DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2024.1309482
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38435057
تاريخ النشر: 2024-02-16
المؤلف: Dongming Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الوظائف الشمية والحسية
نظرة عامة
مرض الزهايمر (AD) هو شكل شائع من الخرف يؤثر على حوالي 32 مليون شخص في جميع أنحاء العالم، مما يبرز الحاجة الملحة لأساليب الكشف المبكر. من بين المؤشرات الحيوية الحسية المختلفة، ظهرت خلل الشم كمؤشر مبكر واعد لمرض الزهايمر، حيث غالبًا ما يسبق العجز المعرفي مثل ضعف الإدراك المعتدل (MCI) والانخفاض المعرفي الذاتي (SCD) لعدة سنوات. ترتبط العيوب في التعرف على الروائح ارتباطًا وثيقًا بالأعراض السريرية والتغيرات العصبية المرضية في مرض الزهايمر، مما يجعل التقييمات الشمية—سواء السلوكية أو من خلال التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للشم (fMRI)—أدوات قيمة لتقييم العمليات التنكسية العصبية.
تشير الأدبيات الحديثة إلى أن التغيرات الشمية الطفيفة يمكن أن تشير إلى بداية المرحلة البادرية لمرض الزهايمر، حيث تميز قدرات التعرف على الروائح بفعالية بين الأفراد ذوي الإدراك الطبيعي وأولئك المعرضين لخطر مرض الزهايمر. بينما توجد تقييمات ذاتية وموضوعية لوظيفة الشم، فإن حساسيتها وخصوصيتها بحاجة إلى تحسين. تكشف دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي والوظيفي عن ضمور كبير وأنماط تنشيط غير طبيعية في مناطق الدماغ المرتبطة بالشم، لا سيما في قشرة الحُصين الحصين، عبر مراحل مختلفة من مرض الزهايمر. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى تعزيز فهم دور خلل الشم في تقدم مرض الزهايمر وعلاقته بمؤشرات حيوية أخرى، مما يؤدي في النهاية إلى تحسين طرق الفحص لمرض الزهايمر قبل السريري.
مقدمة
مرض الزهايمر (AD) هو السبب الرئيسي للخرف بين كبار السن، ويتميز بفقدان الذاكرة، وضعف اللغة، والانخفاض المعرفي. يؤثر حاليًا على حوالي 6.7 مليون فرد في الولايات المتحدة و32 مليون على مستوى العالم، مع توقعات تشير إلى تضاعف حالات الخرف في أوروبا وتضاعفها ثلاث مرات على مستوى العالم بحلول عام 2050. العبء الاجتماعي والاقتصادي لمرض الزهايمر كبير، حيث يُقدّر بـ 9.12 تريليون دولار. وقد حددت الدراسات الجينومية الحديثة مواقع ومخاطر جينية رئيسية، إلى جانب الجين المعروف بروتين الأبوليبوبروتين E (APOE)، مما يساهم في فهمنا لعلم الأمراض المعقد لمرض الزهايمر. على الرغم من التقدم في فهم آلية حدوثه، والتشخيص، والعلاج، لا تزال العلاجات الفعالة محدودة، مما يستدعي التركيز على الفحص المبكر والتدخل خلال المرحلة قبل السريرية من المرض.
تتميز المرحلة قبل السريرية من مرض الزهايمر بوجود تغييرات مرضية دون وجود ضعف إدراكي كبير يمكن اكتشافه من خلال الاختبارات القياسية. قد يكون الانخفاض المعرفي الذاتي (SCD) مؤشرًا مبكرًا لمرض الزهايمر، مما يبرز الحاجة إلى الفحص الاستباقي في الفئات المعرضة للخطر. وقد أكدت الأبحاث الحديثة على خلل الشم كمؤشر حسي بارز في مرض الزهايمر، مرتبطًا بالانخفاض المعرفي والتنكس العصبي في مناطق الدماغ الرئيسية. تُظهر التقدمات في تقنيات تقييم الشم، بما في ذلك الاختبارات السلوكية والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للشم (fMRI)، وعدًا للكشف المبكر عن مرض الزهايمر البادري. يهدف هذا المقال إلى مراجعة خصائص خلل الشم ضمن تسلسل مرض الزهايمر، والمرض العصبي المرتبط، والأدبيات الحالية حول تقييمات الشم، مع مناقشة التحديات والتطبيقات للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في هذا السياق.
مناقشة
تسلط المناقشة الضوء على العلاقة المعقدة بين خلل الشم ومرض الزهايمر (AD)، مشددة على أن ضعف الشم هو مؤشر مبكر هام على العمليات التنكسية العصبية. يبرز ارتباط نظام الشم بالنظام الحوفي دوره في البقاء والذاكرة، حيث يمكن أن ينشأ الخلل من عوامل متعددة، بما في ذلك الشيخوخة، والأمراض التنكسية العصبية، والسموم البيئية. ومن الجدير بالذكر أن وجود أليل APOEε4 مرتبط بوظيفة الشم الضعيفة وزيادة خطر مرض الزهايمر. تناقش الورقة كيف يمكن أن تظهر العيوب الشمية مبكرًا في عملية المرض، وغالبًا ما تسبق الانخفاض المعرفي، وكيف ترتبط بمؤشرات حيوية تنكسية عصبية مثل ضمور القشرة الشمية وعبء الأميلويد.
علاوة على ذلك، يتناول القسم خصائص خلل الشم في الفئات التي تعاني من ضعف الإدراك المعتدل (MCI) والانخفاض المعرفي الذاتي (SCD). تشير الدراسات إلى أن عيوب التعرف على الروائح شائعة في MCI ويمكن أن تتنبأ بالانخفاض المعرفي بشكل أكثر فعالية من التقييمات التقليدية للذاكرة. تشير النتائج إلى أن وظيفة الشم قد تكون مؤشرًا حيويًا قيمًا للتشخيص المبكر والتفريق بين أنواع مرض الزهايمر. كما تلاحظ المناقشة أن الأدلة من التصوير العصبي والفيزيولوجيا الكهربائية تدعم الارتباط بين خلل الشم والتغيرات التنكسية العصبية الأساسية، مما يعزز إمكانية تقييمات الشم في مراقبة تقدم المرض وتعزيز استراتيجيات التدخل المبكر.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2024.1309482
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38435057
Publication Date: 2024-02-16
Author(s): Dongming Liu et al.
Primary Topic: Olfactory and Sensory Function Studies
Overview
Alzheimer’s disease (AD) is a widespread form of dementia affecting approximately 32 million people worldwide, highlighting the critical need for early detection methods. Among various sensory biomarkers, olfactory dysfunction has emerged as a promising early indicator of AD, as it often precedes cognitive impairments such as mild cognitive impairment (MCI) and subjective cognitive decline (SCD) by several years. Impairments in olfactory identification are closely associated with clinical symptoms and neuropathological changes in AD, making olfactory assessments—both behavioral and through olfactory functional magnetic resonance imaging (fMRI)—valuable tools for evaluating neurodegenerative processes.
Recent literature indicates that subtle olfactory changes can signal the onset of the prodromal phase of AD, with olfactory identification abilities effectively distinguishing between cognitively normal individuals and those at risk for AD. While subjective and objective assessments of olfactory function exist, their sensitivity and specificity need improvement. Structural and functional MRI studies reveal significant atrophy and abnormal activation patterns in brain regions associated with olfaction, particularly in the parahippocampal cortex and hippocampus, across different stages of AD. Future research should aim to enhance the understanding of olfactory dysfunction’s role in AD progression and its correlation with other biomarkers, ultimately refining screening methods for preclinical AD.
Introduction
Alzheimer’s disease (AD) is the leading cause of dementia among the elderly, characterized by memory loss, language impairment, and cognitive decline. It currently affects approximately 6.7 million individuals in the United States and 32 million globally, with projections indicating a doubling of dementia cases in Europe and a tripling worldwide by 2050. The socioeconomic burden of AD is substantial, estimated at $9.12 trillion. Recent genomic studies have identified key risk loci and genes, alongside the well-known apolipoprotein E (APOE) gene, contributing to our understanding of AD’s complex etiology. Despite advancements in the understanding of its pathogenesis, diagnosis, and treatment, effective therapies remain limited, necessitating a focus on early screening and intervention during the preclinical phase of the disease.
The preclinical stage of AD is marked by the presence of pathological changes without significant cognitive impairment detectable by standardized tests. Subjective cognitive decline (SCD) may serve as an early indicator of AD, highlighting the need for proactive screening in at-risk populations. Recent research has emphasized olfactory dysfunction as a prominent sensory marker in AD, correlating with cognitive decline and neurodegeneration in key brain regions. Advances in olfactory assessment techniques, including behavioral tests and olfactory functional magnetic resonance imaging (fMRI), show promise for early detection of prodromal AD. This article aims to review the characteristics of olfactory dysfunction within the AD continuum, the associated neuropathology, and the current literature on olfactory assessments, while discussing the challenges and applications of fMRI in this context.
Discussion
The discussion highlights the intricate relationship between olfactory dysfunction and Alzheimer’s disease (AD), emphasizing that olfactory impairment is a significant early indicator of neurodegenerative processes. The olfactory system’s connection to the limbic system underscores its role in survival and memory, with dysfunction potentially arising from various factors, including aging, neurodegenerative diseases, and environmental toxins. Notably, the presence of the APOEε4 allele is correlated with impaired olfactory function and increased AD risk. The paper discusses how olfactory deficits can manifest early in the disease process, often preceding cognitive decline, and how they are linked to neurodegenerative biomarkers such as entorhinal cortex atrophy and amyloid burden.
Furthermore, the section elaborates on the characteristics of olfactory dysfunction in populations with mild cognitive impairment (MCI) and subjective cognitive decline (SCD). Studies indicate that olfactory identification deficits are prevalent in MCI and can predict cognitive decline more effectively than traditional memory assessments. The findings suggest that olfactory function may serve as a valuable biomarker for early diagnosis and differentiation of AD subtypes. The discussion also notes that neuroimaging and electrophysiological evidence support the association between olfactory dysfunction and underlying neurodegenerative changes, reinforcing the potential of olfactory assessments in monitoring disease progression and enhancing early intervention strategies.