Effect of controlled hypertension on cerebral white matter hyperintensity and cognitive function in older adults

Abstract

연구배경 및 목적: 고혈압은 인지장애의 위험인자이다. 또한, 고혈압은 대뇌백질고강도신호 (WMH)의 위험인자이고 WMH는 인지장애의 위험인자이지만, WMH의 고혈압과 인지기능간의 매개효과는 아직 충분히 검증된 적이 없다. 고혈압환자에서 WMH가 인지장애를 매개한다면, WMH의 존재나 크기는 인지장애를 판단할 수 있는 중요한 지표가 될 것이다. 하지만 건강한 노인의 WMH 확률지도 (WMHPM)나 WMHPM을 활용한 인지장애에 대한 연구는 아직까지 진행된바 없다. 본 연구에서는 두 개의 가설을 검증하고자 한다. 1) 비치매 노인에서의 WMH가 조절된 고혈압이 인지기능에 미치는 영향을 조정하는가? 2) WMHPM를 사용하여 추정된 WMH 나이가 조절된 고혈압 노인의 현재의 인지장애와 미래의 인지저하를 예측할 수 있는가? 연구방법: 본 연구는 주요 정신학적 또는 신경학적 질환이 없는 890명의 지역사회 거주 60세 이상의 비치매 노인을 대상으로 진행하였다. 그 중 368명이 2년후 추적검사를 하였다. WMHPM은 300명의 주요 정신학적 또는 신경학적 질환이 없고 인지기능이 정상인 건강한 60세 이상 지역사회 거주노인으로 구성하였다. 대상자의 혈압은 좌위 자세에서 자동혈압측정기를 이용하여 세 번 측정값의 평균값을 이용하였다. 조절된 고혈압 (cHT)은 고혈압병력이 있고 측정된 수축기 혈압이 140 mm Hg 미만이면서 이완기 혈압은 90 mm Hg 미만인 자로 정의하였다. 낮은 수축기 혈압 (LSBP)는 측정된 수축기 혈압이 110 mm Hg 이하인 자로 정의하였고, 낮은 이완기 혈압 (LDBP)는 측정된 이완기 혈압이 60 mm Hg 이하인 자로 정의하였다. 인지기능은 CERAD-K 신경심리검사, 전두엽기능평가, 숫자외우기 검사를 시행하였다. CERAD-TS 점수를 계산하였다. WMH 추출은 3.0T 액체감쇠역전회복 자기공명영상을 이용하였다. 개인의 WMH 영상과 5개의 연령대의 WMHPM 사이의 최저 편차 값을 계산하여 개인의 WMH 연령을 계산하였다. WMH연령이 실제연령과 같을 시 normal WMH 나이, 높을 시 older WMH 나이, 낮을 시 younger WMH 나이로 분류하였다. WMH가 고혈압이 인지기능에 미치는 영향을 조정하는지 Baron과 Kenny 방법으로 매개효과를 검증하였다. 로지스틱회귀분석을 이용하여 고혈압과 WMH나이가 인지장애에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과: cHT (p < .001), LSBP (p = .018)와 상호작용 (p < .001)은 WMH용적의 커짐과 관련이 있다. WMH용적은 인지기능의 낮은 수행점수와 관련이 있었다 (모든 인지검사: p < .001). WMH는 수축기 혈압이 1 mm Hg 감소할 때 인지기능점수가 0.016 ~ 0.030 포인트 감소하는 관계에 매개하였다. Younger 혹은 normal WMH 나이에 비해 older WMH 나이 군이 모든 인지기능 검사에서 낮은 수행능력을 보였다. (모든 인지검사: p < .001; DST: p = .002 for DST). cHT (p = .002), LSBP (p = .003), LDBP (p = .013), 상호작용 (p = .010)이 older WMH와 관련이 있었다. cHT군 중 older WMH 나이인 사람들은 정상혈압을 가진 normal 혹은 younger WMH 나이인 사람들에 비해 2년후 인지기능저하가 빠르고 경도인지장애가 발병할 확률이 8배 높았다. 결론: cHT 환자에서 LSBP는 WMH 용적을 증가시킴으로써 인지기능저하와 관련이 있었다. 건강한 노인의 WMHPM을 사용하면 임상환경에서 WMH 연령을 추정하여 인지저하 위험이 있는 고혈압환자를 구별해낼 수 있다.

Background and Objectives: Hypertension, even when controlled, is associated with cognitive impairment. Although hypertension is also associated with white matter hyperintensity (WMH) and WMH is associated with cognitive impairments, the mediation role of WMH in the association of hypertension with cognitive impairments has never been directly investigated. If WMH shows to mediate the cognitive impairments in participants with controlled hypertension, presence or volume of WMH may be a good biomarker of those who are at risk of cognitive impairments. However, neither the WMH probability map (WMHPM) of healthy older adults nor the predictive validity of WMH age estimated by WMHPM for cognitive impairments has been investigated. This study examined two main hypotheses; 1) Does cerebral WMH mediate the effect of controlled hypertension on cognitive function in nondemented older adults?; 2) Does WMH age estimated using the WMHPM predict current cognitive impairment and future cognitive decline in older adults with controlled hypertension? Methods: We recruited 890 community-dwelling nondemented Koreans aged 60 years or older; 505 from the participants of the Korean Longitudinal Study on Cognitive Aging and Dementia and 385 from the visitors to the Dementia Clinic of the Seoul National University Bundang Hospital. Among them, 368 participants completed 2-year follow-up assessment. We constructed WMHPM using 300 community-dwelling cognitively and physically healthy Koreans aged 60 years or older; 228 from the KLOSCAD and 72 from the Gwangju Alzheimers & Related Dementias Study. We defined controlled hypertension (cHT) as having history of hypertension, however, office-measured systolic blood pressure (SBP) less than 140 mm Hg and office-measured diastolic blood pressure (DBP) less than 90 mm Hg; low systolic blood pressure (LSBP) as having office-measured SBP of 110 mm Hg or below; low diastolic blood pressure (LDBP) as having office-measured DBP of 60 mm Hg or below. We measured blood pressure three times in a sitting position using an automated blood pressure monitoring device. We evaluated cognitive performance using the CERAD-K Neuropsychological Assessment Battery, Frontal Assessment Battery and Digit Span Test. We calculated Consortium to Establish a Registry for Alzheimer Disease neuropsychological battery total score (CERAD-TS). We segmented and quantified WMH from 3.0 Tesla fluid attenuated inversion recovery magnetic resonance images. We estimated WMH age using the WMHPM by calculating the lowest deviance between individuals WMH and each of the 5 age-banded WMHPMs. We classified the participants into three WMH age group; normal WMH age group whose WMH age is equal to their chronological age, younger WMH age group whose WMH age is younger than their chronological age, and the older WMH age group whose WMH age is older than their chronological age. We analyzed the mediation role of WMH on the effect of controlled hypertension on cognitive function using Baron and Kenny method of mediation analysis. We examined the effect of controlled hypertension and WMH age on the risk of incident mild cognitive impairment (MCI) using logistic regression analysis. Results: cHT (p < .001), LSBP (p = .018), and their interaction (p < .001) were associated with WMH volume, and WMH volume was associated with negative cognitive performance (p < .001 for all cognitive performance). WMH mediated the association of LSBP on the performance of neuropsychological tests with 1 mm Hg decrease of SBP affect 0.016 to 0.030 points decrease in various cognitive tests. Compared to the younger or normal WMH age groups, the older WMH age group performed worse in all neuropsychological tests (p = .002 for DST; p < .001 for other tests). cHT (p = .002), LSBP (p = .003), LDBP (p = .013) and their interaction (p = .010) were associated with older WMH age. The cHT with the older WMH age group showed the faster cognitive decline and 8 times higher risk of incident MCI after two years than normotensive participants with the normal or younger WMH age. Conclusion: In the cHT patients, LSBP was associated with worse cognitive performance by increasing WMH volume. If we use WMHPM of healthy older adults, we can identify older adults with controlled hypertension who are at risk of cognitive decline by estimating their WMH age in clinical settings.