Слабые кости могут быть незаметным предвестником ускоренного старения мозга

Фото из открытых источников

Кости и мозг могут казаться не связанными между собой, однако новое исследование показало, что они стареют по одному и тому же графику. У взрослых с более слабыми костями в верхнем отделе позвоночника когнитивные способности ухудшались быстрее в течение нескольких последующих лет, и исследователи обнаружили этот тревожный признак в неожиданном месте: на обычных компьютерных томограммах грудной клетки, проводимых для исследования легких и сердца, и не имеющих никакого отношения к головному мозгу.

Исследование, опубликованное в журнале Radiology, охватывало 715 взрослых, за которыми наблюдали в течение примерно пяти лет. Около 400 из них прошли повторные МРТ головного мозга, а более крупные группы выполнили когнитивные тесты. У людей с более низкой плотностью костной ткани на исходном этапе наблюдалось более быстрое снижение показателей общего мышления и памяти, а также более быстрое повреждение отдельных нервных волокон головного мозга, даже с учетом возраста, образования, курения и состояния сердечно-сосудистой системы.

У людей с диабетом более слабые кости также были связаны с более быстрым накоплением одного из типов повреждений головного мозга, связь, которая отсутствовала у людей без этого заболевания. Поскольку анализ состояния костей проводится бесплатно на основе данных компьютерной томографии грудной клетки, уже имеющихся в медицинских картах, исследователи говорят, что это может стать недорогим способом выявления людей с повышенным риском ускоренного старения головного мозга.

Ученые использовали данные Многоэтнического исследования атеросклероза — долгосрочного исследования состояния здоровья, в рамках которого с 2000 года наблюдаются взрослые люди по всей стране. В анализ были включены 715 участников со средним возрастом 69 лет, ни у одного из которых на начало исследования не было в анамнезе деменции или инсульта. В группе было немного больше мужчин, чем женщин.

Примерно с 2016 по 2024 год участники исследования прошли компьютерную томографию грудной клетки, детальную магнитно-резонансную томографию головного мозга и когнитивное тестирование в двух временных точках, в среднем с интервалом около пяти лет. Компьютерная программа глубокого обучения, тип искусственного интеллекта, обученный выявлять закономерности на медицинских изображениях, измеряла плотность костной ткани в верхнем отделе позвоночника непосредственно по изображениям компьютерной томографии грудной клетки. Более ранние исследования подтвердили пригодность этого же инструмента ИИ для этой цели.

В отношении головного мозга исследователи измерили два параметра. Во-первых, они исследовали гипертенсивность белого вещества: яркие пятна на снимках мозга, отражающие небольшие участки повреждения, часто связанные со старением кровеносных сосудов. Во-вторых, они измерили фракционную анизотропию — способ проверки того, насколько хорошо организованы и здоровы тракты белого вещества головного мозга. Здоровое белое вещество действует как эффективная внутренняя проводка для мозга. Когда эта проводка нарушается, сигналы передаются менее плавно, и часто страдает мышление.

Когнитивное тестирование дополнило картину. Участники прошли широко используемый инструмент скрининга когнитивных способностей, а также тесты, измеряющие скорость обработки информации и рабочую память. Исследователи объединили несколько из этих тестов в единый общий когнитивный показатель, чтобы отслеживать общую остроту ума с течением времени.

У людей с более низкой плотностью костной ткани в начале исследования наблюдалась тенденция к более быстрому общему снижению организации белого вещества головного мозга, хотя этот результат не подтвердился после того, как исследователи скорректировали данные с учетом количества проведенных статистических сравнений. Тем не менее, при детальном изучении конкретных областей мозга выявились более четкие закономерности.

В одном из пучков нервных волокон, расположенных глубоко в головном мозге, известном как передняя часть внутренней капсулы и участвующем в соединении частей мозга, связанных с движением и мышлением, более низкая плотность костной ткани была связана с явно более быстрым ухудшением состояния белого вещества, и этот результат подтвердился при строгих статистических проверках. Более низкая плотность костной ткани также была связана с более быстрым накоплением ярких, поврежденных участков в мозолистом теле, толстой полосе ткани, соединяющей левое и правое полушария головного мозга.

В когнитивном плане связь оказалась более устойчивой. Более низкая плотность костной ткани предсказывала более быстрое снижение общего когнитивного балла и, в частности, результатов теста на когнитивные способности, даже после того, как исследователи скорректировали данные с учетом возраста, образования, курения, физической активности, уровня холестерина, артериального давления и других факторов, влияющих на здоровье костей и мозга. Связь проявилась в общем снижении когнитивных функций, но не в более узких тестах, таких как тест на запоминание последовательности цифр, который измеряет кратковременное внимание и память на числа.

Один из факторов, еще больше повышающих риск, оказался диагностирован с диабетом. У участников с диабетом ослабление костей было связано с заметно более быстрым накоплением повреждений белого вещества. У тех, кто не страдал диабетом, эта связь в основном исчезла. Исследователи также отметили возможное различие между мужчинами и женщинами в том, как плотность костной ткани связана со снижением уровня белого вещества, хотя они охарактеризовали эту закономерность как предположительную, а не окончательную.

Исследователи отметили одну особенность в исходном составе: люди с самыми слабыми костями имели некоторые преимущества, включая более высокий уровень образования и лучшие результаты по некоторым метаболическим показателям, таким как более низкая частота диабета и более высокий уровень «хорошего» холестерина. Эти исходные различия могли легко запутать простое сравнение костей и мозга, поэтому статистические модели в значительной степени учитывали их перед тем, как делать выводы.

Инфографика, демонстрирующая связь между более низкой плотностью костной ткани позвоночника, измеренной по данным компьютерной томографии грудной клетки, и более быстрым снижением когнитивных функций, а также изменениями в определенных областях головного мозга.

Исследователи указали на несколько возможных объяснений того, почему здоровье скелета и здоровье мозга, по-видимому, взаимосвязаны с возрастом. Костная ткань выделяет в кровоток вещества, в том числе остеокальцин, которые могут достигать мозга и влиять на то, как нервные клетки взаимодействуют друг с другом. Старение костного мозга также связывают с процессами, способствующими накоплению вредных белков, — явлением, имеющим некоторые биологические сходства со старением мозга.

Другая возможность связана не столько с прямой причинно-следственной связью, сколько с плотностью костной ткани как общим показателем того, насколько хорошо организм человека перенес годы воспалений, нарушенного обмена веществ или малоподвижного образа жизни. Согласно этой точке зрения, слабые кости не будут напрямую вызывать повреждение мозга. Вместо этого, и то, и другое будет отражать один и тот же процесс износа, накапливающийся в организме на протяжении десятилетий.

Роль диабета в укреплении связи между костями и мозгом соответствует уже известным данным о данном заболевании. Диабет связан с повреждением кровеносных сосудов и хроническим воспалением, которые могут сделать ткани мозга более уязвимыми для травм. Слабые кости могут быть более очевидным признаком риска для мозга у людей, чей организм уже находится под дополнительным метаболическим стрессом.

Ничто из этого не доказывает, что плотность костной ткани напрямую изнашивает мозг, по крайней мере, на основании одних только этих данных. Это показывает, что измерение, уже зафиксированное в миллионах компьютерных томографических снимков грудной клетки, которое в настоящее время никто не использует для оценки состояния головного мозга, может нести реальный сигнал о том, что у кого-то стареет быстрее не только скелет, но и головной мозг. Для системы здравоохранения, стремящейся найти более дешевые и ранние способы выявления когнитивных рисков, это заслуживает внимания, особенно для пациентов с диабетом, которым может быть наиболее полезен тщательный мониторинг.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний