Fettleibigkeit und postoperative kognitive Dysfunktion: Eine merkwürdige Assoziation

Abstrakt

Postoperative kognitive Dysfunktion (POCD) ist eine Erkrankung, die die kognitive Funktion nach Operationen, insbesondere nach größeren Eingriffen, beeinträchtigt. Bei Patienten mit POCD können körperliche Symptome wie Depressionen, Angstzustände und Müdigkeit auftreten, die ihre Lebensqualität erheblich beeinträchtigen. Untersuchungen belegen den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und kognitiver Dysfunktion, da Patienten, bei denen Fettleibigkeit diagnostiziert wurde, anfälliger für einen kognitiven Verfall sind. Obwohl Fettleibigkeit einen erheblichen Risikofaktor für kognitive Beeinträchtigungen darstellt, ist der Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD immer noch unzureichend verstanden. Daher untersucht diese systematische Übersicht den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD, indem sie mögliche Mechanismen, die diesem Zusammenhang zugrunde liegen, detailliert beschreibt und Bereiche für weitere Forschung identifiziert. Gemäß den Richtlinien für systematische Überprüfungen führten wir zwischen August 2022 und April 2023 eine Literaturrecherche durch, bei der Studien mit einer beträchtlichen Anzahl von Patienten mit POCD nach größeren Operationen, einschließlich Koronararterien-Bypass-Transplantation, gastrointestinalen Eingriffen, Cholezystektomie und Karotisendarteriektomie, identifiziert wurden. Unsere Ergebnisse zeigten auch, dass ein erheblicher Prozentsatz von ihnen an Fettleibigkeit litt, was als Risikofaktor für kognitiven Verfall statistisch signifikant war. Es wurde festgestellt, dass pathologische Prozesse wie Veränderungen der Integrität des Gefäßendothels, durch Fettleibigkeit induzierte systemische Entzündungen und die Expression von Apolipoprotein E-epsilon-4 zu POCD nach einer Operation beitragen. Trotz der vielversprechenden Ergebnisse besteht weiterhin eine Lücke in der Literatur. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD weiter zu untersuchen, weitere potenzielle zugrunde liegende pathophysiologische Prozesse aufzudecken und therapeutische Ziele zu identifizieren. Diese Maßnahmen würden es Ärzten ermöglichen, kognitive Dysfunktionen im Zusammenhang mit Fettleibigkeit bei chirurgischen Patienten zu verhindern oder zu reduzieren.

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Kategorien: Herz-/Thorax-/Gefäßchirurgie, Innere Medizin, Allgemeine Chirurgie

Schlüsselwörter: kognitive Dysfunktion, allgemeine Chirurgie, perioperative Ergebnisse, neurokognitives Defizit, Fettleibigkeit, postoperative kognitive Dysfunktion

Einführung und Hintergrund

Postoperative kognitive Dysfunktion (POCD) ist eine Erkrankung, die durch eine verminderte kognitive Funktion nach einer Operation, insbesondere nach größeren chirurgischen Eingriffen, gekennzeichnet ist. Konkret handelt es sich dabei um Veränderungen oder den Verlust präoperativer intellektueller Fähigkeiten wie Gedächtnis, Lernen, Orientierung, Konzentration und Entscheidungsfindung bei postoperativen Patienten. Allerdings variieren die Definitionen von POCD zwischen den Forschungsgruppen, was auf Unterschiede bei spezifischen neuropsychologischen oder neurokognitiven Tests, den Berechnungsmethoden für den kognitiven Rückgang und dem gemeldeten Zeitpunkt und Ausmaß des kognitiven Rückgangs zurückzuführen ist. Beispielsweise haben einige Forscher POCD als kognitiven Verfall definiert, der zwischen 17 und 43 Tagen nach einem größeren chirurgischen Eingriff oder einer komplizierten postoperativen Genesung auftritt. Während andere darauf hingewiesen haben, dass es sich um eine kognitive Beeinträchtigung handelt, die nach 30 Tagen auftritt und nach einem größeren chirurgischen Eingriff ein Jahr oder länger anhält [1]. Leider können bei Patienten mit der Diagnose POCD Depressionen, Angstzustände, Müdigkeit und andere körperliche Symptome auftreten, die ihre Lebensqualität erheblich beeinträchtigen [2].

Es wird angenommen, dass der chirurgische Eingriff selbst eine systemische Entzündungsreaktion auslöst, die einen wesentlichen Faktor bei der POCD-Entwicklung darstellt. Zu den vorgeschlagenen Mechanismen gehören eine bereits bestehende, noch unentdeckte Neuroinflammation oder Neurodegeneration, die das Gehirn anfälliger für akute systemische Entzündungsreaktionen macht. Dies führt folglich zu einer beschleunigten Neuroinflammation und Neurodegeneration, was letztendlich zu einer neurokognitiven Beeinträchtigung führt. Allerdings ist wenig über den möglichen Einfluss patientenspezifischer und perioperativer Faktoren auf das Fortschreiten der POCD bekannt, die durch anfängliche Entzündungsreaktionen nach einer Operation verursacht werden [1].

Bemerkenswerterweise besteht ein Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und kognitiver Dysfunktion. Untersuchungen zeigen, dass übergewichtige Personen, deren Zahl weltweit auf über 650 Millionen geschätzt wird [3], mit größerer Wahrscheinlichkeit einen kognitiven Rückgang erleiden als nicht übergewichtige Personen [4]. Der Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD ist jedoch nicht gründlich erforscht. Fettleibigkeit stellt ein erhebliches Risiko für zahlreiche Krankheiten dar, darunter Typ-2-Diabetes, Bluthochdruck und andere Herz-Kreislauf-Erkrankungen [5]. Darüber hinaus wurde es mit Entzündungen in Verbindung gebracht [6]. Es besteht die Möglichkeit, dass Patienten, die übergewichtig sind oder Risikofaktoren für Fettleibigkeit aufweisen, nach größeren Operationen einem höheren Risiko ausgesetzt sind, an POCD zu erkranken [7].

Daher untersucht diese systematische Übersicht den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD. Ziel ist es außerdem, potenzielle Mechanismen zu analysieren, die dem Zusammenhang zwischen diesen beiden Erkrankungen zugrunde liegen, und gleichzeitig Bereiche für zukünftige Forschung zu identifizieren. Unsere Untersuchung liefert Einblicke in den möglichen kognitiven Rückgang bei Patienten, insbesondere bei adipösen Patienten nach größeren Operationen. Es kann Gesundheitsdienstleistern dabei helfen, Strategien zur perioperativen Verwaltung der kognitiven Funktionen in solchen Patientenkohorten zu entwickeln.

Rezension

Literaturrecherche und Studienauswahl

Zwischen August 2022 und April 2023 führten wir eine umfassende Literaturrecherche gemäß den Richtlinien „Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses“ (PRISMA) durch [8]. Unsere Suche umfasste namhafte Datenbanken: PubMed, BioMed Central und ClinicalTrials.gov. Abbildung 1 zeigt das PRISMA-Flussdiagramm, das die Studienauswahl und die Gesamtzahl der für diesen Artikel überprüften Studien skizziert.

Wir haben Einschluss- und Ausschlusskriterien implementiert (siehe Tabelle 1). Außerdem beschränkten wir unsere Suche auf Studien, die zwischen 2001 und 2023 veröffentlicht wurden, und schlossen vorläufige klinische Studien mit unvollständigen oder keinen Ergebnissen sowie Studien aus, die nicht auf Englisch veröffentlicht wurden. Wir haben relevante Studien einbezogen und einen Grad an klinischer Evidenz basierend auf früherer Literatur zugewiesen [9].

Die Suchbegriffe umfassten „Postoperativer kognitiver Rückgang“, „Postoperativer kognitiver Rückgang UND Fettleibigkeit“, „Postoperativer kognitiver Rückgang UND Body-Mass-Index“ und „Postoperativer kognitiver Rückgang UND Körpergewicht“, „Postoperativer kognitiver Rückgang UND Fettleibigkeit UND Neuroinflammation“, „Postoperativ“. „Kognitiver Rückgang UND Fettleibigkeit UND systemische Entzündung“, „Postoperativer kognitiver Rückgang UND Fettleibigkeit UND Gefäßendothel“ und „Postoperativer kognitiver Rückgang UND Fettleibigkeit UND Blut-Hirn-Schranke“.

Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD

In einer prospektiven Längsschnittstudie haben Newman et al. (2001) analysierten 261 Patienten, die sich einer elektiven Koronararterien-Bypass-Transplantation (CABG) unterzogen, indem sie vor der Operation, bei der Entlassung sowie sechs Wochen, sechs Monate und fünf Jahre später neurokognitive Untersuchungen durchführten. Ihre Ergebnisse zeigten einen signifikanten Rückgang der kognitiven Funktion in allen Bereichen. Etwa 53 %, 36 % und 24 % der Patienten zeigten eine kognitive Verschlechterung bei der Entlassung, sechs Wochen und sechs Monaten, bei 42 % fünf Jahre (p < 0,001) nach der Operation. Diese Patienten hatten eine signifikante Krankengeschichte mit Diabetes, Bluthochdruck, früheren Myokardinfarkten und Angina pectoris. Obwohl Fettleibigkeit mit diesen kritischen Risikofaktoren zusammenhängt, wurde in der Studie nicht berichtet, ob die Patienten übergewichtig oder fettleibig waren. Dennoch deuten die Forschungsergebnisse darauf hin, dass POCD bei Patienten mit Risikofaktoren für Fettleibigkeit, einschließlich Diabetes und Bluthochdruck, bis zu fünf Jahre nach der CABG-Operation vorhanden war [10].

Einige Jahre später versuchten Kadoi und Goto (2006, die Risikofaktoren für POCD nach CABG zu identifizieren, indem sie 88 Patienten rekrutierten, die für eine elektive CABG vorgesehen waren. Sie führten einen Tag vor und sechs Monate nach dem Eingriff neurologische und neuropsychologische Tests an den Patienten durch. Interessanterweise hatten 54 % eine bemerkenswerte medizinische Vorgeschichte von Bluthochdruck und 36 % waren starke Zigarettenraucher. Die statistische Analyse der Studienergebnisse zeigte, dass die Inzidenzrate kognitiver Dysfunktionen nach sechs Monaten 27,3 % betrug, wobei ein erheblicher Zusammenhang zwischen der Entwicklung von POCD, Nierenversagen (p < 0,001) und Diabetes mellitus (p < 0,001) besteht. Allerdings versäumten es die Forscher, die Body-Mass-Indizes (BMI) der Studienpatienten zu erfassen, was Aufschluss über den Übergewichts- oder Adipositasstatus der Patienten hätte geben können. Es ist erwähnenswert, dass Bluthochdruck und Diabetes neben dem Rauchen bedeutende Risikofaktoren für Fettleibigkeit sind. Dennoch ergab die Studie bemerkenswerte Ergebnisse, dass Risikofaktoren für Fettleibigkeit, wie Diabetes und Bluthochdruck, bei den Studienpatienten stark mit POCD assoziiert waren. Basierend auf ihren Erkenntnissen könnten die Forscher eine klinische Studie mit einer größeren Stichprobe und mehr Nachuntersuchungen durchführen, um den direkten Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD zu untersuchen und gleichzeitig die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären [11].

In einer bahnbrechenden klinischen Studie haben Heyer et al. (2005) untersuchten kognitive Dysfunktionen bei adipösen und nicht adipösen Patienten nach unkomplizierter Karotis-Endarteriektomie (CEA). Die Studie analysierte insbesondere, ob kognitive Dysfunktionen mit dem Vorhandensein des Apolipoprotein E (APOE) Epsilon 4 (ε4)-Allels zusammenhängen, was mit schlechteren Ergebnissen nach einem Schlaganfall verbunden ist. Die Autoren rekrutierten 75 Patienten und untersuchten sie vor und einen Monat nach der Operation mithilfe einer Standardbatterie neuropsychologischer Tests zur Beurteilung neurokognitiver Defizite. Sie führten außerdem eine Genotypisierung aller Patienten auf APOE durch die Analyse des Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus durch und nutzten die logistische Regression, um APOE-ε4 und Fettleibigkeit sowie andere Risikofaktoren zu analysieren. Die Ergebnisse zeigten, dass APOE-ε4--positive und adipöse Patienten nach CEA häufiger eine neurokognitive Schädigung erleiden. Insbesondere erlitten 42 % der APOE-ε4--positiven Patienten und 33,3 % der adipösen Patienten eine neurokognitive Dysfunktion, verglichen mit 5 % der APOE-ε4--negativen Patienten (p < 0,001) und 6,3 % der nicht- adipöse Patienten (p < 0,03). Es war die erste Studie, die einen direkten Zusammenhang zwischen POCD und Fettleibigkeit zeigte und darauf hindeutete, dass das APOE-ε4--Allel bei adipösen Patienten ein kognitiver Verschlechterungsmechanismus sein könnte. Trotz dieser bemerkenswerten Ergebnisse stellte der bemerkenswerte Mangel an Nachbeobachtung der Patienten über einen Monat nach der CEA hinaus eine erhebliche Einschränkung dar. Daher ist eine umfassendere Studie mit langfristiger Nachbeobachtung erforderlich, um diese Ergebnisse weiter zu verbessern und die anderen zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären, die die Entwicklung von POCD bei adipösen Patienten mit dem APOE-ε4-Allel erklären könnten [12].

Zhu et al. (2014) wollten prüfen, ob eine Bluttransfusion bei Patienten nach einer Hüftgelenkersatzoperation eine POCD auslöste. Interessanterweise stellten sie unerwartet fest, dass das Körpergewicht POCD vorhersagen kann. Ihre prospektive Studie umfasste 205 Patienten und sie untersuchten die Patienten vor und sieben Tage nach der Operation auf ihre neurokognitive Funktion. Von den Patienten, die eine Bluttransfusion benötigten, entwickelten 56 nach sieben Tagen eine POCD, und ein höheres Alter, ein niedrigeres Bildungsniveau und Bluttransfusionen, an denen mehr als drei Einheiten beteiligt waren, waren unabhängige Risikofaktoren für eine POCD. Die Forscher verfolgten den BMI nicht, da dieser nicht ihr Hauptaugenmerk war, sondern erfassten das Körpergewicht zu Studienbeginn. Sie fanden heraus, dass Patienten mit neurokognitivem Rückgang sieben Tage nach der Operation im Vergleich zu ihren Altersgenossen zu Studienbeginn ein Körpergewicht von 61,1 ± 11 Kilogramm (kg) hatten. Die Studienergebnisse deuten darauf hin, dass ein höheres Körpergewicht POCD beeinflussen könnte, was eine Richtung für weitere Untersuchungen zur Identifizierung mechanistischer Ziele aufzeigt, was zu einer verbesserten Patientenversorgung führt [13].

Pérez-Belmonte et al. (2015) bewerteten POCD nach einer CABG außerhalb der Pumpe und die damit verbundenen Risikofaktoren in einer Forschungsstudie. An der prospektiven Studie nahmen 36 Patienten teil, die sich einer CABG außerhalb der Pumpe unterzogen. Dabei wurden einen Monat vor der Operation neuropsychologische Tests und drei Folgetests einen, sechs und zwölf Monate nach der Operation durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass mehr als 50 % der Patienten sechs Monate nach der Operation eine maximale postoperative kognitive Beeinträchtigung aufwiesen (p < 0,01). Mehr als 30 % der Patienten litten nach 12 Monaten immer noch darunter (p < 0,01). Interessanterweise stellte die Studie fest, dass Fettleibigkeit einer der Risikofaktoren für POCD bei Patienten mit einer Rate von 39 % ist (p < 0,05). Die Studie identifizierte außerdem Rauchen, Diabetes mellitus und diastolischen Blutdruck als weitere Risikofaktoren für POCD [14].

Pérez-Belmonte et al. (2015) bestätigten die Ergebnisse von Heyer et al. (2005) [12] und lieferten einen weiteren Beweis für den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD. Diese Erkenntnisse können bei der Beratung von Patienten vor einer Operation hilfreich sein und die Bedeutung der postoperativen neurokognitiven Bewertung und der notwendigen neurologischen Intervention oder Rehabilitation hervorheben. Zukünftige Untersuchungen können sich außerdem aus mechanismus- und behandlungstechnischer Sicht auf Fettleibigkeit und POCD konzentrieren [14].

In ihrer aktuellen Studie haben Heyer et al. (2015) untersuchten den möglichen Zusammenhang zwischen Statinkonsum und POCD bei Patienten, die sich einer CEA unterziehen. Die Studie untersuchte auch die Auswirkungen von Faktoren wie Fettleibigkeit auf die kognitiven Ergebnisse. Es führte bei 585 Patienten vor und innerhalb von 24 Stunden nach der Operation neuropsychologische Tests durch. Die Ergebnisse zeigten, dass 145 Patienten nach der Operation eine erhebliche kognitive Beeinträchtigung aufwiesen und 127 der Patienten mit kognitiver Beeinträchtigung einen Body-Mass-Index von über 30 kg pro Quadratmeter (m2) hatten. Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit früheren Forschungsergebnissen von Heyer et al. (2005) [12] und Pérez-Belmonte et al. (2015) [14], die den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD weiter belegen. Die Studie hatte jedoch Einschränkungen, einschließlich des Fehlens mehrerer neurokognitiver Beurteilungen zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Operation. Darüber hinaus konzentrierte sich die Studie ausschließlich auf die langfristigen Überlebensraten der Patienten mit und ohne Statinanwendung und nicht auf die Bewertung der langfristigen Auswirkungen von Risikofaktoren wie Fettleibigkeit auf den neurokognitiven Rückgang nach CEA. Dennoch bilden diese Ergebnisse eine Grundlage für zukünftige Untersuchungen zum Zusammenhang von Fettleibigkeit und POCD. Eine solche Forschung könnte dazu beitragen, kritische Therapieziele zu identifizieren und die postoperative Patientenversorgung zu verbessern [15].

Er et al. (2019) führten auch eine Studie durch, die einen Zusammenhang zwischen höheren Ausgangskörpergewichten und POCD bei Patienten, die sich einer Magen-Darm-Operation unterzogen, fand. In dieser prospektiven Beobachtungsstudie rekrutierten die Forscher 124 Patienten im Alter von 60 Jahren und älter, die für den Eingriff vorgesehen waren, und führten bei ihnen vor und sieben Tage nach der Operation neurokognitive Tests durch. Interessanterweise hatten diejenigen, die an POCD litten, sieben Tage nach der Operation ein Körpergewicht von 60,9 ± 9,8 kg, verglichen mit 57,4 ± 10,2 kg bei denen, die nicht an POCD litten. Auch wenn der Unterschied im Körpergewicht statistisch nicht signifikant war (p=0,06), stützt er die Hypothese, dass Fettleibigkeit mit POCD zusammenhängt, was durch frühere Studien bestätigt wurde. Allerdings können Studien mit größeren Stichprobengrößen diese Ergebnisse statistisch noch weiter untermauern [16].

Mögliche Mechanismen, die Adipositas und POCD zugrunde liegen

Wie oben dargelegt, belegen die klinischen Beweise einen Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD, aber was steckt dahinter? Es kann eine Vielzahl von Pathologien geben, die bei adipösen Patienten nach Operationen zu POCD beitragen. Beispielsweise können systemische Entzündungen, Gefäßerkrankungen, Störungen der Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​und Neuroinflammationen zugrunde liegende Faktoren sein. Alla (2021) untersuchte diese Faktoren, indem er adipöse Patienten der Grade I und II untersuchte. Diese Patienten hatten einen BMI von 30-34,9 kg/m2 bzw. 35-39,9 kg/m2 und waren seit mindestens 10 Jahren fettleibig. Ziel der Studie war es, den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD zu untersuchen, indem untersucht wurde, ob exogene Endothelioprotektoren und entzündungshemmende Wirkstoffe die kognitive Funktion bei adipösen Patienten der Grade I und II beeinträchtigen würden. Für die Studie wurden 84 adipöse Patienten mit Komorbiditäten rekrutiert und in drei Gruppen eingeteilt. Gruppe I (die als Kontrolle diente) erhielt das Standardprotokoll für die perioperative Intensivpflege. Gruppe II erhielt vor der Operation intravenös (IV) Meglumin-Natriumsuccinat gemäß dem standardmäßigen präoperativen Protokoll. Schließlich hielt sich auch Gruppe III an das standardmäßige präoperative Protokoll, erhielt jedoch vor der Operation L-Argininhydrochlorid IV. Meglumin-Natriumsuccinat, ein Antikoagulans, schützt vor Lipidperoxidation und reaktiven Sauerstoffspezies. Andererseits schützt L-Argininhydrochlorid, ein Endothelschutz, vor Gefäßschäden [17].

Beim Vergleich ihrer Ergebnisse fünf Tage nach der Operation zeigten die Gruppen II und III höhere kognitive Testergebnisse als Gruppe I. Gruppe II erzielte 26,9 ± 0,2 und Gruppe III erzielte beeindruckende 29,6 ± 0,4. Die Outscoring-Gruppe I beträgt 26,1 ± {{10}},2. Die Forscher stellten außerdem fest, dass der Fünf-Wörter-Testwert für die Gruppen II und III mit 8,6 ± 0,1 bzw. 9,7 ± 0,2 wesentlich höher war als für Gruppe I 8,2 ± 0,4, Punktzahl der Gruppe I. Außerdem reduzierte die Zugabe von Schutzfaktoren zum Blut systemische Entzündungen. Insbesondere waren die Verhältnisse von Willebrand-Faktor und Antigen bei Patienten der Gruppen II und III fünf Tage nach der Operation signifikant niedriger [17].

Die Ergebnisse der Studie verdeutlichen, dass der Schutz des Gefäßendothels entscheidend für die Reduzierung von Entzündungen und die Verbesserung der kognitiven Leistung nach kognitiven Beurteilungstests ist. Zukünftige Forschungen sollten die Stichprobengröße erweitern und die Komorbiditäten der Patienten untersuchen, um diese Ergebnisse zu untermauern. Darüber hinaus würde eine vierte Gruppe, die die prophylaktische Verabreichung eines direkten entzündungshemmenden Medikaments wie intravenöses Ketorolac testen soll, einen hilfreichen Vergleich liefern [17].

Interessanterweise schlug Alla (2021) vor, dass vaskuläre endotheliale Dysfunktion und Entzündungen dem Auftreten von POCD bei adipösen Patienten nach einer Operation zugrunde liegen [17]. Daher sind Maßnahmen zur Erhaltung der Integrität des Gefäßendothels und zur Verringerung von Entzündungen von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung und Verbesserung der kognitiven Funktion. Es ist wichtig zu beachten, dass eine Verletzung der BHS zu kognitiven Defiziten und Neuroinflammationen führen kann, die bei adipösen Patienten letztendlich in POCD gipfeln können. Studien, die die Beeinträchtigung der BHS bei adipösen Patienten nach einer Operation untersuchen, könnten Aufschluss über den genauen Mechanismus der POCD geben [18].

Darüber hinaus hat die Forschung gezeigt, dass bestimmte Faktoren wie Entzündungsmarker, darunter C-reaktives Protein, Komplement C3 und Interleukin-6, positiv mit erhöhter Adipositas, einem Risikofaktor für zerebrovaskuläre Erkrankungen, und einer verringerten Kortikalisdicke korrelieren, was letztendlich dazu führt kognitive Defizite bei adipösen Patienten. Es fehlen jedoch Forschungsanstrengungen zu diesen Faktoren bei adipösen Patienten, die an POCD leiden. Solche Untersuchungen werden von entscheidender Bedeutung sein, um den zugrunde liegenden pathophysiologischen Prozess zu identifizieren, der bei adipösen Patienten zu POCD führt [19].

Eine Neuroinflammation beeinflusst die Plastizität von Neuronen und führt bei adipösen Patienten zu kognitiven Beeinträchtigungen. Samara et al. (2020) zeigten, dass Neuroinflammation eine Rolle bei der Umstrukturierung der neuronalen Plastizität in wichtigen kognitiven Regionen des Gehirns spielt. Die Forscher nutzten die diffusionsbasierte Spektrum-Bildgebung (DBSI), um das Vorhandensein einer Neuroinflammation zu bewerten und Einblicke in die mikrostrukturelle Integrität der weißen Substanz bei Fettleibigkeit zu gewinnen. Sie stellten die Hypothese auf, dass adipöse Personen im Vergleich zu nicht adipösen Personen eine höhere DBSI-beschränkte Fraktion (RF) (was auf eine größere Zellularität im Zusammenhang mit Neuroinflammation hinweist), eine höhere DBSI-behinderte Fraktion (HF) (was auf ein erhöhtes Ödem hinweist) aufweisen würden niedrigere DBSI-abgeleitete Faserfraktion (FF) (was auf eine verringerte axonale Dichte hinweist). Sie untersuchten eine Kohorte sowohl adipöser als auch nicht adipöser Personen (Kohorte 1) sowie eine vielfältigere Convenience-Stichprobe (Kohorte 2), um das Vorhandensein ähnlicher Muster im Zusammenhang mit dem BMI-Status zu bestätigen. Kohorte 1 bestand aus 25 adipösen und 21 nicht adipösen Teilnehmern und hatte einen größeren Anteil an Afroamerikanern als an nicht adipösen Teilnehmern. Kohorte 2 hatte 18 adipöse und 41 nicht adipöse Teilnehmer (20).

Das Forschungsteam führte für beide Gruppen eine Magnetresonanztomographie mit einem Siemens Trio 3T-Scanner (Siemens Healthineers, Erlangen, Deutschland) mit einer 20--Kanal-Kopfspule durch und wandte dann traktbasierte räumliche Statistiken für Analysen der weißen Substanz des gesamten Gehirns an. Anschließend verglichen sie die aus DBSI abgeleiteten isotropen und anisotropen Diffusionsmaße zwischen der adipösen und der nicht adipösen Gruppe. Eine signifikante Anzahl von Trakten der weißen Substanz zeigte, dass die fettleibige Gruppe einen signifikant höheren DBSI-RF und einen niedrigeren DBSI-FF aufwies, wobei die DBSI-RF- und DBSI-FF-Werte im Hippocampus signifikant höher bzw. niedriger waren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in beiden Kohorten (Kohorte 1: p=0.045; Kohorte 2: p=0.008) eine Neuroinflammation in den Trakten der weißen Substanz und im Hippocampus adipöser Personen bemerkenswert vorhanden ist. Es ist wichtig zu beachten, dass die Arbeit der Forscher eine strenge Methodik beinhaltete, die den Ergebnissen Gültigkeit und Generalisierbarkeit verlieh [20].

Obwohl diese bedeutenden Ergebnisse Veränderungen in der strukturellen Integrität des Gehirns zeigen, die bei adipösen Patienten zu Neuroinflammationen führen, gibt es keine Forschung, um strukturelle Anomalien in der weißen Substanz und im Hippocampus des Gehirns zu identifizieren, die nach einer Operation bei adipösen Patienten zu POCD führen. Daher müssen Forscher diese Möglichkeit weiter untersuchen. Es wird faszinierend sein, mehr über den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD zu erfahren und zu erfahren, wie durch Fettleibigkeit verursachte Veränderungen der strukturellen Integrität des Gehirns nach einer Operation zu POCD führen können [20].

Eine weitere Studie von Kullmann et al. (2020) stellten den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und Entzündungen im Gehirn weiter her. Sie nutzten die quantitative Magnetresonanztomographie (MRT), um genaue pathophysiologische Prozesse im Gehirn zu quantifizieren, beispielsweise mithilfe der Protonendichte-Bildgebung, um den Wassergehalt im Gehirn zu bewerten, der verschiedene Pathologien, einschließlich Entzündungen, verändert. Die Forscher rekrutierten 115 normalgewichtige, übergewichtige und fettleibige Patienten (BMI-Bereich: 20,1-39,7 kg/m2), um mögliche Zusammenhänge zwischen anthropometrischen Maßen für Fettleibigkeit, Körperfettverteilung, Ganzkörperstoffwechsel usw. zu untersuchen Kartierung des Gehirnwassergehalts. Die Forschungsteilnehmer wurden einer qMRT-Aufnahme bei 3 Tesla unterzogen [21].

Interessanterweise gab es keine globalen Veränderungen des Wassergehalts im Zusammenhang mit Fettleibigkeit. Allerdings hatten Teilnehmer mit einem höheren BMI einen erhöhten Wassergehalt im Kleinhirn, im limbischen Lappen und in der sublobulären Region. Darüber hinaus zeigten das dorsale Striatum, der Hypothalamus, der Thalamus, der Fornix, das vordere Glied der inneren Kapsel und die hintere Thalamusstrahlung den deutlichsten Zusammenhang mit dem BMI. In einer Untergruppe mit verfügbaren Messungen für 50 Patienten identifizierten die Forscher außerdem viszerales Fettgewebe als den wichtigsten Zusammenhang zwischen höheren Wassergehaltswerten und Fettleibigkeit. Darüber hinaus hatten die Probanden mit metabolischem Syndrom die höchsten Wassergehaltswerte im Hypothalamus und im Fornix [21].

Es häufen sich Hinweise darauf, dass eine Entzündung des Hypothalamus mit einer mit Fettleibigkeit verbundenen Insulinresistenz in diesem Bereich zusammenhängt. Dennoch bedarf es einer umfassenden Untersuchung, ob eine Gehirnentzündung eine Ursache oder eine Folge von POCD bei adipösen Patienten ist. Durch die Anwendung von qMRT können Forscher den Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD und den zugrunde liegenden Mechanismus weiter untersuchen und besser verstehen [21].

Es ist von größter Bedeutung, den Zusammenhang zwischen POCD und Fettleibigkeit zu verstehen, einschließlich der pathophysiologischen Mechanismen, die hinter dem Zusammenhang von Fettleibigkeit und POCD stehen (siehe Tabelle 2). Durch die Identifizierung möglicher therapeutischer Ziele können Ärzte adipöse Patienten effizient vor chirurgischen Eingriffen beraten, während der Genesung auf Anzeichen eines kognitiven Rückgangs überwachen und andere Strategien entwickeln, um POCD abzuwehren oder den kognitiven Verfall bei solchen Patientenkohorten nach der Operation zu verringern. Durch diese Maßnahmen können Gesundheitsdienstleister dazu beitragen, die Ergebnisse für ihre chirurgischen Patienten zu verbessern, indem sie das Risiko verringern, nach der Operation an dieser schwächenden Erkrankung zu erkranken.

Schlussfolgerungen

POCD kann schwerwiegende Auswirkungen haben, wenn es von medizinischem Fachpersonal nach der Operation nicht umgehend erkannt wird. Interessanterweise besteht ein Zusammenhang zwischen POCD und Fettleibigkeit. Daher zielte diese systematische Überprüfung in Anlehnung an die PRISMA-Richtlinien darauf ab, den Zusammenhang zwischen beiden zu untersuchen. Basierend auf klinischen Erkenntnissen ist Fettleibigkeit ein wesentlicher Faktor bei der Entwicklung von POCD, insbesondere bei Patienten, die fettleibig sind oder einem Risiko für Fettleibigkeit ausgesetzt sind und sich größeren chirurgischen Eingriffen wie CABG, gastrointestinalen Eingriffen oder CEA unterziehen. Darüber hinaus tragen Faktoren wie die APOE-ε-4-Expression, Veränderungen der Gefäßendothelintegrität und durch Fettleibigkeit verursachte systemische Entzündungen erheblich zur Entwicklung von POCD bei adipösen Patienten nach größeren Operationen bei. Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um die pathophysiologischen Prozesse, die dem Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und POCD zugrunde liegen, weiter zu untersuchen. Daher sollten zukünftige Forschungsbemühungen mögliche Mechanismen identifizieren, die bei adipösen Patienten nach größeren chirurgischen Eingriffen zu POCD führen.

Weitere Informationen

Offenlegung

Interessenskonflikte:In Übereinstimmung mit dem einheitlichen Offenlegungsformular des ICMJE erklären alle Autoren Folgendes:Zahlungs-/Leistungsinformationen:Alle Autoren haben erklärt, dass sie von keiner Organisation finanzielle Unterstützung für die eingereichten Arbeiten erhalten haben.Finanzielle Beziehungen:Alle Autoren haben erklärt, dass sie derzeit oder in den letzten drei Jahren keine finanziellen Beziehungen zu Organisationen unterhalten, die ein Interesse an der eingereichten Arbeit haben könnten.Andere Beziehungen:Alle Autoren haben erklärt, dass keine weiteren Beziehungen oder Aktivitäten bestehen, die den Anschein erwecken könnten, die eingereichte Arbeit beeinflusst zu haben.

Danksagungen

Wir danken Herrn Abikar Boghokian, Frau Salpi Boghokian, Frau Sarin Mousessian, Herrn Michael Burns und Frau Michelle Denham herzlich für ihre ständige Unterstützung und Ermutigung.

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