Observations on cerebral amyloid angiopathy and microvascular pathology in Alzheimer's disease and vascular dementia

Abstract

Dementia is a state of permanent loss of cognitive function, most commonly affecting the elderly. With a rapidly growing aged population, the spectrum of disorders that lead to dementia is exerting an ever-increasing toll on patients, families and society alike. The most common dementing disorders are Alzheimer's disease and vascular dementia. Although Alzheimer's disease is very common and was described almost a century ago, the pathomechanisms are imperfectly understood, and mainly symptomatic therapy is available. Treatment options are even more meagre in vascular dementia, but in many cases, this disorder can possibly be prevented by risk factor management.



Since both Alzheimer's disease and vascular dementia are common in the elderly population, it is not uncommon for both diseases to be present to some degree in the same patient. Increasing evidence suggests that the disease mechanisms not only coexist, but that they interact synergistically, further exacerbating the clinical disorder. The purpose of this thesis was to explore features of vascular pathology in Alzheimer's disease and vascular dementia, to improve basic understanding of the disease processes in play.



We have shown that one of the major hallmarks of Alzheimer's disease, deposition of amyloid protein in the cerebrovasculature (cerebral amyloid angiopathy), is surprisingly common in vascular dementia, and frequently more severe than in Alzheimer's disease. In Alzheimer's disease, cerebral amyloid angiopathy is associated with ischemic white matter disease, but in vascular dementia, cerebral amyloid angiopathy is associated with cortical microinfarctions. Furthermore, the interrelationship between the amyloid beta (A-beta) peptide species deposited is affected by the presence of cerebrovascular disease, which is associated with a relative increase in deposition of the more fibrillogenic and toxic variant of the Ab peptide, and more severe degeneration of vascular components.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Alzheimers sjukdom och vaskulär demens är de vanligaste orsakerna till demens hos äldre, ett tillstånd som i takt med den ökande åldrade befolkningen kommer att innebära ett allt större lidande och en alltjämt ökande ekonomisk belastning. Direkta och indirekta kostnader för vård och omsorg av demenspatienter uppgår sannolikt till ca 40 miljarder kronor om året. Detta är ca fyra gånger så mycket som den totala kostnaden för diabetes och övervikt tillsammans.



Idag är behandlingsmöjligheterna vid Alzheimers sjukdom och vaskulär demens mycket små, vilket i sin tur delvis kan förklaras av att vår förståelse för sjukdomsförloppen ännu är otillräcklig. Inom ramen för detta projekt har vi undersökt mikroskopiska fynd vid Alzheimers sjukdom och vaskulär demens för att öka den basala förståelsen för processerna som pågår i hjärnan vid dessa tillstånd.



Vid mikroskopisk undersökning karakteriseras Alzheimers sjukdom främst av tuggummiliknande inlagringar av protein i hjärnvävnaden (amyloida plack). Att inlagringar av liknande karaktär även återfinns i hjärnans kärl (cerebral amyloid angiopati, CAA) har varit känt sedan länge, men vad dessa kärlinlagringar får för konsekvenser i den åldrande hjärnan är inte klarlagt.



Denna avhandling beskriver fynden från mikroskopiska studier av vävnad som tillvaratagits från patienter som avlidit med diagnosen Alzheimers sjukdom och/eller vaskulär demens.



I delarbete I visade vi att CAA har samband med förändringar i hjärnans vita substans, och att CAA sannolikt inte enbart är en följd av Alzheimerprocessen, då patienter med Alzheimers sjukdom inte tycks ha mer CAA än patienter med vaskulär demens och endast diskreta Alzheimerförändringar (VaD-ae).



I delarbete II undersökte vi skillnader i CAA mellan å ena sidan patienter med vaskulär demens och diskreta Alzheimerförändringar (VaD-ae) och å andra sidan åldersmatchade patienter med Alzheimers sjukdom. Det visade sig att VaD-ae-gruppen inte bara hade mer utbredd CAA, även mönstret i var kärlförändringarna förekom och dess svårighetsgrad skilde sig åt mellan grupperna.



I delarbete III undersökte vi hur vanligt det är med CAA i en större grupp patienter med vaskulär demens. Vi fann att en överraskande stor andel av patienter med vaskulär demens hade mycket svår CAA, och att detta hade ett samband med förekomst av små infarkter i hjärnbarken. Dessutom tycktes den kliniska profilen skilja sig mellan patienter med vaskulär demens med och utan CAA.



I delarbete IV undersökte vi hur hjärnans kärl skadas i samband med inlagring av Ab i kärlväggen, och om och i så fall hur detta förlopp påverkas av samtidig annan kärlsjukdom. Vi fann att CAA vid AD och VaD skilde sig med avseende på de två viktigaste amyloid-komponenterna (och deras effekt på kärlens normala komponenter), vilket i sin tur kan bero på olika uppkomstmekanismer vid AD och vid VaD.



I delarbete V undersökte vi skador i hjärnstamskärnan locus ceruleus (LC) och dess samband med skador i hjärnans grå och vita substans hos Alzheimerpatienter. Även om vi inte upptäckte något samband, var det slående hur väl skador på LC kan skilja Alzheimers sjukdom från vaskulär demens. Detta kan eventuellt utnyttjas i framtida riktlinjer för neuropatologisk diagnos av demenstillstånd.

• author: Haglund, Mattias
• supervisor: Elisabet Englund
• opponent: Professor Alafuzoff, Irina, University of Kuopio
• organization: Tumor microenvironment
• publishing date: 2005
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Cancer and Oncology
• keywords: Patologi (allmän), pathological anatomy, General pathology, Vascular dementia, Alzheimer's disease, Cerebral infarction, Locus ceruleus, White matter, Microvasculature, Cerebrovascular disease, patologisk anatomi, Ischemia, Cerebral amyloid angiopathy
• pages: 156 pages
• defense location: Patologens föreläsningssal, Sölvegatan 25
• defense date: 2005-12-02 13:00:00
• ISBN: 91-85481-02-5
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: M Haglund, M Sjöbeck and E Englund. 2004. Severe cerebral amyloid angiopathy characterizes an underestimated variant of vascular dementia. Dement Geriatr Cogn Disord., vol 18 pp 132-7.; M Haglund and E Englund. 2002. Cerebral amyloid angiopathy, white matter lesions and Alzheimer encephalopathy - a histopathological assessment. Dement Geriatr Cogn Disord., vol 14 pp 161-6.; M Haglund, U Passant, M Sjöbeck, E Ghebremedhin and E Englund. . Cerebral amyloid angiopathy and cortical microinfarcts as putative substrates of vascular dementia. (submitted); M Haglund, RN Kalaria, JY Slade and E Englund. . Differential deposition of amyloid beta peptides in cerebral amyloid angiopathy associated with Alzheimer’s disease and vascular dementia. (submitted); M Haglund, M Sjöbeck and E Englund. . Locus ceruleus degeneration is ubiquitous in Alzheimer’s disease - possible implications for diagnosis and treatment. (submitted) The information about affiliations in this record was updated in December 2015. The record was previously connected to the following departments: Pathology, (Lund) (013030000)
• id: 4b85d6fa-2a5a-4bf0-92e9-0f72d662d8bd (old id 545681)
• date added to LUP: 2016-04-01 16:19:55
• date last changed: 2018-11-21 20:40:34