Wczesne starzenie mózgu: nowy wskaźnik neuroobrazowy powiązany z osią jelito–mózg i procesami poznawczymi
Ocena biologicznego wieku mózgu za pomocą neuroobrazowania stanowi obiecujący marker ogólnego stanu ośrodkowego układu nerwowego (OUN), jednak jej przydatność wśród młodych dorosłych pozostawała dotychczas słabo poznana.
Dotychczasowe badania koncentrowały się głównie na populacjach w podeszłym wieku lub pacjentach z chorobą neurodegeneracyjną. Celem badania była ocena przydatności wskaźnika starzenia mózgu (BAI), opartego na łączności neuronalnej w spoczynku. Sprawdzano, czy parametr ten odzwierciedla wczesne etapy starzenia mózgu oraz jak koreluje z funkcjami poznawczo-emocjonalnymi i biologicznymi sygnaturami osi jelito–mózg.
W wieloetapowym projekcie przeanalizowano dane funkcjonalnego rezonansu magnetycznego w stanie spoczynku (rs-fMRI) z grupy wstępnej (n = 674), a zaobserwowane zależności potwierdzono w grupach walidacyjnych (n = 788). Do badania włączono łącznie trzy niezależne grupy uczestników: wyjściową (n = 674), potwierdzającą (n = 444) oraz uzupełniającą (n = 344), u których wykonano spoczynkowy rezonans magnetyczny. Wskaźnik starzenia mózgu (BAI) obliczano jako różnicę między wiekiem oszacowanym na podstawie rezonansu a rzeczywistym wiekiem pacjenta. W grupie niezależnej zestawiono go z wynikami badań mikrobiomu oraz metabolitów jelitowych, poszukując wspólnych szlaków biologicznych.
Przewidywany wiek mózgu istotnie korelował z wiekiem metrykalnym we wszystkich kohortach (r = 0,50–0,59). Wyższe wartości BAI systematycznie wiązały się ze specyficznym wzorcem połączeń w obrębie tylnej kory zakrętu obręczy, przyśrodkową część płata ciemieniowego oraz obszary czołowe, przekładając się na gorszą sprawność poznawczą – zwłaszcza w obszarze pamięci roboczej i funkcji wykonawczych – a także na nasilenie objawów depresyjnych. Analiza danych mikrobiologicznych i biochemicznych ze stolca powiązała wskaźnik BAI z konkretnymi grupami bakterii oraz metabolitami stolca: podwyższonym poziomem ceramidów, 24-hydroksycholesterolu i kwasów dikarboksylowych, przy jednoczesnej odwrotnej korelacji ze stężeniem estetrolu.
Uzyskane wyniki dowodzą, że indywidualna trajektoria starzenia się struktur mózgowych jest mierzalna i klinicznie istotna na długo przed pojawieniem się objawów typowych zespołów otępiennych. Wykazanie bezpośredniego powiązania pomiędzy dynamiką wielkoskalowych sieci neuronalnych a mikrobiomem i metabolomem jelitowym rzuca nowe światło na rolę osi mózgowo-jelitowej we wczesnym starzeniu. Wdrożenie zintegrowanych biomarkerów neuroobrazowych i metabolicznych otwiera perspektywę identyfikacji osób z grupy ryzyka przyspieszonego spadku funkcji poznawczych już w populacji młodych dorosłych.
