Yian Gu

1 Taub Institute for Research in Alzheimer’s Disease and the Aging Brain, Columbia University, New York, NY

невроизобразителни

Николаос Скармеас

1 Taub Institute for Research in Alzheimer’s Disease and the Aging Brain, Columbia University, New York, NY

2 Центърът Гертруда Х. Сергиевски, Колумбийски университет, Ню Йорк, Ню Йорк

3 Катедрата по неврология, Колумбийския университет, Ню Йорк, Ню Йорк

4 Национален и Kapodistrian University of Athens Medical School, Атина, Гърция

Резюме

Инсултът е една от водещите причини за дългосрочна инвалидност и смъртност. Натрупването на доказателства от наблюдателни проучвания предполага, че сред факторите на начина на живот диетата може да играе важна роля за предотвратяване на инсулт. Маркерите за невроизображение, особено обемът на хиперинтензивността на бялото вещество (WMH) и мозъчните инфаркти (BI) са по-чувствителни измервания на мозъчно-съдовите заболявания, отколкото клиничните оценки. Прегледахме публикувани наблюдателни и клинични проучвания, които оценяват връзката между диетичните фактори и WMH и BI. Малкото съществуващи проучвания изследват само шепа индивидуални хранителни вещества или храни (хранителен прием на алкохол, витамини от група В, риба, холин, серумни маркери на антиоксиданти и няколко групи храни, средиземноморски хранителен режим и хранителни биомаркери. Резултати от тези проучвания са неубедителни или поради противоречиви резултати от различни проучвания, или поради липса на репликация. Необходими са по-нататъшни проучвания, за да се възпроизведат съществуващите констатации. Много други храни или хранителни вещества или диетични модели може да струват проучване и са необходими надлъжни проучвания.

Въведение

Инсултът е една от водещите причини за сериозни, дългосрочни увреждания и смъртност в Съединените щати. [1] Натрупването на доказателства от наблюдателни проучвания предполага, че диетата е един от важните фактори за начина на живот за предотвратяване на инсулт. [2] Въпреки това, механизмите за връзката между диетата и инсулта не са били напълно изследвани в миналото, отчасти поради ограничената наличност на методи, които позволяват чувствително и точно измерване на мозъчно-съдовите заболявания.

Последният напредък в техниките за ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) направи възможно визуализирането и количественото определяне на структурните промени в мозъка. [3] Маркерите за невроизображение са изключително чувствителни измервания на промените, настъпващи в стареещия мозък. Следователно, използването на тези маркери за невровизуализация може да помогне за разкриване на връзките между диетата и свързаните с мозъчно-съдовата болест мозъчни дисфункции, които може да не бъдат открити при груби клинични резултати от инсулт. Например, популационно, надлъжно проучване демонстрира, че 18% от участниците в изследването в напреднала възраст развиват инцидент на мозъчен инфаркт при последващо ядрено-магнитен резонанс 5 години по-късно, докато близо 90% от тези случаи нямат документирана преходна исхемична атака или клиничен инсулт между сканиранията [4]. Друго проучване, базирано на популация, съобщава за ниска специфичност (79%) и чувствителност (32%) на самостоятелно докладван инсулт, използващ ЯМР на мозъка като стандарт. [5]

Два основни маркера за невроизображение на цереброваскуларно заболяване, т.е. хиперинтензивността на бялото вещество (WMH) [6, 7] и мозъчните инфаркти (BI), [8–12] са много тясно свързани с риска от клиничен инсулт. Има обаче сравнително малко работа по свързването на диетата с тези ЯМР маркери. В този преглед са обобщени публикувани наблюдателни проучвания и клинични проучвания, които оценяват връзката между диетичните фактори и оценената с ЯМР цереброваскуларна болест (WMH и BI) (Таблица 1) и се предлагат бъдещи насоки за изследвания.

маса 1

Проучвания върху връзката между диетичните фактори и измерваната с ЯМР хиперинтензивност на бялото вещество или мозъчни инфаркти.

MRI-оценени мозъчно-съдови заболявания

BI се появяват като точковидни или ограничени хипоинтензивни лезии на T1-претеглени сканирания (и хиперинтензивни в T2 и FLAIR последователности). Данните от наблюдателни изследвания показват, че нарастващата възраст, хипертонията и други сърдечно-съдови рискови фактори са силно свързани с BI. Повечето от BI са лакунарни инфаркти и болестта на дребните съдове изглежда играе решаваща роля в тяхната патогенеза. [13] Въпреки това могат да се отбележат и BI, по-големи от лакуните.

WMH, или левкоариооза, се състои от двустранни неравномерни или дифузни области на хиперинтензивност на мозъчното бяло вещество върху Т2-претеглени ЯМР изображения, включително FLAIR последователности. Има няколко доклада, които предполагат, че тежестта на WMH се увеличава с възрастта. [14] Въпреки че тяхната патогенеза е несигурна, традиционно се смята, че WMH е сурогатен маркер на съдово заболяване на малки съдове [15] в резултат на исхемично увреждане поради хронична системна хипоперфузия [16].

BI и WMH са силно свързани помежду си [14] и изглежда, че представляват две различни прояви на церебрална болест на малките съдове [16] (въпреки че BI може да бъде проява и на заболяване на големи съдове). Като цяло и двете са свързани с традиционните съдови рискови фактори [6, 17, 18] и често са свързани с по-висок риск от последващ клиничен инсулт. [19, 20] По този начин, модифицирането на рисковите фактори, които допринасят за развитието на тези мозъчни промени наблюдавано при ЯМР може да помогне за крайната цел за предотвратяване на инсулт.

Епидемиологични данни за диета и мозъчно-съдови заболявания

Алкохол

Има също така няколко проучвания, които не откриват връзка между алкохола и ядрено-магнитен резонанс, оценени цереброваскуларни заболявания. [25–27] Асоциациите на употребата на алкохол с WMH и BI са изследвани в проучването за риск от атеросклероза в общностите (ARIC), в 1920 възрастни на възраст 55–72 години са подложени на ЯМР. Проучването установи, че настоящото пиене не е свързано статистически с WMH или BI като цяло. [25] Това проучване обаче установи, че настоящото пиене е свързано с по-голяма степен на здравно здраве сред афроамериканците, но не и сред европейските американци, което предполага потенциално взаимодействие между алкохола и расата. Консумацията на алкохол не е свързана с WMH сред 385 възрастни участници в австралийския проект PATH Through Life. [26] По същия начин не е установена значителна връзка между консумацията на алкохол и WMH сред 1839 участници от проучването Framingham Offspring. [27] В последните две проучвания BI не е оценен. [26, 27]

В обобщение, доказателствата за връзката между консумацията на алкохол върху маркери на цереброваскуларно заболяване са противоречиви.

Витамини от група В

Няколко големи проучвания са установили, че приемът на фолат е свързан със значително по-нисък риск от клиничен исхемичен [29–31] или хеморагичен инсулт. [32] Проследяващото проучване на здравните специалисти установи, че приемът на витамин В12 е незначително обратно свързан с риска от исхемичен инсулт. [29] Освен това данните от рандомизирани проучвания показват, че добавките с фолиева киселина с или без комбинация с други витамини от група В могат да намалят риска от инсулт. [33] По този начин би било интересно да се проучи дали витамините от група В също са свързани с ЯМР-оценена WMH или BI.

Витамините от група В (фолиева киселина, витамин В12 и В6) са свързани главно с мозъчно-съдови заболявания, поради ефекта им върху понижаването на нивата на серумен хомоцистеин (Hcy), което е силен рисков фактор за сърдечно-съдови заболявания. [34] Няколко проучвания в напречно сечение съобщават за пряка връзка между повишените концентрации в кръвта на общия Hcy и по-голямата тежест от обема на WMH или повече BI. [35–38] В скорошно надлъжно проучване на 121 участници в общността, участващи в Чикагския проект за здраве и стареене ( CHAP), изследвани са връзките между серумните маркери на състоянието на витамин В12 (включително витамин В12, Hcy, метилмалонова киселина, цистатионин и 2-метиллимонена киселина) и ЯМР на мозъка. [39] Проучването установи, че концентрацията на Hcy е единственият индикатор за витамин В12, който е свързан с обема на WMH [39], но нито един от показателите на витамин В12 не е свързан с мозъчни инфаркти. [39] В друго проучване на 124 пациенти, които са имали първия лакунарен инсулт, по-ниското ниво на витамин В12 е свързано значително с по-тежката перивентрикуларна WMH, но не и с дълбоката WMH. [40]

В обобщение, няколко наблюдателни проучвания върху серумните маркери на витамин В12 предполагат потенциална благоприятна роля на витамините от В в оценяваната с ЯМР цереброваскуларна болест сред здрави популации в напреднала възраст. Двете клинични проучвания, които показаха някои предварителни ползи от добавките с витамини от група В за намаляване на тежестта на цереброваскуларните лезии, бяха сред популации, които са имали по-висок риск от инсулт или сред пациенти с инсулт. Независимо от това, дали подобен ефект от добавянето на витамини от група В може да се наблюдава и при здрави популации, или дали приемът на витамини от групата B с диети има подобен ефект върху откритото с ЯМР мозъчно-съдово заболяване, все още не е установено.

Риби и мастни киселини

Много предишни проучвания върху консумацията на риба във връзка с клиничен инсулт като цяло показват, че консумацията на риба или ненаситени мастни киселини е обратно свързана с риска от инсулт, [43–45], но съществуват и отрицателни проучвания. [46–52] Дали консумацията на риба влияе върху рискът от WMH, BI или други ЯМР-измерени мозъчно-съдови заболявания е до голяма степен неизвестен и е изследван само в едно проучване, основано на популация.

Изследователи на CHS изследват асоциациите на напречното сечение на рибата и диетата на консумация на ейкозапентаенова киселина (EPA) плюс докозахексаенова киселина (DHA) с дефинирани от MRI субклинични мозъчни аномалии, включително инфаркти на WMH. Те също така проучиха надлъжните връзки между консумацията на риба и EPA + DHA и субклиничната BI. В анализа на напречното сечение, който включва повече от 4000 субекта, рибата тон/други риби с по-висока консумация е свързана с намален риск от наличие на субклинична BI или по-добри оценки за бяло вещество; за разлика от това консумацията на пържена риба е свързана с незначителни тенденции към по-голямо разпространение на субклиничния инфаркт. В надлъжните анализи на подгрупа от 1124 субекта консумацията на риба тон/друга риба отново е свързана с по-ниска честота на субклинична BI, докато пържената риба не е свързана с риск от инцидентна субклинична BI. Констатациите за приблизителна консумация на хранителни EPA и DHA в това проучване обикновено са подобни на тези за консумация на риба тон/други риби. [53]

Холин

Холинът е основно хранително вещество, което е предшественик на ацетилхолина. Той също така служи като предшественик на сфингомиелин и фосфатидилхолин-структурни компоненти на клетъчните мембрани. [54] Основните хранителни източници на холин са червено месо, птици, мляко, яйца, риба и някои напитки (кафе или бира) и плодове (портокал) или зеленчуци (картофи, броколи) [55]. Неотдавнашно проучване изследва дали приемът на холин от храни е свързан с нивото на WMH в кохорта без деменция от 1391 пациенти от проучването на потомството на Framingham Heart Study. Изследването установи, че едновременният хранителен прием на холин не е свързан с обема на WMH, приемът на холин в миналото (приблизително 7 години преди измерването на ЯМР) е обратно свързан с трансформирания в логаритъма обем на WMH или наличието на голям WMH. [56]

Антиоксиданти

Има само едно проучване, изследващо връзката между нивото на антиоксиданти в кръвта и цереброваскуларната лезия. В австрийското проучване за предотвратяване на инсулт се измерват плазмени концентрации на 10 естествени антиоксиданти, включително зеаксантин, криптоксантин, кантаксантин, ликопен, алфа- и бета-каротин, ретинол, гама- и алфа-токоферол (витамин Е), както и аскорбат. 355 клинично здрави възрастни участници. [57] Проучването установи, че по-ниският плазмен алфа-токоферол и ликопен са свързани с по-висока степен на аномалии на бялото вещество в ЯМР. [57] Тези открития са в съответствие с доказателствата, които показват, че високият серумен алфа-токоферол е свързан с намален риск от клиничен мозъчен инфаркт. [58] Независимо от това, доколкото ни е известно, нито едно проучване не е изследвало директно приема на антиоксиданти с храната и риска от мозъчно-съдови лезии с помощта на ЯМР. Това може да не е изненадващо, тъй като предишни проучвания от големи наблюдателни проучвания са дали противоречиви резултати по отношение на това дали приемът на антиоксиданти с храната може да намали риска от клиничен инсулт. антиоксидантите не предотвратяват инсулт. [63]

Групи храни

Диетични модели

В допълнение към отделните хранителни вещества или хранителни продукти, диетичните модели непрекъснато получават внимание, вероятно поради способността на диетичните модели да представят сложни взаимодействия и кумулативни ефекти на хранителни вещества или хранителни продукти в диетата. [66, 67]

Диета в средиземноморски стил

Един от диетичните модели, които са широко проучени, е диетата в средиземноморски стил (MeDi). MeDi, представляващ типичните хранителни навици на популациите, граничещи със Средиземно море, е диета с високо съдържание на растителни храни (като плодове, ядки, бобови растения и зърнени храни) и риба, като зехтинът е основният източник на мононенаситени мазнини (MUFA) ) и нисък до умерен прием на вино, както и нисък прием на червено месо и птици. [68] MeDi е свързан с редица здравословни резултати, включително намален риск от сърдечно-съдови заболявания, рак и смъртност. [69, 70] В скорошно рандомизирано проучване на MeDi за първична профилактика на сърдечно-съдови събития в Испания, 7447 участници, които са били в висок сърдечно-съдов риск, но без сърдечно-съдови заболявания при записване, бяха разпределени на случаен принцип към една от трите диети: MeDi, допълнена с екстра върджин зехтин, MeDi, допълнена със смесени ядки, или диета с ниско съдържание на мазнини. След средно проследяване от 4,8 години, MeDi, допълнен с екстра върджин зехтин или ядки, намалява честотата на инсулт и други големи сърдечно-съдови събития. [71]

Връзката между MeDi и WMHV или BI е изследвана в две кохорти, базирани в общността, и двете с участници, пребиваващи в центъра на Ню Йорк. В първото проучване BI и WMH бяха оценени с помощта на структурна ЯМР с висока разделителна способност върху 707 възрастни участници в изследването за изображения на Washington Heights/Hamilton Heights Columbia Aging Project (WHICAP). Диетичните оценки се прилагат средно 5,8 години преди ЯМР. Проучването установи, че в сравнение с ниските (най-ниският тертил на MeDi), тези в умерените (средния тертил) и високите (най-високия тертил) групи на придържане към MeDi имат значително намалени шансове за инфаркти, оценени с ЯМР. Не е установена значителна връзка между MeDi и WMH в тази подгрупа от популация WHICAP. [8] Независимо от това, по-голямото придържане към MeDi е свързано с по-ниска тежест за WMH в друга популация, проучването в Северния Манхатън. В това проучване с 966 участници, всяко увеличение с 1 точка в MeDi резултат е свързано със значително по-ниска (β = -0,04, p = 0,01) стойност на обема на WMH на log. [72] В обобщение и двете проучвания предполагат възможна защитна връзка между повишеното придържане към MeDi и MRI-оценени мозъчно-съдови заболявания.

Хранителни биомаркери

В неотдавнашно проучване бяха създадени схеми на биомаркери на хранителни вещества, които да представят комбинирания ефект на хранителните вещества. [73] В това проучване бяха изследвани общо 30 биомаркери на плазмените хранителни вещества при 104 участници в кохортата от изследването на мозъчното стареене в Орегон. Анализът на основните компоненти е използван за изграждане на модели на хранителни биомаркери. Изследването установи, че субектите с по-високи морски резултати от Ω-3 имат по-малък обем WMH, въпреки че връзката е отслабена и вече не е значима след корекция за депресия и хипертония. [73] Тези констатации са в съответствие с резултатите от проучването CHS за полезната роля на рибите и EPA + DHA върху CSVD. [53]

Заключения

В обобщение, изследванията върху връзките между диетичните и невроизобразителните маркери на цереброваскуларните лезии са сравнително оскъдни. Няколко съществуващи проучвания изследват само шепа отделни хранителни вещества или храни (хранителен прием на алкохол, [22–27] витамини от група В, [41, 42] риба, [53] холин, [56] серумни маркери на антиоксиданти [57]), и няколко групи храни [65], хранителни режими [8, 72] и хранителни биомаркери [74]. За повечето от тези диетични фактори констатациите могат да се считат за неубедителни или поради противоречиви резултати от различни проучвания, или поради липса на репликация. Алкохолът е хранителният продукт, изследван сравнително често, но резултатите са доста смесени със защитен, [22, 23] вреден, [24] или без ефект [25–27] от приема на алкохол върху цереброваскуларните лезии, всички докладвани. Наличните доказателства за витамини от група В, риба, холин и антиоксиданти обикновено идват от едно или две проучвания. Резултатите от анализа на диетичния модел обикновено предполагат потенциална защитна роля на MeDi или диетичен модел с висока консумация на морски Ω-3, но са необходими повече изследвания, за да се потвърдят тези констатации. Следователно, за повечето от диетичните фактори, които са изследвани, е необходимо допълнително проучване, за да се повторят съществуващите констатации и да се определи ролята, която тези храни могат да играят върху запазването на здравето на мозъка.

В бъдещите проучвания може да се наложи да се разгледат и много други храни или хранителни вещества в светлината на тяхната връзка с клиничен инсулт. Например, продължителното пиене на кафе [75, 76], консумацията на чай, [77] консумацията на млечни продукти [78–83] са свързани с намален риск от инсулт, но нито едно проучване не е изследвало как консумацията на тези храни може да повлияе на ЯМР-измерена BI или WMH. Освен MeDi, има много начини за извличане на хранителни режими, които биха могли най-добре да представят хранителните навици в една популация. Наличните методи за анализ на хранителния модел, като регресионен анализ с намален ранг, [84] и клъстерен анализ [85], все още не са приложени в тази област.

По отношение на дизайна на изследването, повечето от последните наблюдения са имали дизайн на напречно сечение, което ограничава предположенията за етиологичен ефект на диетата върху мозъчните лезии. Ефектът от диетата върху надлъжните промени в образните маркери с течение на времето е рядко изследван. Някои интервенционни проучвания са изключения от това, но те са доста малко.

В обобщение, настоящите доказателства относно ролята на диетичните фактори при оценените с ЯМР цереброваскуларни лезии са ограничени. Необходими са бъдещи проучвания, за да се потвърдят предишните констатации, да се изследват нови диетични фактори и да се приложи дизайн на надлъжно проучване.