COPD-bezogene Physiologie und das Gehirn

Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist die dritthäufigste Ursache für Morbidität und Mortalität in den USA mit zunehmender Prävalenz bei älteren Erwachsenen. Die Auswirkungen von COPD auf das Gehirn sind ein Bereich von wachsendem Forschungsinteresse. Erstaunliche 40-60 % der COPD-Patienten haben kognitive Beeinträchtigungen, einschließlich Defiziten in der Exekutivfunktion (z. B. Entscheidungsfindung), Verarbeitungsgeschwindigkeit und Gedächtnis. Eine intakte Kognition ist entscheidend für die unabhängige Bewältigung täglicher Aufgaben (z. B. Medikamente und Geldmanagement). Da es derzeit keine Behandlungen gibt, um eine einmal vorhandene kognitive Beeinträchtigung vollständig rückgängig zu machen, ist es wichtig, den Beginn zu verhindern und zu verzögern. Angesichts der hohen Prävalenz von COPD sollte das Verständnis, wie COPD ein erhöhtes Risiko für kognitive Beeinträchtigungen mit sich bringt, eine der obersten Prioritäten für die öffentliche Gesundheit sein. Es besteht ein dringender Bedarf, potenziell modifizierbare physiologische Merkmale von Personen mit einer frühen COPD-bedingten Pathophysiologie zu identifizieren, bei denen das Risiko besteht, dass sie Hirnanomalien entwickeln. Die frühesten Veränderungen, die bei COPD auftreten, werden durch eine verstärkte chronische Entzündungsreaktion verursacht, die eine Erkrankung der kleinen Atemwege in der Lunge und Gefäßanomalien umfasst. Die COPD-bezogene Lungenpathophysiologie kann kontinuierlich gemessen werden und ist von der Rauchmenge trennbar. Diese physiologischen Veränderungen treten häufig bei Personen auf, die die traditionellen Kriterien für die COPD-Diagnose nicht erfüllen und noch keine signifikanten klinischen Symptome gezeigt haben. Wir schlagen vor, dass chronische Raucher, die anfällig für COPD sind und Hinweise auf eine COPD-bedingte Lungenpathophysiologie im Lungen-CT aufweisen, auch vaskuläre Dysfunktionen (insbesondere Steifigkeit der Zentralarterie) erleiden, die zu strukturellen Hirnanomalien und kognitiven Beeinträchtigungen beitragen. Das vorgeschlagene Projekt wird: 1) die Auswirkungen neuartiger physiologischer Mechanismen auf das Gehirn bei COPD modellieren, 2) sich auf Veränderungen in der Gehirnstruktur und -funktion in einem frühen Stadium der COPD-Entwicklung konzentrieren, indem Raucher einbezogen werden, die Hinweise auf eine frühe COPD-bezogene Lungenpathophysiologie haben, aber nicht die traditionellen Kriterien für COPD erfüllen und 3) fortschrittliche Technologie zur Beurteilung der Lunge (Lungen-CT) und des Gehirns (MRT) verwenden. Wir werden Teilnehmer mit vorhandenem Lungen-CT aus laufenden NIH-Projekten rekrutieren, um pulmonale und vaskuläre Messungen, kognitive Beurteilungen und MRT des Gehirns durchzuführen. Das Projekt ist äußerst multidisziplinär und nutzt einzigartige Ressourcen an der University of Iowa, darunter das Institute for Clinical and Translational Science, das Translational Human Vascular Physiology Lab, das Iowa Neuroimaging Consortium und das Iowa Comprehensive Lung Imaging Center.