Studie bringt 76 Umwelt- und Lebensstilfaktoren mit Demenzrisiko bei fast 500.000 Erwachsenen in Verbindung

Ein umfassenderes Bild des Demenzrisikos

Eine Studie mit 499.992 Teilnehmenden der UK Biobank hat 76 Umwelt-, Lebensstil- und soziale Faktoren mit Demenz in Verbindung gebracht. Sie bündelt Zusammenhänge mit Luftverschmutzung, Schlaf, Beschäftigung, Wohnverhältnissen und körperlicher Aktivität. Während einer medianen Nachbeobachtungszeit von 15,3 Jahren entwickelten 8.881 Teilnehmende eine Demenz, darunter 4.000, bei denen Alzheimer diagnostiziert wurde.

Die Forschenden untersuchten 193 Expositionen, statt sich auf eine kleine Auswahl bekannter Gesundheitsgewohnheiten zu beschränken. Von den 76 Faktoren, die mit Alzheimer und verwandten Demenzerkrankungen in Verbindung standen, waren 45 mit einem höheren und 31 mit einem niedrigeren Risiko verknüpft. Eine separate Analyse ermittelte 34 Faktoren, die speziell mit Alzheimer zusammenhingen.

Das Team fasste die Expositionsdaten außerdem in einem Exposom-Risikoscore zusammen. Teilnehmende im höchsten Viertel dieses Scores hatten ein fast dreimal so hohes relatives Demenzrisiko wie jene im niedrigsten Viertel. Dieser Befund beschreibt ein Muster über mehrere Faktoren hinweg, nicht die Wirkung eines einzelnen Lebensmittels, einer Gewohnheit oder einer Wohnsituation.

Die zentrale Einschränkung lautet: Ein Zusammenhang belegt keine Ursache-Wirkungs-Beziehung. Die Studie kann nicht zeigen, dass Käseessen Demenz verhindert, das Mieten einer Wohnung sie verursacht oder eine Veränderung einzelner Faktoren den beobachteten Unterschied zwischen den Gruppen hervorrufen würde.

Was die Forschenden untersucht haben

Die von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Harvard T.H. Chan School of Public Health, der Harvard Medical School und kooperierenden Einrichtungen geleitete Studie wurde am 29. September in Alzheimer's & Dementia veröffentlicht. Die Harvard Medical School stellte die Ergebnisse am 8. Oktober vor.

Chenshuang Li, Postdoktorandin an der Harvard Chan School, war Erstautorin. Peng Gao, Assistenzprofessor für Umweltgesundheit und Exposomik, sowie Chirag Patel von der Harvard Medical School waren die korrespondierenden Autoren. Die Studienankündigung der Harvard Chan School bezeichnet die Arbeit als umfassende systematische Untersuchung von Umweltexpositionen und Demenz.

Die Forschenden führten eine exposomweite Assoziationsstudie anhand der im Zeitverlauf erhobenen Gesundheits-, Genetik- und Lebensstildaten der UK Biobank durch. In der Ankündigung werden Patel und Gao als gemeinsame Seniorautoren genannt.

Bei diesem Ansatz wird das Exposom untersucht, also die Gesamtheit der Umwelteinflüsse, denen Menschen im Laufe ihres Lebens begegnen. Der Begriff umfasst hier sowohl soziale und verhaltensbezogene Umstände als auch Stoffe in der Luft oder im unmittelbaren Umfeld. Die Forschenden ordneten die Expositionen fünf Bereichen zu:

• Chemische Expositionen, darunter Luftschadstoffe und die Einnahme von Medikamenten.
• Physische Expositionen wie Lärm.
• Lebensstilfaktoren wie Ernährung, Bewegung und Schlaf.
• Soziale Bedingungen, darunter Bildung und wirtschaftliche Verhältnisse.
• Ökosysteme, einschließlich des Zugangs zu Grünflächen.

Diese Kategorien beschreiben, was die Studie untersucht hat. Sie bedeuten nicht, dass jedes darin genannte Beispiel mit Demenz in Verbindung stand.

Wirtschaftliche Verhältnisse stachen hervor

Arbeitslosigkeit war im Vergleich zu Beschäftigung mit einem um 72 % höheren Demenzrisiko verbunden, finanzielle Schwierigkeiten mit einem um 39 % höheren Risiko. Auch ein niedrigerer Bildungsabschluss und die Wohnsituation, darunter das Mieten statt Besitzen einer Wohnung, waren mit einem höheren Risiko verknüpft.

Umgekehrt waren ein höheres Haushaltseinkommen und das Zusammenleben mit einem Ehe- oder Lebenspartner mit einem niedrigeren Risiko verbunden. Beim Zusammenleben mit einem Partner lag der Zusammenhang bei einer Verringerung um 22 %. Dabei handelt es sich um relative Vergleiche zwischen Gruppen, nicht um Veränderungen in Prozentpunkten der individuellen Wahrscheinlichkeit, an Demenz zu erkranken.

Das Ergebnis zur Wohnsituation muss besonders vorsichtig interpretiert werden. Mieten kann mit Einkommen, Wohnqualität und anderen Umständen zusammenhängen, die ihrerseits für die Gesundheit relevant sein können. Die Analyse belegt weder, dass Wohneigentum das Gehirn schützt, noch dass der Kauf einer Wohnung das Demenzrisiko senken würde.

Dieselbe Schwierigkeit besteht bei den sozialen Befunden insgesamt. Bildung, Beschäftigung, Einkommen und Gesundheit hängen miteinander zusammen. Ihre gemeinsame Untersuchung erweitert das Bild der Risikofaktoren, trennt den jeweiligen Beitrag jedoch nicht vollständig voneinander.

Schadstoffe und Medikamente sind unterschiedlich zu interpretieren

Eine stärkere Stickstoffdioxidbelastung war mit einem höheren Demenzrisiko verbunden. Stickstoffdioxid ist ein Luftschadstoff, der durch Fahrzeugabgase und die Verbrennung von Brennstoffen entsteht. Der Befund ist daher sowohl für die Wohnumgebung als auch für das persönliche Verhalten relevant.

Auch die Einnahme einer größeren Zahl von Medikamenten war mit einem höheren Risiko verbunden. Die Forschenden warnten jedoch davor, dies als direkte Wirkung der Medikamente zu interpretieren. Wer mehrere Arzneimittel einnimmt, leidet möglicherweise an verschiedenen chronischen Erkrankungen. Die Zahl der Medikamente kann somit die zugrunde liegenden Krankheiten und einen komplexeren Gesundheitsbedarf widerspiegeln.

Diese Befunde zeigen, warum ähnlich aussehende statistische Ergebnisse unterschiedliche Erklärungen erfordern können. Luftverschmutzung ist eine Umweltexposition, während die Medikamenteneinnahme ein Hinweis auf bereits bestehende Krankheiten sein kann. Die Studie liefert keinen Grund, eine verordnete Behandlung abzusetzen, um das Demenzrisiko zu senken.

Schlaf und Bewegung zeigten gegenläufige Muster

Aktuelles Rauchen, riskanter Alkoholkonsum, häufiges Einnicken am Tag und ungewöhnlich kurze oder lange Schlafdauer waren mit einem höheren Demenzrisiko verbunden. Die Schlafbefunde bezogen sich auf eine Schlafdauer von weniger als etwa sieben beziehungsweise mehr als etwa acht Stunden pro Nacht.

Körperliche Aktivitäten wie Spazierengehen zum Vergnügen, andere Formen der Bewegung, Gartenarbeit sowie anstrengende Haus- und Hofarbeiten waren mit einem niedrigeren Risiko verbunden. Die Beispiele gehen über gezieltes Training hinaus und schließen Bewegung ein, die zum Alltag gehören kann.

Auch bei Schlaf und Bewegung ist die Richtung eines Zusammenhangs schwer zu bestimmen. Frühe kognitive Veränderungen können beeinflussen, wie lange jemand schläft, ob die Person tagsüber einnickt und wie aktiv sie ist, noch bevor eine Demenz diagnostiziert wird.

Diese Möglichkeit wird umgekehrte Kausalität genannt: Eine beginnende Erkrankung verändert das gemessene Verhalten, statt dass das Verhalten die Erkrankung verursacht. Die Forschenden nannten dies als einen Grund, warum weitere Untersuchungen nötig sind, bevor die Zusammenhänge als Ansatzpunkte für Prävention gelten können.

Befunde zu Ernährung und Geräten sind keine Empfehlungen

Ein häufigerer Verzehr von Käse und Geflügel war mit einem niedrigeren Demenzrisiko verbunden, während der vollständige Verzicht auf Eier mit einem höheren Risiko einherging. Auch eine längere Computernutzung und häufigere Handynutzung waren mit einem niedrigeren Risiko verknüpft.

Diese Ergebnisse erregen Aufmerksamkeit, belegen aber nicht, dass mehr Käse in der Ernährung oder mehr Zeit am Handy vor Demenz schützt. Ernährungsgewohnheiten und die Nutzung von Technik können mit Bildung, Einkommen, anderen Ernährungsgewohnheiten und dem bestehenden Gesundheitszustand einer Person zusammenhängen.

Dieses Problem wird als Confounding bezeichnet. Ein weiterer Faktor kann sowohl die untersuchte Exposition als auch die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung beeinflussen und dadurch die Interpretation eines Zusammenhangs erschweren. Unterschiede in den sozioökonomischen Verhältnissen könnten beispielsweise einen Zusammenhang mit der Gerätenutzung erklären, ohne dass das Gerät selbst einen Schutz bietet.

Die Studie liefert daher Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen, keine Einkaufsliste und keine Empfehlung zur Bildschirmzeit. Ihr umfassenderer Beitrag besteht darin, diese alltäglichen Verhaltensweisen gemeinsam mit sozialen Bedingungen und Umweltexpositionen in einer Analyse zu betrachten.

Was der kombinierte Risikoscore zeigt

Der Exposom-Risikoscore führte Informationen zu Lebensstil, wirtschaftlichen Verhältnissen und Umwelt zusammen, um Gruppen mit unterschiedlichem Demenzrisiko zu unterscheiden. Im Vergleich zum niedrigsten Viertel war das Risiko im zweiten Viertel 1,43-mal so hoch, im dritten 1,83-mal und im höchsten Viertel 2,97-mal so hoch.

Als relative Erhöhungen ausgedrückt entsprechen diese Vergleiche 43 %, 83 % und 197 %. Die Abstufung deutet darauf hin, dass das kombinierte Expositionsprofil nützliche Informationen über Risiko-Unterschiede innerhalb der Studienpopulation enthielt.

Damit lässt sich nicht die absolute Wahrscheinlichkeit bestimmen, mit der eine einzelne Person an Demenz erkrankt. In der gesamten Kohorte entsprechen 8.881 Diagnosen unter 499.992 Teilnehmenden etwa 1,8 % der Teilnehmenden während der Nachbeobachtungszeit. Dieser einfache Anteil beschreibt nicht das Risiko in einer bestimmten Score-Gruppe und darf nicht mit den Score-Verhältnissen multipliziert werden, um die persönlichen Chancen einer Person zu schätzen.

Diese Unterscheidung ist wichtig, weil ein relativer Vergleich und eine absolute Wahrscheinlichkeit unterschiedliche Fragen beantworten. Ein fast dreimal so hohes Risiko bedeutet weder, dass Demenz in der Gruppe mit dem höchsten Score unvermeidlich war, noch benennt es eine einzelne Exposition als Ursache des Unterschieds.

Die Vorhersage wurde verbessert, doch eine klinische Nutzung ist nicht belegt

Die Ergänzung um Umwelt- und Lebensstilfaktoren verbesserte ein Vorhersagemodell, das auf demografischen Informationen wie Alter und Geschlecht sowie dem APOE-Genotyp beruhte. APOE ist ein Gen, dessen Varianten die Anfälligkeit für Alzheimer beeinflussen können. Eine genetische Veranlagung ist weder eine Diagnose noch die Gewissheit, dass die Krankheit ausbrechen wird.

Das Modell wurde anhand getrennter Teile des Datensatzes der UK Biobank entwickelt und geprüft. Das ist eine sinnvolle Überprüfung innerhalb der Studie, doch beide Teile stammten aus derselben zugrunde liegenden Population.

Nach Angaben der Forschenden muss der Score noch in anderen, vielfältigeren Populationen validiert werden, bevor er in der klinischen Praxis eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse zeigen, dass Expositionsdaten die Vorhersage in dieser Analyse verbesserten, nicht aber, dass der Score für routinemäßige medizinische Entscheidungen bereit ist.

Diese Einschränkung betrifft auch die Anwendung außerhalb des Vereinigten Königreichs, darunter in Korea. Unterschiede in den Merkmalen der Bevölkerung, den Expositionsmustern und den sozialen Verhältnissen bedeuten, dass nicht davon ausgegangen werden kann, der gleiche Score funktioniere anderswo genauso gut.

Was die Ergebnisse belegen und was unklar bleibt

Die meisten Informationen zu den Expositionen stammten vom Beginn der Studie. Veränderungen bei Beschäftigung, Wohnsituation, Schlaf, Ernährung oder Schadstoffbelastung in den folgenden Jahren könnten daher unberücksichtigt geblieben sein. Auch nicht erfasste Faktoren und frühe, noch nicht diagnostizierte Erkrankungen könnten die Zusammenhänge beeinflusst haben.

Eine Schätzung einer separaten Lancet-Kommission legt nahe, dass potenziell veränderbare Faktoren bis zu 45 % des Demenzrisikos ausmachen könnten. Diese Schätzung ist kein Ergebnis der vorliegenden Studie und bedeutet nicht, dass sich 45 % der Diagnosen unter den Teilnehmenden durch eine Veränderung der 76 damit verbundenen Expositionen hätten verhindern lassen.

Der Beitrag der Harvard-Studie ist konkreter: Sie zeigt, dass Verhaltensweisen, soziale Bedingungen, Umweltexpositionen und genetische Informationen gemeinsam untersucht werden können, um das Verständnis und die Vorhersage des Demenzrisikos zu verbessern. Außerdem unterstützt sie die Erforschung von Maßnahmen, die mehrere Expositionen berücksichtigen, statt davon auszugehen, dass eine einzelne Veränderung die Ergebnisse des kombinierten Scores hervorbringen wird.

In der Ankündigung der Harvard Chan School argumentierten die Mitautorinnen und Mitautoren der Studie, Präventionsstrategien, die auf mehrere veränderbare Expositionen abzielen, könnten dazu beitragen, die Demenzbelastung zu verringern. Sie beschrieben dieses Ziel mit den Worten:

was sich als unerlässlich erweisen könnte, um die wachsende Belastung durch Demenz zu verringern.

Die Ankündigung der Harvard Medical School, die auf einer Nachricht der Harvard Chan School beruht, enthält die vollständige Aussage zur Prävention:

Die Ergebnisse könnten die Entwicklung mehrteiliger Interventionsstrategien unterstützen, die auf veränderbare Expositionen zur Prävention von Alzheimer und verwandten Demenzerkrankungen (ADRD) abzielen – ein Vorhaben, das sich nach Ansicht der Autoren „als unerlässlich erweisen könnte, um die wachsende Belastung durch Demenz zu verringern“.

Die berichtete Abfolge der Veröffentlichungen ist kurz:

• 29. September: Die Studie wurde in Alzheimer's & Dementia veröffentlicht.
• 8. Oktober: Die Harvard Medical School stellte die Ergebnisse vor.

Der nächste wissenschaftliche Schritt besteht in der Validierung in anderen Populationen und in weiteren Untersuchungen dazu, welche Zusammenhänge auf veränderbare Ursachen zurückgehen. Ein Termin für den Abschluss dieser Validierung wurde nicht bekannt gegeben.

Wichtige Punkte

• Die Studie untersuchte 193 Expositionen bei 499.992 Teilnehmenden der UK Biobank über eine mediane Nachbeobachtungszeit von 15,3 Jahren.
• Die Forschenden ermittelten 76 Faktoren, die mit Demenz in Verbindung standen, und 34, die speziell mit Alzheimer zusammenhingen.
• Zu den damit verbundenen Faktoren gehörten Beschäftigung, finanzielle Verhältnisse, Wohnen, Luftverschmutzung, Schlaf, körperliche Aktivität und Ernährung.
• Das höchste Viertel des kombinierten Expositionsscores wies ein 2,97-mal so hohes relatives Risiko auf wie das niedrigste Viertel.
• Die Ergebnisse zeigen Zusammenhänge, aber nicht, dass einzelne Expositionen Demenz verursachen oder verhindern.
• Vor einer klinischen Nutzung muss das Vorhersagemodell in anderen Populationen validiert werden.