Cercetătorii identifică variabilitatea ritmului pulsului care poate prezice un declin cognitiv mai rapid la adulții în vârstă

Un studiu publicat în 2024, realizat de cercetători de la Rush Alzheimer's Disease Center și Mass General Brigham, explorează o conexiune emergentă între funcția autonomă cardiacă și declinul cognitiv. Studiul demonstrează că o variabilitate mai scăzută și mai puțin complexă a ritmului pulsului pe timpul somnului este asociată cu o scădere mai rapidă a funcțiilor cognitive la adulții în vârstă.
S-a demonstrat că bolile cardiovasculare și factorii lor de risc sunt legați de demență și declin cognitiv. Sistemul nervos autonom, care reglează funcția cardiovasculară, joacă un rol central în acest proces. Dintre metodele non-invazive de evaluare a acestuia, variabilitatea ritmului cardiac (VRC) este una dintre cele mai utilizate, iar recent a fost extinsă și la variabilitatea ritmului pulsului (VRP) prin tehnologii precum fotopletismografia.

Un indicator emergent pentru evaluarea complexității sistemului autonom este entropia distribuției – o măsură non-liniară care reflectă gradul de impredictibilitate și, implicit, de sănătate funcțională a sistemului autonom. Această complexitate este esențială pentru adaptabilitate fiziologică și reziliență la stres. În ciuda progreselor, puține studii longitudinale au examinat impactul acestei complexități cardiace asupra declinului cognitiv în populația generală.

Despre studiu

Cercetarea a folosit date din proiectul Rush Memory and Aging Project (MAP), care urmărește longitudinal sănătatea cognitivă a persoanelor în vârstă. Dintr-un total de 764 de participanți eligibili, 503 persoane (vârstă medie: 82,4 ani; 76,3% femei) au fost incluse în analiza finală, având date valide de fotopletismografie nocturnă și evaluări cognitive repetate (durată medie de urmărire: 3,9 ani).

Măsurătorile au fost efectuate cu dispozitivul Itamar WatchPAT 300, care colectează semnale de puls în timpul somnului. Din aceste semnale au fost extrase serii temporale ale intervalelor dintre bătăile pulsului, pe baza cărora s-a calculat entropia distribuției într-o fereastră de analiză între orele 00:00 și 05:00, când majoritatea participanților dormeau.

Evaluarea cognitivă a inclus 19 teste standardizate acoperind cinci domenii: memorie episodică, memorie de lucru, memorie semantică, funcție vizuo-spațială și viteză perceptivă. Au fost calculate scoruri z-standardizate pentru fiecare domeniu și un scor cognitiv global.

Modelele statistice utilizate (efecte mixte liniare) au evaluat relația dintre entropia distribuției (standardizată) și rata declinului cognitiv, ajustând pentru numeroși factori de confuzie: vârstă, sex, educație, boli cardiovasculare, utilizare de medicamente antihipertensive, statusul APOE ε4, caracteristici ale somnului, depresie și anxietate.

Rezultate

•  Entropia distribuției a avut o medie de 0,30 (SD = 0,09), fără corelații semnificative cu vârsta, educația sau numărul de boli vasculare. A fost mai mare la bărbați decât la femei.
•  Un nivel mai mare de entropie a fost asociat cu o rată mai lentă de declin cognitiv global:

• O creștere cu 1 SD a entropiei a fost echivalentă cu o încetinire a declinului cognitiv similară cu a fi cu \~3 ani mai tânăr.
• Efectul a rămas semnificativ după ajustarea pentru toți covariații (P < 0,05, corectat FDR).

•  În analizele de sensibilitate (excluderea cazurilor cu apnee severă sau boli cardiovasculare), rezultatele au fost coerente, întărind robustețea asocierii.
•  Asocierea a fost mai evidentă pentru memoria semantică (P = 0,031) și, într-o măsură mai mică, pentru memoria episodică.
•  Măsurile convenționale de VRP (media intervalelor pulsului, SD, HFnu) nu au fost asociate semnificativ cu declinul cognitiv în modelele principale, subliniind superioritatea entropiei distribuției.

Discuție

Aceste rezultate susțin ipoteza conform căreia scăderea complexității semnalului autonom cardiac, reflectată printr-o entropie mai mică a pulsului în timpul somnului, prezice declinul cognitiv. Entropia distribuției pare a fi un marker fiziologic sensibil pentru integritatea sistemului autonom, mai performant decât măsurile clasice VRC/VRP.

Legătura dintre sistemul nervos autonom și cogniție ar putea fi mediată de mai multe mecanisme:

•  Stresul cronic, care dezechilibrează reglarea autonomă și afectează regiuni precum hipocampul;
•  Fluxul sangvin cerebral, reglat prin baroreflex și influențat de sistemul nervos autonom, critic pentru livrarea de oxigen și nutrienți la nivel cerebral;
•  Somnul și ritmurile circadiene, care influențează atât sistemul nervos autonom, cât și sănătatea cognitivă și clearance-ul de proteine neurotoxice (ex. beta-amiloid).

Astfel, entropia distribuției poate deveni un instrument promițător pentru stratificarea riscului de declin cognitiv, oferind informații obiective din date fiziologice colectate pasiv, la domiciliu.

Concluzii

Acest studiu longitudinal pe un eșantion larg de vârstnici arată că o complexitate scăzută a variabilității pulsului, măsurată prin entropia distribuției, este asociată cu un declin cognitiv accelerat. Rezultatele rămân semnificative chiar și după ajustarea pentru factori vasculari, caracteristici ale somnului, depresie și anxietate.

Studiul susține utilizarea entropiei distribuției ca biomarker non-invaziv al funcției autonome și predictor al declinului cognitiv. Validarea acestor constatări în alte cohorte și folosirea ECG pentru comparație ar putea aduce dovezi suplimentare pentru includerea sa în programele de screening și monitorizare cognitivă la adulții în vârstă.