Speech difficulties and dysphagia in Parkinson's disease and their neuroimaging correlates

Abstract

Speech disorders and dysphagia are common and functionally significant symptoms of Parkinson’s disease (PD), yet their onset and underlying mechanisms in the early stages of the disease remain poorly understood. Understanding how these disorders relate to clinical, neurodegenerative, and dopaminergic markers is crucial for improving early diagnosis and intervention. This thesis aimed to: (1) describe and compare demographic and clinical characteristics, cerebrospinal fluid (CSF) biomarker levels, and presynaptic dopaminergic deficits in early-stage PD patients—both treatment-naïve and levodopa-treated—with and without speech disorders; and (2) describe and compare the same variables in patients with and without dysphagia.Data were obtained from the Parkinson’s Progression Markers Initiative (PPMI) database. Participants were categorised based on treatment status (treatment-naïve vs. levodopa-treated) and the presence or absence of speech disorders and/or dysphagia. Group comparisons and logistic regressions were conducted using clinical scales (MDS-UPDRS, Hoehn & Yahr, MoCA), CSF biomarkers (alpha-synuclein, amyloid-beta, total tau, phosphorylated tau), and DAT-SPECT imaging of presynaptic dopaminergic function (binding in the putamen and caudate). Speech disorders were significantly associated with greater motor severity and reduced dopaminergic activity in the putamen. In contrast, dysphagia was primarily associated with dopaminergic deficits in the caudate in treatment-naïve patients, and with elevated CSF tau and pTau levels in levodopa-treated patients. Neither speech disorders nor dysphagia were significantly predicted by age or sex. Cognitive impairment was associated with speech disorders but was not a consistent predictor of dysphagia.Speech and swallowing impairments in early PD reflect complex interactions between motor, cognitive, and neurodegenerative processes. Dopaminergic deficits -particularly within striatal regions- contribute to both symptoms; however, distinct mechanisms, such as tau pathology and region-specific dopamine loss, may underpin their manifestation at different disease stages and treatment phases. These findings highlight the need for early, targeted, and multidimensional assessment approaches to optimise clinical management and support the development of personalised interventions for communication and swallowing disorders in PD.

Οι διαταραχές στην ομιλία και η δυσφαγία είναι συχνά και λειτουργικά σημαντικά συμπτώματα της Νόσου του Πάρκινσον (ΝΠ), ωστόσο η εμφάνισή τους και οι υποκείμενοι μηχανισμοί στα αρχικά στάδια της νόσου παραμένουν ελλιπώς κατανοητοί. Η κατανόηση της σχέσης αυτών των διαταραχών με κλινικούς, νευροεκφυλιστικούς και ντοπαμινεργικούς δείκτες είναι καθοριστική για τη βελτίωση της πρώιμης διάγνωσης και παρέμβασης. Η παρούσα διατριβή είχε ως στόχο: (1) την περιγραφή και σύγκριση των δημογραφικών και κλινικών χαρακτηριστικών, των επιπέδων βιοδεικτών στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ), και των προσυναπτικών ντοπαμινεργικών ελλειμμάτων σε ασθενείς με ΝΠ στα αρχικά στάδια, χωρίς αγωγή και με αγωγή με λεβοντόπα, με και χωρίς διαταραχές ομιλίας και (2) την περιγραφή και σύγκριση των ίδιων μεταβλητών σε ασθενείς με και χωρίς δυσφαγία. Τα δεδομένα ελήφθησαν από τη βάση δεδομένων Parkinson’s Progression Markers Initiative (PPMI). Οι συμμετέχοντες κατηγοριοποιήθηκαν με βάση την κατάσταση αγωγής (χωρίς αγωγή vs. αγωγή με λεβοντόπα) και την παρουσία ή απουσία διαταραχών ομιλίας ή/και δυσφαγίας. Διενεργήθηκαν συγκρίσεις ομάδων και λογιστικές παλινδρομήσεις χρησιμοποιώντας κλινικές κλίμακες (MDS-UPDRS, Hoehn & Yahr, MoCA), βιοδείκτες ΕΝΥ (άλφα-συνουκλεΐνη, αμυλοειδές-βήτα, ολική tau, φωσφορυλιωμένη tau) και απεικόνιση DAT-SPECT της προσυναπτικής ντοπαμινεργικής λειτουργίας (δέσμευση στο κέλυφος και τον κερκοφόρο πυρήνα). Οι διαταραχές στην ομιλία συσχετίστηκαν σημαντικά με αυξημένη κινητική σοβαρότητα και μειωμένη ντοπαμινεργική δραστηριότητα στο κέλυφος. Αντίθετα, η δυσφαγία συσχετίστηκε κυρίως με ντοπαμινεργικά ελλείμματα στον κερκοφόρο πυρήνα σε ασθενείς χωρίς αγωγή, και με αυξημένα επίπεδα tau και pTau στο ΕΝΥ σε ασθενείς που λάμβαναν λεβοντόπα. Ούτε οι διαταραχές ομιλίας ούτε η δυσφαγία προβλέφθηκαν σημαντικά από την ηλικία ή το φύλο. Η γνωστική έκπτωση συσχετίστηκε με τις διαταραχές ομιλίας, αλλά δεν αποτέλεσε σταθερό προβλεπτικό παράγοντα για τη δυσφαγία. Οι διαταραχές στην ομιλία και την κατάποση στην αρχική φάση της ΝΠ αντικατοπτρίζουν πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ κινητικών, γνωστικών και νευροεκφυλιστικών διεργασιών. Τα ντοπαμινεργικά ελλείμματα, ιδίως σε περιοχές του ραβδωτού σώματος, συμβάλλουν και στις δύο διαταραχές, ωστόσο διαφορετικοί μηχανισμοί -όπως η παθολογία tau και η τοπική απώλεια ντοπαμίνης- ενδέχεται να υποστηρίζουν την εκδήλωσή τους σε διαφορετικά στάδια και φάσεις αγωγής της νόσου. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν την ανάγκη για πρώιμες, στοχευμένες και πολυδιάστατες προσεγγίσεις αξιολόγησης, με σκοπό τη βελτιστοποίηση της κλινικής διαχείρισης και την ανάπτυξη εξατομικευμένων παρεμβάσεων για διαταραχές επικοινωνίας και κατάποσης στη ΝΠ.