Associations of heart rate, cognitive function, and retinal vascular calibers with glomerular filtration rate (GFR) and age-related GFR decline in a healthy general population

Abstract

Kronisk nyresykdom er en økende global helseutfordring, mye som følge av en aldrende befolkning samt bedre behandlinger av kroniske sykdommer som øker overlevelsesraten. Nyrefunksjonen, vurdert ved glomerulær filtrasjonsrate (GFR), avtar naturlig med alderen, men dette tas imidlertid ikke hensyn til i definisjonen av kronisk nyresykdom. Dette kan føre til overdiagnostisering hos personer med fysiologisk aldersrelatert fall i GFR og underdiagnostisering hos dem med akselerert fall i nyrefunksjon som kunne hatt nytte av tidlig intervensjon. Sympatisk nervesystemaktivitet spiller en sentral rolle i reguleringen av nyrefiltrasjon og hjertefrekvens. Nyrene, hjernen og retina har lignende mikrovaskulære strukturer og påvirkes av felles risikofaktorer. Målet med avhandlingen var å undersøke markører for vaskulær dysfunksjon, inkludert forhøyet hjertefrekvens, GFR, albumin-til-kreatinin-ratio (AKR) og retinamålinger, og deres sammenheng med aldersrelatert og akselerert GFR-fall samt kognitiv funksjon. GFR kan estimeres (eGFR) eller måles (mGFR). Selv om eGFR er mest brukt, er det mindre nøyaktig enn mGFR, da det påvirkes av faktorer som ikke er relatert til GFR og det er mer upresist i normalområdet for nyrefunksjon. I Renal Iohexol Clearance Survey (RENIS), en populasjonsstudie som fulgte 1627 friske individer i 11 år, har vi målt GFR flere ganger ved iohexol-clearance. Disse dataene er koblet med kognitive tester og retinamålinger fra den sjette Tromsøundersøkelsen. Studien viste at hjertefrekvens, en lett tilgjengelig kardiovaskulær biomarkør, var uavhengig assosiert med mGFR-fall og kan potensielt brukes til å identifisere personer i risiko for akselerert nyrefunksjonstap. Selv om det er en kjent sammenheng mellom nyresykdom og kognitiv dysfunksjon, ble det ikke funnet signifikante sammenhenger i den generelle friske befolkningen. Retinamålinger var derimot signifikant assosiert med både aldersrelatert og akselerert mGFR-fall. Dette tyder på at retina, som kan undersøkes ikke-invasivt, kan fungere som en markør for mikrovaskulær helse i nyrene. Fremtidige studier bør utforske de underliggende mekanismene bak disse funnene.

Chronic kidney disease (CKD) is a growing global health challenge driven by an aging population and improved survival rates from chronic illnesses due to advancements in treatments. Kidney function, assessed with glomerular filtration rate (GFR), naturally declines with age. However, the current definition of CKD does not account for physiological age-related GFR decline. This can potentially result in overdiagnosis of healthy individuals and underdiagnosis of those at risk for progressive CKD who could benefit from timely intervention. Sympathetic nervous system activity, a key regulator of kidney filtration, also influences heart rate. Furthermore, the kidney, brain, and retina share similar microvascular structures and are affected by shared risk factors. We aimed to evaluate markers of vascular dysfunction, such as elevated heart rate, GFR, albumin-to-creatinine ratio (ACR), and retinal measurements, and their associations with age-related and accelerated GFR decline and cognitive function. GFR can be estimated (eGFR) or measured (mGFR). While eGFR is widely used, its accuracy is affected by non-GFR-related factors and is less precise. In the Renal Iohexol Clearance Survey (RENIS), a population-based study that followed 1627 healthy individuals over 11 years, GFR was repeatedly measured using iohexol clearance. The RENIS data were coupled with cognitive test results and retinal measurements from the sixth Tromsø study. Heart rate, a simple and non-invasive cardiovascular biomarker, was found to be an independent predictor of mGFR decline. Furthermore, it may be a useful biomarker to identify persons at risk of accelerated mGFR decline. Despite established associations between end-stage renal disease and cognitive impairments, no significant associations were found between mGFR, ACR, and cognitive performance in the healthy population. Retinal vessel measurements were significantly associated with age-related and accelerated mGFR decline, suggesting non-invasive retinal imaging as a potential proxy for kidney microvascular dysfunction. Further investigation is needed to assess these relationships and underlying mechanisms.