I fumatori accaniti mostrano l'atrofia cerebrale tipica dell'Alzheimer

Un nuovo studio condotto utilizzando la risonanza magnetica dimostra che il fumo danneggia aree chiave del cervello coinvolte nella memoria e nel pensiero e che il sovrappeso può aumentare i danni, sollevando nuove domande sulla prevenzione della demenza.

Un recente studio pubblicato sulla rivista NPJ Dementia ha esaminato la relazione tra fumo e atrofia cerebrale e se l'indice di massa corporea (IMC) potesse moderare tale relazione. Lo studio ha rilevato che i fumatori presentavano volumi di materia grigia e bianca nel cervello significativamente inferiori rispetto ai non fumatori. Quando l'IMC è stato incluso nei modelli statistici, l'associazione tra pacchetti di sigarette fumate all'anno e perdita di volume cerebrale si è indebolita, suggerendo un possibile effetto di mediazione piuttosto che una causalità diretta.

Malattie neurodegenerative: prevalenza e fattori di rischio

Una malattia neurodegenerativa si verifica quando i neuroni nel cervello e nel sistema nervoso perdono gradualmente la loro funzionalità, portando a un declino delle capacità fisiche e cognitive. Il morbo di Alzheimer (MA) è la forma più comune di demenza e colpisce memoria, capacità cognitive e comportamento.

La prevalenza della demenza è in aumento in tutto il mondo. Secondo un recente studio, circa 47 milioni di persone in tutto il mondo hanno ricevuto una diagnosi di demenza e si prevede che ogni anno si aggiungeranno circa 10 milioni di nuovi casi.

Numerosi studi hanno identificato fattori di rischio per la demenza nella prima, seconda e terza età. Il fumo è uno di questi fattori, stimato essere coinvolto fino al 14% dei casi di demenza in tutto il mondo. Le tossine presenti nel fumo di sigaretta possono causare neuroinfiammazione, un meccanismo strettamente correlato all'Alzheimer. Oltre alla demenza, studi precedenti hanno anche dimostrato che i fumatori presentano un rischio maggiore di sviluppare malattie cerebrovascolari e respiratorie.

Sebbene precedenti meta-analisi abbiano collegato il fumo a un aumento del rischio di demenza, pochi studi di ampia portata hanno esaminato come la storia e l'intensità del fumo siano associate all'atrofia cerebrale misurata tramite risonanza magnetica, un biomarcatore della neurodegenerazione. Per valutare questo aspetto, è necessario esaminare la relazione tra fumo e atrofia cerebrale, ovvero la perdita di tessuto cerebrale dovuta al restringimento o alla morte dei neuroni con una riduzione del numero di connessioni neurali.

I ricercatori in genere monitorano l'atrofia cerebrale nell'AD e in altre malattie neurodegenerative utilizzando tecniche di neuroimaging e valutazione volumetrica con risonanza magnetica pesata in T1, che è diversa dall'invecchiamento naturale. La risonanza magnetica viene utilizzata per valutare la perdita di volume cerebrale, un biomarcatore della neurodegenerazione.

Solo pochi studi su larga scala hanno esaminato l'associazione tra fumo e atrofia cerebrale misurata tramite risonanza magnetica, che potrebbe svolgere un ruolo fondamentale nella comprensione del contributo del fumo al declino cognitivo e all'AD.

Informazioni sullo studio

Lo studio attuale ha testato l'ipotesi secondo cui gli individui con una storia di fumo soffrono di una maggiore atrofia cerebrale a livello dell'intero cervello e dei lobi rispetto ai non fumatori.

Un totale di 10.134 partecipanti di età compresa tra 18 e 97 anni sono stati reclutati da quattro centri di studio. Tutti i partecipanti sono stati sottoposti a risonanza magnetica total body senza contrasto. Prima della scansione, hanno compilato questionari che raccoglievano informazioni su dati demografici, anamnesi e abitudine al fumo. Ogni partecipante ha riportato il numero di pacchetti di sigarette fumati al giorno e il numero di anni di fumo.

Sulla base di questi questionari, i partecipanti sono stati suddivisi in due gruppi: fumatori (consumo di pacchetti-anno diverso da zero) e non fumatori (consumo di pacchetti-anno zero). I pacchetti-anno sono un indicatore di esposizione al tabacco che tiene conto della durata e dell'intensità del fumo. Il gruppo dei fumatori comprendeva 3.292 persone, mentre quello dei non fumatori 6.842.

Lo studio ha utilizzato FastSurfer, una pipeline di deep learning comprovata, per quantificare il volume cerebrale a partire da immagini 3D T1. Un modello di deep learning è stato utilizzato anche per segmentare il volume intracranico (ICV).

È stato eseguito un modello di regressione sui fumatori per analizzare la relazione tra pacchetti-anno e volumi cerebrali:

• Modello 1: aggiustato per età, sesso e centro di studio;
• Modello 2: con aggiustamento aggiuntivo per l'IMC.

Risultati della ricerca

Rispetto ai non fumatori, i fumatori avevano maggiori probabilità di essere di sesso femminile, di razza caucasica, con un indice di massa corporea più elevato, di essere più anziani e di soffrire maggiormente di diabete di tipo 2 e ipertensione. Il numero medio di pacchetti-anno nel gruppo dei fumatori era di 11,93.

I confronti tra regioni cerebrali hanno mostrato volumi cerebrali inferiori nel gruppo dei fumatori. L'analisi bivariata di Pearson ha mostrato una moderata correlazione positiva tra un BMI più elevato e un numero maggiore di pacchetti-anno. I confronti tra i modelli 1 e 2 hanno mostrato una diminuzione della significatività statistica e della dimensione dell'effetto in 11 regioni cerebrali, controllando per il BMI, indicando un possibile, ma non dimostrato, ruolo di mediazione del BMI nell'associazione tra fumo e atrofia cerebrale.

È importante sottolineare che, anche dopo aver tenuto conto dell'IMC, i fumatori presentavano ancora una significativa atrofia in diverse regioni, tra cui aree associate al morbo di Alzheimer, come l'ippocampo, la corteccia cingolata posteriore e il precuneo.

Conclusioni

Il presente studio ha dimostrato che gli individui con una storia di fumo e un numero maggiore di pacchetti-anno presentavano segni di atrofia cerebrale. I risultati preliminari indicano inoltre che l'IMC potrebbe svolgere un ruolo potenziale nel mediare l'associazione tra fumo e perdita di volume cerebrale. Pertanto, obesità e fumo sono due fattori di rischio modificabili che potrebbero essere utilizzati in futuro per prevenire la demenza, incluso l'Alzheimer.

In futuro saranno necessari ulteriori studi per esaminare il potenziale effetto di mediazione del volume iperintenso della sostanza bianca e dell'atrofia cerebrale nel contesto della storia di fumo.

I principali punti di forza di questo studio sono l'analisi di un'ampia coorte con una storia di fumo e l'imaging cerebrale strutturale quantitativo. Inoltre, è stato possibile misurare il volume cerebrale in regioni affette da patologia di Alzheimer, come l'ippocampo, la corteccia cingolata posteriore e il precuneo.

Nonostante i suoi punti di forza, la natura trasversale dello studio limita la possibilità di trarre conclusioni causali. Inoltre, il disegno sperimentale non includeva test cognitivi o biomarcatori dell'Alzheimer come l'amiloide o la tau, limitando la possibilità di collegare direttamente l'atrofia cerebrale alla demenza. Pertanto, sono necessari studi longitudinali per confermare il ruolo dell'IMC in questa relazione.