新发现 | 首次发现了大脑中因高血压而受损的特定区域

【字体: 时间:2023年03月29日 来源:AAAS

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  研究人员首次发现了大脑中因高血压而受损的特定区域,这些区域可能会导致精神活动的下降和痴呆症的发展。众所周知,高血压会导致痴呆和大脑功能受损。这项发表在《欧洲心脏杂志》上的研究表明了这是如何发生的。

  
   

Specific regions of the brain that are damaged by high blood pressure and are involved in a decline in mental processes and dementia    

图像:三维重建显示了高收缩压如何影响大脑白质的主要区域。红色表示受高血压影响最大的区域,黄色区域也受高血压影响,但影响程度较轻。研究表明,高收缩压会对白质及其与大脑其他部分的连接造成损害,这与被分析人群的认知功能下降有关。这是第一次确定了导致这种疾病的特定大脑区域。


研究人员首次发现了大脑中因高血压而受损的特定区域,这些区域可能会导致精神活动的下降和痴呆症的发展。 

众所周知,高血压会导致痴呆和大脑功能受损。这项研究星期二发表在《欧洲心脏杂志》[1]上,展示了这是如何发生的。该研究综合了大脑磁共振成像(MRI)、遗传分析和数千名患者的观察数据,以观察高血压对认知功能的影响。然后,研究人员在意大利另一组单独的大型患者中验证了他们的发现。 

领导这项研究的爱丁堡大学(英国)和波兰克拉科夫雅盖隆大学医学院的心血管医学教授Tomasz Guzik说:“通过使用这种成像、遗传和观察方法的结合,我们已经确定了大脑中受血压升高影响的特定部分,包括被称为硬壳核的区域和特定的白质区域。我们认为这些区域可能是高血压影响认知功能的地方,比如记忆丧失、思维能力和痴呆症。当我们通过研究意大利的一组高血压患者来验证我们的发现时,我们发现我们所确定的大脑部分确实受到了影响。 

“我们希望我们的发现可以帮助我们开发治疗高血压患者认知障碍的新方法。研究这些大脑结构中的基因和蛋白质可以帮助我们了解高血压是如何影响大脑并导致认知问题的。此外,通过观察大脑的这些特定区域,我们可能能够预测在高血压的情况下,谁会更快地发生记忆丧失和痴呆。这可能有助于精准医疗,这样我们就可以针对更密集的疗法,防止高危患者出现认知障碍。” 

高血压很常见,全世界30%的人患有高血压,另外30%的人表现出高血压的初始阶段。研究表明,它会影响大脑的运作,并可能导致长期的变化。然而,到目前为止,人们还不清楚高血压是如何损害大脑的,以及哪些特定区域受到影响。 

在由欧洲研究委员会、英国心脏基金会和意大利卫生部共同资助的研究中,Guzik教授和一个国际研究团队使用了来自英国生物银行研究的3万多名参与者的脑MRI成像数据,来自英国生物银行和其他两个国际组织(COGENT和国际血压联盟)的全基因组关联研究(GWAS)的遗传信息,以及一种称为孟德尔随机化的技术,看看高血压是否真的是大脑特定部位变化的原因,而不仅仅是与这些变化有关。 

“孟德尔随机化是一种利用遗传信息来了解一件事如何影响另一件事的方法,”Guzik教授说。“特别是,它测试的是某些东西是否有可能导致某种影响,还是这种影响只是巧合。它的工作原理是通过一个人的遗传信息来确定易患高血压的基因与结果之间是否存在关系。如果有关系,那么更有可能是高血压导致的结果。这是因为基因是随机从父母那里遗传下来的,所以它们不受其他可能混淆结果的因素的影响。在我们的研究中,如果导致高血压的基因也与某些大脑结构及其功能有关,那么这表明高血压可能真的会导致该部位的大脑功能障碍,导致记忆、思考和痴呆问题。” 

研究人员发现,大脑9个部分的变化与血压升高和认知功能下降有关。其中包括硬壳核,这是大脑前部底部的一个圆形结构,负责调节运动和影响各种类型的学习。其他受影响的区域包括丘脑前辐射、辐射冠前和内囊前肢,这些区域是连接并在大脑不同部分之间传递信号的白质区域。前丘脑辐射涉及执行功能,如规划简单和复杂的日常任务,而其他两个区域涉及决策和情绪管理。

 这些区域的变化包括脑容量和大脑皮层表面积的减少,大脑不同部分之间连接的变化,以及大脑活动测量的变化。 

该研究的第一作者、雅盖隆大学医学院的研究员Mateusz Siedlinski副教授说:“我们的研究首次确定了大脑中与高血压和认知障碍有潜在因果关系的特定位置。多亏了英国生物银行的数据,包括MRI大脑图像,以及之前的研究,确定了影响大脑3000多个区域结构和功能的遗传变异,这才有可能实现。” 

该研究的合著者、爱丁堡大学神经成像科学主任乔安娜·沃德洛教授说:“长期以来,人们都知道高血压是认知能力下降的一个风险因素,但高血压对大脑的损害程度尚不清楚。”这项研究表明,特定的大脑区域血压损伤的风险特别高,这可能有助于在早期阶段识别出有认知能力下降风险的人,并有可能在未来更有效地靶向治疗。” 

这项研究的局限性包括,英国生物银行研究的参与者主要是中年白人,因此可能不可能将研究结果推断到老年人。 

随附的社论[2]由Mortimer B. davis -犹太总医院和加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的Ernesto Schiffrin博士和蒙特利尔麦吉尔大学健康中心研究所的James Engert博士撰写。他们指出,“需要进一步研究BP(血压)对认知功能的影响机制,以确定精确的因果途径和相关的大脑区域”。 

他们强调了关于收缩压和舒张压(SBP和DBP)的研究发现之一。“也许这项研究中更有趣的结果之一是收缩压和舒张压可能存在明显的因果关系。作者观察到收缩压和舒张压对认知功能的一些重叠结果,当单独分析时。然而,当对每个参数进行调整后进行分析,或在多变量模型中进行分析时,有趣的发现开始出现。DBP本身并不能预测认知功能的下降,但事实上,当对收缩压进行调整时,DBP是有保护作用的。这一结果在观察和使用孟德尔随机化时都是正确的。”他们接着讨论了可能的原因。 

参考文献:

[1] “Genetic analyses identify brain structures related to cognitive impairment associated with elevated blood pressure”, by Mateusz Siedlinski et al. European Heart Journal. doi:10.1093/eurheartj/ehad101

[2] “Hypertension, brain imaging phenotypes and cognitive impairment: lessons from Mendelian randomisation”, by Ernesto L. Schiffrin and James C. Engert. European Heart Journal. doi:10.1093/eurheartj/ehad187


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