Linking sarcopenia, brain structure and cognitive performance: a large-scale UK Biobank study

Abstract

La sarcopenia se refiere a la pérdida de masa y función muscular relacionada con la edad y está relacionada con el deterioro de la salud somática y cerebral, incluido el deterioro cognitivo y la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, las relaciones entre sarcopenia, estructura cerebral y cognición no se conocen bien. Aquí, investigamos las asociaciones entre los rasgos sarcopénicos, la estructura cerebral y el rendimiento cognitivo. Se incluyeron 33.709 participantes del Biobanco del Reino Unido (54,2% mujeres; rango de edad de 44 a 82 años) con imágenes de resonancia magnética estructural y de difusión, infiltración de grasa del músculo del muslo (n = 30.561) a partir de imágenes de resonancia magnética de cuerpo entero (indicador de calidad muscular) y rendimiento cognitivo general según lo indicado por el primer componente principal de un análisis de componentes principales en múltiples pruebas cognitivas (n = 22 530). De estos, 1.703 participantes calificaron para probable sarcopenia debido a su baja fuerza de prensión manual, y asignamos a los 32.006 participantes restantes al grupo sin sarcopenia. Utilizamos regresión lineal múltiple para probar cómo los rasgos sarcopénicos (sarcopenia probable versus no sarcopenia y porcentaje de infiltración de grasa del músculo del muslo) se relacionan con el rendimiento cognitivo y la estructura cerebral (espesor y área cortical, anisotropía fraccional de la sustancia blanca y volúmenes cerebrales profundos e inferiores). A continuación, utilizamos modelos de ecuaciones estructurales para probar si la estructura cerebral mediaba la asociación entre los rasgos sarcopénicos y cognitivos. Ajustamos todos los análisis estadísticos para detectar factores de confusión. Mostramos que los rasgos sarcopénicos (probable sarcopenia versus no sarcopenia e infiltración de grasa muscular) se asocian significativamente con un menor rendimiento cognitivo y diversas medidas de imágenes de resonancia magnética cerebral. En la probable sarcopenia, para las regiones cerebrales incluidas, observamos una anisotropía fraccional de sustancia blanca significativamente más baja y generalizada (77,1% de los tractos), volúmenes cerebrales regionales predominantemente más bajos (61,3% de los volúmenes) y un espesor cortical más delgado (37,9% de las parcelaciones), con | r| tamaños del efecto en (0.02, 0.06) y valores de P en (0.0002, 4.2e-29). Por el contrario, observamos asociaciones significativas entre una mayor infiltración de grasa muscular y un espesor cortical más delgado y generalizado (76,5% de las parcelaciones), una menor anisotropía fraccional de la sustancia blanca (62,5% de los tractos) y volúmenes cerebrales predominantemente más bajos (35,5% de los volúmenes), con |r | tamaños del efecto en (0.02, 0.07) y valores de P en (0.0002, 1.9e-31). Las regiones que mostraron los tamaños de efecto más significativos en la corteza, la materia blanca y los volúmenes fueron las del sistema sensoriomotor. El análisis de modelos de ecuaciones estructurales reveló que las regiones sensoriomotoras del cerebro median el vínculo entre los rasgos sarcopénicos y cognitivos [sarcopenia probable: valores de P en (0,0001, 1,0e-11); infiltración de grasa muscular: valores de P en (7.7e-05, 1.7e-12)]. Nuestros hallazgos muestran asociaciones significativas entre los rasgos sarcopénicos, la estructura cerebral y el rendimiento cognitivo en una población de adultos de mediana edad y mayores. Los análisis de mediación sugieren que la estructura cerebral regional media la asociación entre los rasgos sarcopénicos y cognitivos, con posibles implicaciones para el desarrollo y la prevención de la demencia.