Снижение минеральной плотности костей связано с ухудшением когнитивных функций

Минеральная плотность костной ткани отражает количество минералов, таких как кальций, в определённом объёме кости. При низкой минеральной плотности кости становятся слабее и более подвержены переломам. Однако исследований, анализирующих возможную связь между низкой плотностью костной ткани и функцией мозга, пока недостаточно.

Многопрофильная исследовательская группа под руководством доктора медицины Сары Момтазманеш (Sara Momtazmanesh), научного сотрудника кафедры радиологии и радиологических наук Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, провела вторичный анализ данных Многоэтнического исследования атеросклероза (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis, MESA). Участникам проводили бесконтрастную КТ грудной клетки, мультимодальную МРТ головного мозга и когнитивное тестирование.

Исследователи использовали алгоритм глубокого обучения, разработанный в лаборатории Университета Джонса Хопкинса под руководством доктора медицины, профессора радиологии Шадпура Демехри (Shadpour Demehri), для расчёта исходной объёмной минеральной плотности костной ткани (vBMD) грудных позвонков на основе бесконтрастных КТ-снимков грудной клетки 2 086 участников исследования MESA. В окончательную когорту исследования вошли 715 участников с установленной vBMD, которым были проведены как МРТ, так и когнитивное тестирование.

МРТ-снимки анализировались на наличие гиперинтенсивности белого вещества и снижение фракционной анизотропии — микроструктурных изменений мозга, которые связаны с ухудшением когнитивных функций и повышенным риском развития деменции. Продольные данные по гиперинтенсивности белого вещества и фракционной анизотропии были доступны для 408 и 405 участников соответственно.

Результаты показали, что более низкая исходная vBMD была связана с более быстрым снижением общих когнитивных функций.

Исследователи выявили взаимосвязи в определённых областях мозга: более низкая vBMD ассоциировалась с накоплением гиперинтенсивности белого вещества в мозолистом теле, которое отвечает за исполнительные функции, рабочую память и внимание. Снижение vBMD также было связано с более резким падением общей фракционной анизотропии белого вещества в передней ножке внутренней капсулы, которая также участвует в исполнительных функциях.

«Данное исследование является первым продольным вторичным анализом, связывающим исходную минеральную плотность костной ткани позвонков с изменениями структуры белого вещества, прогрессированием гиперинтенсивности белого вещества и когнитивными функциями, — отметил доктор Демехри. — Это комплексное исследование, использующее как методы визуализации, так и клинические оценки, даёт чёткий сигнал о том, что исходная плотность костной ткани связана как с функциональными, так и с визуализационными показателями возрастной дегенерации мозга».

Исследователи предупреждают, что полученные результаты не свидетельствуют о том, что остеопороз вызывает деменцию.

«В этом исследовании речь идёт не о причинно-следственной связи, а скорее о наблюдении метаболического синдрома, который может вызывать дегенерацию как костей, так и мозга, — пояснил доктор Демехри. — Наблюдаемое в исследовании совместное развитие патологий может отражать общие метаболические факторы старения, включая инсулинорезистентность, дислипидемию и менопаузальные изменения, а не прямое воздействие костной ткани на мозг».

По словам исследователей, выявление лиц с низкой vBMD может помочь выделить группу риска параллельного снижения функций скелета и нервной системы, что позволит проводить более ранний скрининг и комплексную коррекцию факторов риска.

«КТ грудной клетки проводится для скрининга рака лёгкого, оценки кальциевого индекса, наблюдения за узловыми образованиями и по многим другим показаниям, — рассказала доктор Момтазманеш. — Эти снимки могут предоставить возможность оппортунистического измерения плотности костной ткани грудного отдела позвоночника, которая связана с потерей когнитивных функций».

Доктор Демехри согласился с этим: «Диагностические изображения содержат огромный объём данных, которые ИИ теперь может масштабно синтезировать по нескольким системам органов. Это создаёт надёжную, новую возможность для взаимосвязи сосуществующих возрастных патологий, которые традиционно изучались изолированно, а также для выявления общих биологических путей и потенциальных общих причинных механизмов».