Perokok berat menunjukkan atrofi otak yang merupakan ciri khas Alzheimer

Sebuah studi baru menggunakan MRI menunjukkan bahwa merokok merusak area utama otak yang terlibat dalam ingatan dan berpikir, dan bahwa kelebihan berat badan dapat meningkatkan kerusakan, sehingga menimbulkan pertanyaan baru tentang pencegahan demensia.

Sebuah studi terbaru yang diterbitkan dalam jurnal NPJ Dementia mengkaji hubungan antara merokok dan atrofi otak, dan apakah indeks massa tubuh (IMT) memoderasi hubungan ini. Studi tersebut menemukan bahwa perokok memiliki volume materi abu-abu dan putih yang jauh lebih rendah di otak mereka dibandingkan bukan perokok. Ketika IMT dimasukkan dalam model statistik, hubungan antara jumlah bungkus rokok per tahun dan hilangnya volume otak melemah, menunjukkan kemungkinan efek mediasi, alih-alih hubungan sebab akibat langsung.

Gangguan neurodegeneratif: prevalensi dan faktor risiko

Gangguan neurodegeneratif terjadi ketika neuron di otak dan sistem saraf secara bertahap kehilangan fungsinya, yang menyebabkan penurunan kemampuan fisik dan kognitif. Penyakit Alzheimer (AD) adalah jenis demensia yang paling umum, yang memengaruhi daya ingat, kognisi, dan perilaku.

Prevalensi demensia terus meningkat di seluruh dunia. Menurut sebuah studi terbaru, sekitar 47 juta orang di seluruh dunia telah didiagnosis menderita demensia, dan sekitar 10 juta kasus baru diperkirakan akan bertambah setiap tahunnya.

Sejumlah penelitian telah mengidentifikasi faktor risiko demensia di awal, pertengahan, dan akhir hayat. Merokok merupakan salah satu faktor risiko, yang diperkirakan berperan dalam hingga 14% kasus demensia di seluruh dunia. Toksin dalam asap rokok dapat menyebabkan neuroinflamasi, suatu mekanisme yang berkaitan erat dengan AD. Selain demensia, penelitian sebelumnya juga menunjukkan bahwa perokok berisiko lebih tinggi terkena penyakit serebrovaskular dan pernapasan.

Meskipun meta-analisis sebelumnya telah mengaitkan merokok dengan peningkatan risiko demensia, hanya sedikit studi besar yang mengkaji bagaimana riwayat dan intensitas merokok berkaitan dengan atrofi otak yang diukur melalui MRI, suatu biomarker neurodegenerasi. Untuk menilai hal ini, perlu dikaji hubungan antara merokok dan atrofi otak, yaitu hilangnya jaringan otak akibat penyusutan atau kematian neuron disertai dengan berkurangnya jumlah koneksi saraf.

Para peneliti biasanya melacak atrofi otak pada AD dan gangguan neurodegeneratif lainnya menggunakan neuroimaging dan penilaian volumetrik menggunakan MRI berbobot T1 — yang berbeda dari penuaan alami. MRI digunakan untuk menilai hilangnya volume otak, sebuah biomarker neurodegenerasi.

Hanya sedikit penelitian besar yang meneliti hubungan antara merokok dan atrofi otak yang diukur dengan MRI, yang mungkin memainkan peran penting dalam memahami kontribusi merokok terhadap penurunan kognitif dan AD.

Tentang penelitian ini

Studi terkini menguji hipotesis bahwa individu dengan riwayat merokok mengalami atrofi otak yang lebih besar pada tingkat seluruh otak dan lobus dibandingkan dengan bukan perokok.

Sebanyak 10.134 peserta berusia 18 hingga 97 tahun direkrut dari empat lokasi penelitian. Semua peserta menjalani MRI seluruh tubuh tanpa kontras. Sebelum pemindaian, mereka mengisi kuesioner yang mengumpulkan informasi tentang demografi, riwayat medis, dan status merokok mereka. Setiap peserta melaporkan jumlah bungkus rokok yang mereka hisap per hari dan lamanya mereka merokok.

Berdasarkan kuesioner ini, peserta dibagi menjadi beberapa kelompok: perokok (bukan nol bungkus per tahun) dan bukan perokok (nol bungkus per tahun). Bungkus per tahun merupakan indikator paparan tembakau yang memperhitungkan durasi dan intensitas merokok. Kelompok perokok terdiri dari 3.292 orang, dan kelompok bukan perokok terdiri dari 6.842 orang.

Penelitian ini menggunakan FastSurfer, sebuah alur kerja pembelajaran mendalam yang telah teruji, untuk mengukur volume otak dari citra T1 3D. Model pembelajaran mendalam juga digunakan untuk melakukan segmentasi volume intrakranial (ICV).

Model regresi dilakukan terhadap perokok untuk menganalisis hubungan antara tahun pak dan volume otak:

• Model 1: disesuaikan dengan usia, jenis kelamin dan pusat studi;
• Model 2: dengan penyesuaian tambahan untuk BMI.

Hasil penelitian

Dibandingkan dengan bukan perokok, perokok lebih cenderung berjenis kelamin perempuan, Kaukasia, memiliki IMT lebih tinggi, berusia lebih tua, dan lebih sering menderita diabetes tipe 2 serta hipertensi. Rata-rata pak-tahun pada kelompok perokok adalah 11,93.

Perbandingan antar wilayah menunjukkan volume otak yang lebih rendah pada kelompok perokok. Analisis bivariat Pearson menunjukkan korelasi positif sedang antara IMT yang lebih tinggi dan pak-tahun yang lebih tinggi. Perbandingan model 1 dan 2 menunjukkan penurunan signifikansi statistik dan ukuran efek di 11 wilayah otak ketika BMI dikontrol, menunjukkan kemungkinan, tetapi belum terbukti, peran mediasi BMI dalam hubungan antara merokok dan atrofi otak.

Yang penting, bahkan setelah memperhitungkan BMI, perokok masih mengalami atrofi yang signifikan di beberapa daerah, termasuk area yang terkait dengan penyakit Alzheimer seperti hipokampus, korteks cingulate posterior, dan precuneus.

Kesimpulan

Studi ini menunjukkan bahwa individu dengan riwayat merokok dan jumlah pak-tahun yang lebih tinggi memiliki bukti atrofi otak. Hasil awal juga menunjukkan bahwa IMT mungkin berperan potensial dalam memediasi hubungan antara merokok dan kehilangan volume otak. Dengan demikian, obesitas dan merokok merupakan dua faktor risiko yang dapat dimodifikasi yang dapat digunakan di masa mendatang untuk mencegah demensia, termasuk AD.

Penelitian lebih lanjut diperlukan di masa mendatang untuk meneliti potensi efek mediasi dari hiperintensitas volume materi putih dan atrofi otak dalam konteks riwayat merokok.

Keunggulan utama studi ini terletak pada analisis kohort besar dengan riwayat merokok dan pencitraan struktural otak kuantitatif. Selain itu, volume otak di area yang terdampak patologi AD, seperti hipokampus, korteks cingulate posterior, dan precuneus, juga dapat diukur.

Terlepas dari kelebihannya, sifat studi cross-sectional membatasi kemampuan untuk menarik kesimpulan kausal. Selain itu, desainnya tidak mencakup tes kognitif atau biomarker AD seperti amiloid atau tau, sehingga membatasi kemampuan untuk secara langsung menghubungkan atrofi otak dengan demensia. Oleh karena itu, studi longitudinal diperlukan untuk mengonfirmasi peran IMT dalam hubungan ini.