897 Erwachsenen der gesamten Altersspanne des Erwachsenenlebens aus der 1000BRAINS- Studie zu untersuchen. Dazu wurde anhand von Magnetresonanztomografiebildern die Gehirnstruktur in Form einer oberflächenbasierten Analyse der kortikalen Dicke (CT) und Oberfläche (SA) untersucht und mit individuellen Blutfettspiegeln korreliert. Jede Analyse wurde dabei schrittweise für das Alter, Geschlecht, Rauchen, Bildung, Body-Mass-Index und in der älteren UG zusätzlich für den systolischen Blutdruck und körperliche Aktivität korrigiert. Kortikale Regionen, die blutfettabhängig Unterschiede aufwiesen, wurden mit kognitiven Leistungsparametern der Exekutiv-, Gedächtnis- und Sprachfunktion partiell korreliert. Mediationsanalysen wurden verwendet, um kortikale Oberflächenparameter als mögliche Mediatoren in der Beziehung zwischen Blutfetten und Kognition zu untersuchen. In beiden Gruppen waren höhere Triglyceride mit einer kleineren CT und SA in Regionen des bitemporalen, frontalen und parietalen Kortex verbunden, was wiederum mit einer schlechteren Exekutiv-, Sprachfähigkeits- oder Gedächtnisleistung einherging und vereinzelt durch die Gehirnstruktur vermittelt wurde. HDL war positiv mit der CT des Gyrus postcentralis und SA des Lobulus parietalis inferior der HG assoziiert, was wiederum positiv mit der Kognition korrelierte und teilweise durch die CT und SA mediiert wurde. Ein Interaktionseffekt innerhalb des Gyrus frontalis medius zeigte für die UG eine positive Assoziation zwischen HDL und SA für Frauen und eine negative für Männer, wobei nur für die Männer eine Assoziation zwischen größerer SA dieser Region und besserem verbalen Arbeitsgedächtnis, sowie schlechterem figural episodischen Gedächtnis gefunden wurde. TC war positiv mit der SA des Gyrus temporalis inferior assoziiert, was wiederum mit einer besseren Kognition einherging. Für LDL ergaben sich keine Ergebnisse. Die Ergebnisse zeigen, dass Blutfette mit Unterschieden der Gehirnstruktur assoziiert sind und diese neurokognitive Korrelate zeigen. Beziehungen zwischen Blutfetten und Kognition wurden dabei teilweise durch die Gehirnstruktur vermittelt. Trotz der Uneinigkeit bisheriger Studien, zeigt diese Arbeit ein Muster auf, dass insbesondere einen Zusammenhang zwischen höheren Triglyceriden, schlechter erhaltener Gehirnstruktur temporaler Regionen und schlechterer Kognition erkennen lässt. Effekte in der älteren UG waren vermehrt und signifikanter, was auf eine höhere Anfälligkeit gegenüber den Blutfetten im höheren Alter hindeutet. Als mögliche Pathomechanismen sind direkte Wirkungen der Blutfette über die Blut-Hirn-Schranke auf das Gehirn, sowie die Atherosklerose diskutiert, die den zerebralen Blutfluss verringern und zu strukturellen Unterschieden führen könnte. Speziell die signifikanten Regionen des temporalen Kortex lassen erahnen, dass Blutfette auch im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen bedeutsam sind und degenerative zerebrale Prozesse unterstützen könnten. Zusammenfassend unterstreichen die Resultate der vorliegenden Arbeit, die in einer bevölkerungsbasierten, nicht- klinischen Kohorte beobachtet wurden, die Bedeutung der Blutfette als wichtigen modulierbaren Faktor in der Prävention von Unterschieden der Gehirnstruktur und der Kognition. In addition to age, major risk factors for cerebral aging include cardiovascular risk factors such as blood lipids. In particular, low levels of high-density lipoprotein (HDL), and high levels of triglycerides, low- density lipoprotein (LDL), and total cholesterol (TC) have been associated with worse preserved structural and cognitive brain health. Specifically, these relationships have been observed in the context of vulnerable populations showing older age or associations with neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease. With mixed results of previous studies, there is still discussion and often limited knowledge about these aspects in individual studies, as often only brain structure or cognition is analyzed in isolation in relation to blood lipids, without considering both aspects together. Thus, it remains open to what extent blood lipids are associated with interindividual differences in brain structure and cognition in a normal aging cohort and whether effects regarding brain structure are also reflected in neurocognitive correlates. The aim of this work was to investigate these questions in a main group (MG) and older subgroup (SG) of a total of 897 adults across the age span of adult life from the 1000BRAINS study. To this end, magnetic resonance tomography images were used to evaluate brain structure in terms of a surface-based analysis regarding cortical thickness (CT) and surface area (SA) and to correlate these with individual blood lipid levels. Each analysis was stepwise corrected for age, sex, smoking, education, body mass index, and in the older subgroup, additionally for systolic blood pressure and physical activity. Cortical regions that showed blood lipid-dependent differences were partially correlated with cognitive performance parameters of executive, memory, and language function. Mediation analyses were used to examine cortical surface parameters as possible mediators in the relationship between blood lipids and cognition. In both groups, higher triglycerides were associated with smaller CT and SA in regions of bitemporal, frontal, and parietal cortex, which in turn was associated with worse executive, language, or memory performance and was occasionally mediated by brain structure. HDL was positively associated with CT of the postcentral gyrus and SA of the inferior parietal lobule of the MG, which in turn was positively correlated with cognition and partially mediated by CT and SA. An interaction effect within the middle frontal gyrus showed positive associations between HDL and SA for women and negative for men in the SG, with an association between greater SA of this region and better verbal working memory, as well as worse figural episodic memory, found only for men. TC was positively associated with SA within the inferior temporal gyrus, which in turn was associated with better cognition. There were no results for LDL. These results indicate that blood lipids are associated with differences in brain structure that show neurocognitive correlates. Relationships between blood lipids and cognition were found to be mediated partly by brain structure. Despite the inconsistency of previous studies, this work reveals a pattern that specifically identifies an association between higher triglycerides, worse preserved brain structure of temporal regions, and worse cognitive function. Effects in older SG were more prevalent and significant, suggesting greater vulnerability to blood lipids at older ages. Direct effects of blood lipids across the blood-brain barrier on the brain, as well as atherosclerosis, which could reduce cerebral blood flow and lead to structural differences, have been discussed as possible pathomechanisms. Especially, the significant regions within the temporal cortex suggest that blood lipids are important as well in the context of neurodegenerative diseases and might support degenerative cerebral processes. In conclusion, the results of the present work, observed in a population-based, nonclinical cohort, underscore the importance of blood lipids as a major modulable factor in the prevention of differences in brain structure 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:	10.06.2025
Dateien geändert am:	10.06.2025
Promotionsantrag am:	21.10.2024
Datum der Promotion:	03.04.2025