Date asociate

Abstract

Obiectiv:

Am emis o ipoteză că o capacitate cardiorespiratorie mai mare este asociată cu șanse mai mici de a avea rezultate RMN cerebrale nefavorabile.

Metode:

Am studiat 565 bărbați și femei sănătoși, de vârstă mijlocie, negri și albi, în studiul CARDIA (Coronary Artery Risk Development in Young Adults). Măsura de fitness a fost durata maximă a testului de rulare limitată de simptome (Maxdur); RMN cerebral a fost măsurat 5 ani mai târziu. Măsurile RMN cerebrale au fost analizate ca medii și ca proporții sub percentila 15 (peste percentila 85 pentru volumul de țesut anormal al substanței albe).

Rezultate:

Pe Maxdur cu 1 minut mai mare, raportul de șanse pentru un volum mai redus de creier a fost de 0,85 (p = 0,04) și pentru o integritate scăzută a substanței albe a fost de 0,80 (p = 0,02), ajustat în funcție de vârstă, rasă, sex, clinică, corp indicele de masă, fumatul, alcoolul, dieta, activitatea fizică, educația, tensiunea arterială, diabetul, colesterolul total și funcția pulmonară (plus volumul intracranian pentru integritatea substanței albe). Nu s-au observat asociații semnificative între Maxdur și volumul anormal de țesut sau fluxul sanguin în substanța albă. Rezultatele au fost similare pentru asociațiile cu măsuri RMN cerebrale continue.

Concluzii:

O mai bună formă fizică a fost asociată cu un volum mai mare de creier și o integritate mai mare a substanței albe măsurate 5 ani mai târziu la adulții de vârstă mijlocie.

Starea de fitness cardiorespiratorie (CRF), măsurată în funcție de durata benzii de rulare, se corelează cu bolile cardiovasculare reduse și cu ratele globale de mortalitate. 1, - 3 Deoarece nivelul CRF poate fi îmbunătățit, în special prin activitatea fizică și pierderea în greutate, 4, 5 CRF ar putea fi utilizat ca o intervenție pentru promovarea sănătății.

Atrofia creierului (volum scăzut al țesuturilor cerebrale) în întregul creier sau anumite regiuni și descoperirile substanței albe la RMN cerebral, inclusiv volumul mai redus, recuperarea inversiunii fluidului atenuat (FLAIR)/leziunile de hiperintensitate T2 și integritatea redusă, reflectată de anizotropia fracțională scăzută ( FA), au fost asociate cu îmbătrânirea normală, boala cerebrală a vaselor mici, hipertensiunea arterială, afectarea funcției cognitive și boala Alzheimer. 6, - 19 Studii recente au arătat că CRF mai mare a fost asociat cu un volum mai mare al creierului întreg (WBV), un volum și o integritate mai mari de substanță albă (valori focale ale FA) și o rezervă cerebrovasculară mai mare la persoanele cu boala Alzheimer sau scleroză multiplă (SM) și la bătrâni. 20, - 27 Prin urmare, am propus să investigăm asocierile dintre CRF și WBV, și în special măsurătorile substanței albe la participanții la studiu alb-negru pentru a înțelege mai bine patogeneza atrofiei cerebrale și a leziunilor de substanță albă la vârsta adultă mijlocie. Am emis ipoteza că CRF mai mare, definit de durata maximă maximă a testului de rulare limitată de simptome (Maxdur), ar fi asociat cu șanse mai mici de descoperiri RMN nefavorabile ale creierului, inclusiv mai puțin WBV, mai puțin volum de țesut normal (NTV), mai mult volum de țesut anormal (ATV) și o integritate mai scăzută și fluxul sanguin în substanța albă la adulții sănătoși de vârstă mijlocie.

METODE

Design de studiu.

CARDIA (Coronary Artery Risk Development in Young Adults) este o cohortă potențială de participanți recrutați aleatoriu în Birmingham, AL, Chicago, IL și Minneapolis, MN și Kaiser Permanente Medical Care Plan din Oakland, CA, pentru a studia evoluția cardiovasculare. risc. Participanții au avut vârste cuprinse între 18 și 30 de ani la înscrierea în 1985-1986, iar recrutarea la momentul inițial a fost echilibrată în funcție de vârstă, rasă, sex și educație. La ambii ani 20 și 25, 72% din cohorta supraviețuitoare a fost reexaminată. 5 Din 710 participanți care au avut RMN cerebral măsurat la anul 25, 565 au avut, de asemenea, teste eligibile pentru banda de alergat la anul 20 și au fost analizați aici. Cei care nu au finalizat testul maxim al benzii de rulare limitat de simptome au avut tendința de a avea substanță albă mai mare ATV, FA mai mică și presiuni sanguine sistolice și diastolice mai mari, dar WBV, fluxul sanguin cerebral al substanței albe, substanța albă NTV și alți factori de risc pentru BCV inclusiv diabetul și colesterolul total, nu au diferit de cei care au finalizat testul de bandă de alergat.

Aprobări standard de protocol, înregistrări și consimțământuri ale pacienților.

Studiul a fost aprobat de comisiile de revizuire instituționale pentru protecția subiecților umani din studiul participant. Consimțământul informat scris a fost obținut de la toți participanții la fiecare examinare în persoană.

Testarea exercițiilor gradate.

Testul gradat de exercițiu maxim limitat de simptome a urmat un protocol Balke modificat de nouă etape de 2 minute cu dificultăți crescând treptat. 29 Expunerea de interes este Maxdur, considerată o măsură a capacității cardiovasculare și o apropiere apropiată de consumul fiziologic maxim de oxigen pe minut pe o bandă de alergat. 5, 30 de participanți (n = 127) cu boală cardiacă ischemică, utilizarea concomitentă a oricărui medicament cardiovascular, cu excepția medicamentelor antihipertensive, creșterea tensiunii arteriale în repaus înainte de testare sau febră nu au fost eligibili pentru test. 31 Oboseala generală sau a picioarelor, dificultăți de respirație, anumite motive medicale sau refuzul participantului de a continua au fost motive pentru încetarea testului. 5 Cinci sute cincizeci și opt de participanți au efectuat, de asemenea, testul gradat de exerciții maxime limitate la simptome la anul 0.

Măsurători RMN cerebrale.

RMN-ul cerebral a fost realizat la Minneapolis, Oakland și Birmingham în anul 25. Au fost achiziționate secvențe de imagistică structurale (T1, T2 și FLAIR), de difuzie tensorală și de marcare a spinului arterial. Scanările RMN ponderate T1 au fost procesate utilizând alinierea standardizată, îndepărtarea țesutului extracerebral și segmentarea în substanță gri și albă pentru a măsura WBV și substanța albă NTV. O metodă automatizată multiparametrică, care încorporează informații din scanările T1, T2 și FLAIR, a fost aplicată pentru segmentarea leziunii substanței albe. 32 Fiecare imagine T1 a fost parcelată automat în regiuni anatomice de interes folosind o imagine șablon standard, utilizând înregistrarea deformabilă. 33 de hărți FA în funcție de Voxel au fost derivate din imagini tensor de difuzie folosind metode standard. În plus, într-un subgrup de 422 de participanți (numai Minneapolis și Oakland), fluxul sanguin cerebral a fost măsurat folosind imagini de etichetare a spinului arterial. Substanța albă este formată din 13 regiuni de interes, inclusiv lobi frontali, lobi temporali, lobi parietali, lobi occipitali, ganglioni bazali, corpul calos și fornix.

Măsurători ale altor variabile.

Covariate au fost descrise anterior. Detalii sunt furnizate în apendicele e-1 de pe site-ul web Neurology® la Neurology.org.

analize statistice.

Analizele statistice au fost efectuate folosind SAS 9.2 (SAS Institute Inc., Cary, NC). Au fost aplicate teste față-verso cu eroare de tip I (α) de 0,05.

REZULTATE

tabelul 1

Măsurători RMN cerebrale și caracteristicile anului 20 pe quartile de durata benzii de rulare a: Studiul CARDIA

volumul

La cei cu WBV nefavorabil și substanță albă FA, după ajustarea în funcție de vârstă, rasă și sex, Maxdur a fost mai mic în comparație cu cei care au avut valori RMN cerebrale favorabile. Asocierile rasei cu descoperirile RMN cerebrale au fost mixte: dintre participanții la cel mai mic 15% din substanța albă FA și NTV, au existat mai mulți participanți albi decât cei cu niveluri mai ridicate, în timp ce dintre participanții la cel mai mare 15% din substanța albă ATV, au mai puțini participanți albi decât la cei cu niveluri scăzute. Nu au existat diferențe de rasă între cei din cei mai mici 15% din fluxul sanguin cerebral de WBV și de substanță albă comparativ cu cei care au valori mai mari. Dintre participanții la cel mai mare 15% din substanța albă ATV și în cel mai mic 15% din fluxul sanguin cerebral al substanței albe, mai mulți au fost femei; dintre participanții la cel mai mic 15% din substanța albă FA, mai puține au fost femei. Consumul mediu de alcool a fost mai mare la cei cu WBV nefavorabil, NTV cu substanță albă și FA. De asemenea, cei cu ATV de substanță albă nefavorabil ridicată și FA cu substanță albă scăzută s-au uitat la mai multe televizoare, în timp ce cei cu WBV defavorabil de scăzut au avut un volum expirator forțat mai mic în prima secundă. Au existat mai mulți participanți hipertensivi la cei cu WBV nefavorabil scăzut și ATV cu substanță albă ridicată (tabelele e-1 și e-2).

La 1 minut mai mare, Maxdur a fost asociat cu 0,18% mai mult ICV în WBV (corespunzând la 7% dintr-un SD de WBV), cu 0,11% mai mult ICV în substanță albă NTV (corespunzător cu 6% dintr-un SD de substanță albă NTV) și FA cu 0,0009 mai mare de substanță albă (corespunzând la 5% dintr-o SD a substanței albe FA) în modele ajustate inițial pentru vârstă, grupe de rasă/sex și centru de câmp (tabelul 2, modelul 1), dar neasociate cu substanță albă ATV și sânge curgere. Asocierea dintre Maxdur și WBV și substanța albă NTV a rămas semnificativă după ajustarea pentru indicele de masă corporală, fumatul, consumul de alcool, tiparul dietei, activitatea fizică și educația (modelul 2), în timp ce asocierea dintre Maxdur și substanța albă FA și-a pierdut semnificația. Ajustarea suplimentară pentru măsurătorile clinice, incluzând tensiunea arterială, diabetul, colesterolul total și funcția pulmonară (modelul 3) a dat o asociere similară între Maxdur și WBV și substanța albă NTV.

masa 2

WBV, NTV, ATV, FA și fluxul sanguin în substanța albă asociată cu o durată mai mare de 1 minut la testul benzii de alergat: Studiul CARDIA

Tabelul 3

WBV scăzut, NTV scăzut, ATV ridicat, FA scăzut și flux scăzut de sânge în substanța albă asociată cu o durată de 1 minut mai mare la testul benzii de rulare: Studiul CARDIA

Direcția de asociere a lui Maxdur cu FA scăzută a fost consecventă în toate cele 13 regiuni de interes pentru substanța albă cu substanța albă generală, deși unele IC au inclus 1, în concordanță cu precizia mai mică a fiecărei măsuri într-o zonă mai mică a creierului ( tabelul e -3). Anul 0 Maxdur nu a fost asociat cu aceste măsurători RMN cerebrale.

DISCUŢIE

În perioada curentă - studiu transversal, CRF mai mare măsurat de Maxdur la o vârstă medie de 45 de ani a fost asociat cu măsurători RMN cerebrale mai favorabile 5 ani mai târziu. În mod specific, Maxdur mai mare a fost asociat cu WBV și substanță albă mai mari NTV și FA independent de variabilele demografice. În plus, participanții cu Maxdur mai mare au fost mai puțin susceptibili de a avea WBV scăzut și FA scăzută, așa cum se presupune, indiferent de caracteristicile demografice, stilul de viață și clinic. CRF mai mare nu a fost asociat semnificativ cu ATV (hiperintensitate) mai mare sau cu un flux sanguin mai scăzut în substanța albă.

Având în vedere vârsta participanților noștri, definiția WBV scăzut și a VNT scăzut, a țesutului anormal ridicat și a integrității scăzute (FA) și a fluxului sanguin în substanța albă poate să nu aibă semnificație clinică în acest moment; cu toate acestea, sa constatat că bolile clinice, inclusiv hipertensiunea arterială, boala vaselor mici cerebrale, demența, afectarea cognitivă, accidentul vascular cerebral și SM sunt legate de volumul scăzut de substanță albă, țesutul anormal ridicat și integritatea scăzută. 7, - 10, 14, 20, - 22, 24 În plus, am constatat că participanții care au fost definiți ca fiind cei mai slabi 15% din majoritatea variabilelor RMN au raportat că au consumat mai mult alcool decât alții. Deoarece se știe că consumul cronic de alcool este legat de unele modificări ireversibile ale substanței albe 38, 39, este foarte probabil ca cele mai grave rezultate de 15% ale RMN din cohorta noastră să reprezinte o anumită deteriorare patologică a substanței albe. Credem că rezultatele dihotomizate definite în studiul nostru pot reprezenta modificări ale RMN subclinice ale creierului la o populație aparent sănătoasă de vârstă mijlocie. Relațiile corespunzătoare ale CRF cu variabilele continue ale substanței albe au dat rezultate consistente.

Unele diferențe de rasă și sex au fost observate în studiul nostru între cei cu măsurători RMN favorabile și nefavorabile (extreme 15% din valori) în analiza brută. O analiză efectuată de colegii noștri investigatori într-un alt studiu CARDIA a arătat că la 670 de participanți, mediile ajustate ale volumului total al creierului, volumului țesutului anormal al substanței albe și al substanței albe FA nu au fost diferite la participanții albi și afro-americani sau la bărbați și femei. 40

Am constatat că CRF mai mare măsurat de Maxdur cu testul benzii de alergat a fost asociat cu WBV mai mare și substanță albă NTV și integritate 5 ani mai târziu în rândul adulților de vârstă mijlocie, aparent sănătoși. Rezultatele implică faptul că CRF poate juca un rol în structura și funcția creierului la această populație. Este o posibilitate interesantă ca îmbunătățirea CRF prin exerciții fizice să prevină sau cel puțin să întârzie modificările viitoare ale WBV și ale substanței albe la vârsta adultă.