DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2026.1680116
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41908279
تاريخ النشر: 2026-03-12
المؤلف: Abdullah Alqarni وآخرون
الموضوع الرئيسي: استجابات الإجهاد والكورتيزول
نظرة عامة
تسلط الأبحاث الضوء على العلاقة بين مستويات الكورتيزول المرتفعة واستقلاب الجلوكوز الدماغي، كما تم قياسه بواسطة FDG-PET، مع التركيز بشكل خاص على زيادة خطر نقص الاستقلاب في النساء. تشير هذه النتيجة إلى الحاجة إلى مزيد من التحقيق في التأثيرات المحددة للجنس للكورتيزول على استقلاب الدماغ، مع الأخذ في الاعتبار الفروق البيولوجية المعروفة في وظيفة محور الغدة النخامية-الكظرية (HPA).
تؤكد الدراسة على أهمية دمج الجنس البيولوجي في أبحاث مؤشرات مرض الزهايمر (AD)، داعية إلى تطوير استراتيجيات تدخل مصممة خصيصًا للجنس. وتدعو إلى دراسات طولية مستقبلية تشمل قياسات هرمونية مباشرة لاستكشاف ما إذا كان إدارة مستويات الكورتيزول يمكن أن تكون مفيدة للنساء بعد انقطاع الطمث المعرضات لخطر التدهور المعرفي.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التباينات الكبيرة في استقلاب الجلوكوز الدماغي بين الأفراد ذوي الإدراك الطبيعي، وضعف الإدراك المعتدل (MCI)، ومرض الزهايمر (AD)، مما يشير إلى آليات مرضية متميزة عبر طيف مرض الزهايمر. باستخدام تصوير الانبعاث البوزيتروني للجلوكوز الفلورو ديكسي (FDG-PET) مع المؤشر الإشعاعي 18F، تؤكد الدراسة على الدور الحاسم لاستقلاب الجلوكوز في مراقبة التدهور المعرفي في مرض الزهايمر. وتشير إلى أن عوامل الخطر المختلفة، بما في ذلك السمنة والسكري، شائعة في كل من الشيخوخة الطبيعية والأمراض العصبية مثل مرض الزهايمر، حيث يتميز مرض الزهايمر في مراحله المتأخرة بنقص استقلاب الدماغ المرتبط بتراكم الأميلويد-β (Aβ) والتشابكات العصبية.
تناقش الورقة أيضًا الفروق بين الجنسين في الملفات الأيضية، مشيرة إلى أن النساء عمومًا يظهرن استهلاكًا أفضل للجلوكوز في مناطق الدماغ المتعلقة بالذاكرة مقارنة بالرجال. ومع ذلك، تعاني النساء بعد انقطاع الطمث من انخفاض كبير في استقلاب الدماغ بسبب انخفاض مستويات الإستروجين، مما قد يسهم في زيادة حدوث مرض الزهايمر في النساء. تهدف الدراسة إلى التحقيق في دور الكورتيزول وعوامل الخطر القلبية الوعائية على نقص استقلاب الدماغ في مجموعة فرعية من المشاركين من طيف مرض الزهايمر، مع التأكيد على الحاجة إلى تحليلات مصنفة حسب الجنس لفهم التأثيرات المختلفة لهذه العوامل على صحة الدماغ بشكل أفضل. تسعى هذه الأبحاث إلى إبلاغ تقييمات المخاطر المستقبلية المحددة للجنس واستراتيجيات التدخل.
الطرق
استخدمت الأبحاث بيانات من قاعدة بيانات مبادرة تصوير الأعصاب لمرض الزهايمر (ADNI)، التي تعمل منذ عام 2003 لدراسة التقدم المعرفي عبر طيف مرض الزهايمر (AD) من خلال منهجيات مختلفة، بما في ذلك تصوير الأعصاب والتقييمات السريرية. قدم المشاركون موافقة مستنيرة، ووافقت الدراسة على الوصول إلى البيانات الديموغرافية والسريرية من ملف “ADNIMERGE”، الذي تضمن متغيرات مثل العمر، الجنس، التعليم، حالة بروتين الأبوليبوبروتين E4 (APOE4)، مستويات التاو الفسفوري (p-tau)، حجم الجمجمة، وقياسات FDG-PET. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على العلامات الحيوية، بما في ذلك ضغط الدم ومؤشر كتلة الجسم (BMI)، من ملف “Vital Signs”، بينما تم اشتقاق حالة السكري من ملف “ADSP Phenotype Harmonization Consortium”.
لتحليلات الكيمياء الحيوية، تم قياس مستويات الكورتيزول في البلازما باستخدام نظام Biocrates MxP Quant 500 Ultra Performance Liquid Chromatography، مع الالتزام بالمعيار الذهبي لتحليل هرمونات الستيرويد عبر الكروماتوغرافيا السائلة-مطيافية الكتلة (LC-MS/MS) لضمان الخصوصية. تم الحصول على مستويات الجلوكوز الصائم وملفات الدهون في المصل (HDL، LDL، الدهون الثلاثية) من ملف “ADMC Nightingale Platform NMR Analysis”، مع حساب الكوليسترول الكلي وفقًا لإرشادات جمعية القلب الأمريكية. تم استخراج معلومات عن استخدام الكحول وحالة التدخين من ملف “Medical History”. تم توثيق الإجراءات التفصيلية لجمع البيانات ومعالجتها في موارد ADNI.
النتائج
حللت الدراسة عينة من 822 مشاركًا مصنفين إلى ثلاثة ملفات معرفية: طبيعي إدراكي (CN)، ضعف إدراك معتدل (MCI)، ومرض الزهايمر (AD). تضمنت مجموعة CN 188 فردًا (105 رجال و83 امرأة) بمتوسط عمر 74.81 ± 6.41 سنة للرجال و72.85 ± 5.9 سنة للنساء. شملت مجموعة MCI 512 مشاركًا (286 رجلًا و226 امرأة)، بمتوسط أعمار 72.61 ± 7.003 سنة للرجال و71.52 ± 7.53 سنة للنساء. أخيرًا، تضمنت مجموعة AD 122 فردًا (78 رجلًا و44 امرأة)، بمتوسط أعمار 75.72 ± 8.32 سنة للرجال و75.58 ± 7.66 سنة للنساء.
تسلط هذه التفاصيل الديموغرافية الضوء على التنوع في الملفات المعرفية وتوزيعات الأعمار بين المشاركين، وهو أمر حاسم لفهم تداعيات نتائج الدراسة على الصحة المعرفية عبر مراحل مختلفة من التدهور المعرفي.
المناقشة
تحققت الدراسة في العلاقة بين عوامل الخطر الوعائية والهرمونية، وخاصة مستويات الكورتيزول، واستقلاب الجلوكوز الدماغي كما تم قياسه بواسطة تصوير الانبعاث البوزيتروني للجلوكوز الفلورو ديكسي (FDG-PET) في عينة من 822 مشاركًا من مبادرة تصوير الأعصاب لمرض الزهايمر (ADNI). تضمنت العينة أفرادًا ذوي إدراك طبيعي، وأولئك الذين يعانون من ضعف إدراك معتدل (MCI)، ومرض الزهايمر (AD). كشفت النتائج الرئيسية أن العمر، الكورتيزول، التاو الفسفوري (p-tau)، ووجود أليل APOE4 كانت مرتبطة سلبًا بقياسات FDG-PET، مما يشير إلى تدهور استقلاب الجلوكوز الدماغي عبر فئات التشخيص المعرفي. أوضح النموذج 28.1% من التباين في امتصاص FDG-PET، وهو ما يتماشى مع الطبيعة متعددة العوامل لاستقلاب الدماغ.
كشفت التحليلات المصنفة حسب الجنس أن مستويات الكورتيزول المرتفعة كانت مرتبطة بشكل كبير بنقص استقلاب الدماغ في النساء ولكن ليس في الرجال، مما يشير إلى تأثير هرموني أقوى في السكان الإناث. وعلى العكس، أظهرت ضغط الدم الانبساطي ارتباطات كبيرة فقط في الرجال. تتماشى هذه النتائج مع الأدبيات الموجودة حول الفروق بين الجنسين في محور الغدة النخامية-الكظرية (HPA) وتؤكد على الحاجة إلى نهج محدد للجنس في أبحاث مرض الزهايمر. تشمل القيود التصميم العرضي وغياب القياسات المباشرة للإستروجين، الذي قد يتوسط تأثيرات الكورتيزول. يجب أن تركز الدراسات المستقبلية على التصاميم الطولية والتوصيف الهرموني الشامل لتوضيح هذه العلاقات وآثارها على التدهور المعرفي في النساء بعد انقطاع الطمث.
DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2026.1680116
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41908279
Publication Date: 2026-03-12
Author(s): Abdullah Alqarni et al.
Primary Topic: Stress Responses and Cortisol
Overview
The research highlights the relationship between elevated cortisol levels and cerebral glucose metabolism, as measured by FDG-PET, particularly emphasizing the increased risk of hypometabolism in women. This finding suggests a need for further investigation into the sex-specific effects of cortisol on brain metabolism, considering established biological differences in hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis function.
The study underscores the importance of incorporating biological sex into Alzheimer’s disease (AD) biomarker research, advocating for the development of sex-tailored intervention strategies. It calls for future longitudinal studies that include direct hormonal measurements to explore whether managing cortisol levels could be beneficial for postmenopausal women who are at risk for cognitive decline.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant variations in cerebral glucose metabolism among individuals with normal cognition, mild cognitive impairment (MCI), and Alzheimer’s disease (AD), suggesting distinct pathological mechanisms across the AD spectrum. Utilizing fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) with the radiotracer 18F, the study underscores the critical role of glucose metabolism in monitoring cognitive decline in AD. It notes that various risk factors, including obesity and diabetes, are common to both normal aging and neurological diseases like AD, with late-stage AD characterized by pronounced brain hypometabolism linked to amyloid-β (Aβ) deposition and neurofibrillary tangles.
The paper also discusses sex differences in metabolic profiles, indicating that women generally exhibit better glucose consumption in memory-related brain regions compared to men. However, postmenopausal women experience a significant decline in brain metabolism due to reduced estrogen levels, which may contribute to a higher incidence of AD in women. The study aims to investigate the role of cortisol and cardiovascular risk factors on brain hypometabolism in a subset of participants from the Alzheimer’s Disease Spectrum, emphasizing the need for sex-stratified analyses to better understand the differential impacts of these factors on brain health. This research seeks to inform future sex-specific risk assessments and intervention strategies.
Methods
The research utilized data from the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) database, which has been operational since 2003 to study cognitive progression across the Alzheimer’s disease (AD) spectrum through various methodologies, including neuroimaging and clinical assessments. Participants provided informed consent, and the study accessed demographic and clinical data from the “ADNIMERGE” file, which included variables such as age, sex, education, Apolipoprotein E4 (APOE4) status, Phosphorylated tau (p-tau) levels, intracranial volume, and FDG-PET measurements. Additionally, vital signs, including blood pressure and body mass index (BMI), were sourced from the ‘Vital Signs’ file, while diabetes status was derived from the “ADSP Phenotype Harmonization Consortium” file.
For biochemical analyses, plasma cortisol levels were measured using the Biocrates MxP Quant 500 Ultra Performance Liquid Chromatography system, adhering to the gold standard of steroid hormone analysis via Liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) to ensure specificity. Fasting glucose and serum lipid profiles (HDL, LDL, triglycerides) were obtained from the “ADMC Nightingale Platform NMR Analysis” file, with total cholesterol calculated following American Heart Association guidelines. Information on alcohol use and smoking status was extracted from the “Medical History” file. Detailed procedures for data collection and processing are documented in the ADNI resources.
Results
The study analyzed a sample of 822 participants categorized into three cognitive profiles: cognitively normal (CN), mild cognitive impairment (MCI), and Alzheimer’s disease (AD). The CN group comprised 188 individuals (105 men and 83 women) with a mean age of 74.81 ± 6.41 years for men and 72.85 ± 5.9 years for women. The MCI group included 512 participants (286 men and 226 women), with mean ages of 72.61 ± 7.003 years for men and 71.52 ± 7.53 years for women. Lastly, the AD group consisted of 122 individuals (78 men and 44 women), with mean ages of 75.72 ± 8.32 years for men and 75.58 ± 7.66 years for women.
These demographic details highlight the diversity in cognitive profiles and age distributions among the participants, which is crucial for understanding the implications of the study’s findings on cognitive health across different stages of cognitive decline.
Discussion
The study investigated the relationship between vascular and hormonal risk factors, particularly cortisol levels, and cerebral glucose metabolism as measured by fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) in a sample of 822 participants from the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). The sample included cognitively normal individuals, those with mild cognitive impairment (MCI), and Alzheimer’s disease (AD). Key findings revealed that age, cortisol, phosphorylated tau (p-tau), and the presence of the APOE4 allele were negatively associated with FDG-PET measurements, indicating a decline in cerebral glucose metabolism across cognitive diagnostic categories. The model explained 28.1% of the variance in FDG-PET uptake, which is consistent with the multifactorial nature of brain metabolism.
Stratified analyses by sex revealed that elevated cortisol levels were significantly associated with brain hypometabolism in women but not in men, suggesting a stronger hormonal influence in the female population. Conversely, diastolic blood pressure showed significant associations only in men. These findings align with existing literature on sex differences in the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and underscore the need for sex-specific approaches in Alzheimer’s disease research. Limitations include the cross-sectional design and the lack of direct measures of estrogen, which may mediate cortisol’s effects. Future studies should focus on longitudinal designs and comprehensive hormonal profiling to further elucidate these relationships and their implications for cognitive decline in postmenopausal women.