Słabsze kości a starzenie się mózgu mogą być ze sobą ściślej powiązane, niż dotąd sądzono. W badaniu obejmującym 715 osób niższa gęstość mineralna kości w kręgosłupie wiązała się z większą liczbą zmian w istocie białej mózgu oraz szybszym pogarszaniem wyników testów pamięci i myślenia. Naukowcy podkreślają jednak, że nie oznacza to, iż osłabienie kości bezpośrednio uszkadza mózg.
Słabsze kości a starzenie się mózgu – naukowcy szukali wspólnego wzorca
Z wiekiem zmienia się wiele elementów naszego organizmu.
Kości stopniowo tracą część swojej gęstości mineralnej, stają się słabsze i bardziej podatne na złamania. W tym samym czasie u części osób pogarsza się pamięć, uwaga i sprawność innych funkcji poznawczych.
Zespół naukowców kierowany przez badaczy z Johns Hopkins University postanowił sprawdzić, czy te dwa procesy mogą występować razem.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Radiology”.
Badacze skoncentrowali się na związku pomiędzy gęstością mineralną kości w kręgosłupie a zmianami widocznymi w mózgu oraz wynikami testów poznawczych.
W badaniu wzięło udział 715 osób
Analiza objęła 715 uczestników, których dane pochodziły z długoterminowego projektu dotyczącego zdrowia.
Na początku badania dostępne były między innymi tomografie komputerowe klatki piersiowej oraz wyniki testów pamięci i myślenia.
Kilka lat później uczestnicy przeszli kolejne testy poznawcze oraz badania obrazowe mózgu.
Dzięki temu naukowcy mogli porównać wcześniejszy stan kości z późniejszymi zmianami zachodzącymi w mózgu.
Sztuczna inteligencja zmierzyła gęstość kości
Do oceny gęstości mineralnej kości wykorzystano istniejące obrazy tomografii komputerowej klatki piersiowej.
Zastosowano specjalnie opracowany algorytm sztucznej inteligencji, który analizował kręgi piersiowe i szacował ich gęstość mineralną.
To ciekawy element badania, ponieważ skany te nie były pierwotnie wykonywane w celu oceny kości.
Powstawały przy innych wskazaniach medycznych.
Dzięki analizie wspomaganej przez AI naukowcy mogli więc wydobyć z nich dodatkowe informacje, których wcześniej nie wykorzystywano.
Czym jest gęstość mineralna kości?
Gęstość mineralna kości, czyli BMD, odzwierciedla między innymi ilość minerałów takich jak wapń w tkance kostnej.
Im niższa jest ta wartość, tym kość jest zwykle słabsza.
Zmniejszona gęstość wiąże się z większą podatnością na złamania i może towarzyszyć procesom starzenia organizmu.
W nowym badaniu naukowcy sprawdzili, czy niższa BMD może być również sygnałem zmian zachodzących w mózgu.
Niższa gęstość kości wiązała się z uszkodzeniami istoty białej
Jednym z najważniejszych wyników był związek pomiędzy niższą gęstością kości a tak zwanymi hiperintensywnościami istoty białej.
Na skanach mózgu zmiany te widoczne są jako jasne obszary.
Mogą świadczyć o uszkodzeniach tkanki mózgowej i są często analizowane w badaniach dotyczących starzenia się mózgu.
W niektórych regionach mózgu osoby z niższą gęstością mineralną kości miały większą liczbę takich zmian.
Słabsze kości wiązały się także ze słabszą strukturą istoty białej
Naukowcy analizowali jeszcze jeden parametr obrazowy – anizotropię frakcyjną.
To wskaźnik wykorzystywany do oceny organizacji i integralności włókien istoty białej.
Niższa gęstość mineralna kości była powiązana z gorszymi wynikami tego parametru w określonych częściach mózgu.
Może to wskazywać na słabszą strukturę połączeń nerwowych.
Zmiany występowały w obszarach związanych między innymi z pamięcią roboczą, uwagą oraz funkcjami wykonawczymi.
Pogarszały się także wyniki testów poznawczych
Związek nie ograniczał się wyłącznie do obrazowania.
Osoby z niższą gęstością mineralną kości częściej wykazywały również szybszy spadek wyników testów myślenia i pamięci.
To istotne, ponieważ oznacza, że obserwowane zmiany miały nie tylko obrazowy, ale również funkcjonalny wymiar.
Naukowcy zwracają uwagę, że badanie łączy oba rodzaje danych – skany mózgu oraz ocenę kliniczną zdolności poznawczych.
Słabsze kości a starzenie się mózgu nie oznaczają związku przyczynowego
To najważniejsze zastrzeżenie.
Badanie nie pokazuje, że osłabienie kości powoduje uszkodzenie mózgu.
Nie dowodzi też, że poprawa gęstości kości automatycznie spowolni starzenie układu nerwowego.
Autorzy sugerują, że oba zjawiska mogą mieć wspólne podłoże.
Innymi słowy, słabsze kości i szybsze starzenie mózgu mogą być dwoma objawami tego samego procesu zachodzącego w organizmie.
Wspólne czynniki metaboliczne mogą tłumaczyć związek
Naukowcy wskazują kilka potencjalnych mechanizmów.
Znaczenie mogą mieć między innymi:
insulinooporność,
zaburzenia lipidowe,
zmiany hormonalne związane z menopauzą,
oraz inne procesy metaboliczne towarzyszące starzeniu.
To właśnie takie czynniki mogą jednocześnie wpływać na kości i mózg.
Według autorów bardziej prawdopodobne jest więc istnienie wspólnego zespołu zmian metabolicznych niż prostego mechanizmu „kości uszkadzają mózg”.
Badanie nie pokazuje jeszcze ryzyka demencji
Choć wyniki wskazują na szybsze pogarszanie funkcji poznawczych, naukowcy nie mogą jeszcze powiedzieć, czy uczestnicy z niższą gęstością kości częściej rozwiną demencję.
Do tego potrzebne są dłuższe obserwacje.
Dopiero wieloletnie badania pokażą, czy osoby ze słabszymi kośćmi częściej otrzymują później diagnozy dotyczące poważnych zaburzeń poznawczych.
To ważne, bo związek statystyczny nie jest jeszcze narzędziem diagnostycznym.
BMD może w przyszłości pomóc wskazywać osoby podwyższonego ryzyka
Jeśli kolejne badania potwierdzą wyniki, pomiar gęstości kości mógłby w przyszłości mieć dodatkową wartość.
Dane z tomografii komputerowej mogłyby potencjalnie pomagać w identyfikowaniu osób, u których istnieje większe ryzyko szybszego pogarszania funkcji poznawczych.
Na razie jednak jest na to za wcześnie.
Potrzebne są większe grupy pacjentów i więcej danych.
Dopiero wtedy będzie można sprawdzić, czy związek jest wystarczająco silny i powtarzalny, aby wykorzystać go w praktyce.
Sztuczna inteligencja może wydobywać więcej informacji ze starych skanów
Badanie pokazuje jeszcze jedną ciekawą rzecz.
Ogromna liczba badań obrazowych wykonywanych każdego dnia zawiera więcej informacji, niż jest analizowanych podczas standardowej diagnostyki.
Tomografia klatki piersiowej może być zlecana z powodu podejrzenia raka płuca, oceny guzków czy zwapnień.
Jednocześnie na tych samych obrazach widoczne są kręgi.
Algorytm AI może zmierzyć ich gęstość bez wykonywania dodatkowego badania.
To oznacza, że istniejące dane medyczne mogą być ponownie wykorzystywane do wykrywania wzorców łączących różne choroby i procesy starzenia.
Kości i mózg mogą starzeć się równolegle
Najbardziej interesujący wniosek z badania nie polega na tym, że kości „sterują” starzeniem mózgu.
Znacznie ważniejsza jest możliwość, że oba układy podlegają podobnym procesom biologicznym.
Jeżeli tak jest, gęstość kości może być jednym z wielu wskaźników ogólnego tempa starzenia organizmu.
To otwiera nowe pytania o to, czy procesy metaboliczne wpływające na kości i mózg można badać razem, zamiast traktować je jako całkowicie oddzielne problemy.
Słabsze kości a starzenie się mózgu wymagają dalszych badań
Nowa analiza jest wartościowa, ponieważ obejmuje obserwację prowadzoną przez kilka lat i łączy obrazowanie z testami poznawczymi.
To jednak nadal badanie obserwacyjne.
Nie można na jego podstawie określić, co jest przyczyną, a co skutkiem.
Nie wiadomo również, czy związek będzie równie silny w innych populacjach i w dłuższej perspektywie.
Potrzebne będą kolejne badania obejmujące większą liczbę osób oraz dłuższy okres obserwacji.
Na ten moment można powiedzieć jedno: słabsze kości a starzenie się mózgu wydają się powiązane na tyle wyraźnie, że związek ten warto badać dalej.
Być może w przyszłości zwykłe badanie obrazowe wykonane z zupełnie innego powodu dostarczy lekarzom dodatkowej wskazówki dotyczącej kondycji nie tylko kości, ale także mózgu.
Badania opublikowano w czasopiśmie Radiology .