Профили метаболитов головного мозга связаны с избирательной уязвимостью нейронов и патогенетическими механизмами при боковом амиотрофическом склерозе

Введение

Боковой амиотрофический склероз (БАС) является летальным неврологическим синдромом, сопровождающимся избирательной дегенерацией соматических мотонейронов и изменениями нейрохимии. Однако ядра глазодвигательных нервов относительно устойчивы к повреждениям при БАС. В данном исследовании изучались изменения метаболитов в первичной моторной коре (ПМК) и интерстициальном ядре Кахаля (ИЯК) у пациентов с БАС с использованием протонной магнитно-резонансной спектроскопии (¹H-MRS).

Цель

Исследование направлено на выявление различий в профилях метаболитов между пациентами с БАС и здоровыми людьми, а также на изучение связи этих изменений с клиническими параметрами, такими как форсированная жизненная емкость легких (FVC), функциональная шкала оценки БАС (ALSFRS-R) и скорость прогрессирования заболевания (ΔFS).

Методы

В исследовании приняли участие 20 пациентов с БАС и 20 здоровых добровольцев. Все участники прошли МРТ на аппарате 1,5 Тл и мультивоксельную ¹H-MRS. С помощью последовательности PRESS были количественно оценены концентрации метаболитов, включая tNAA, mIns, tCr, tCho, а также их соотношения (tNAA/tCr, tNAA/tCho, mIns/tNAA) в ПМК и ИЯК.

Результаты

В ПМК у пациентов с БАС наблюдалось значительное снижение tNAA и соотношения tNAA/tCr, но повышение mIns и mIns/tNAA по сравнению с контрольной группой (p < 0,05). В ИЯК концентрации tCho и mIns, а также соотношение mIns/tNAA были достоверно выше у пациентов с БАС (p < 0,05), тогда как tNAA и tNAA/tCr не показали значимых различий.

Соотношение tNAA/tCr в ПМК коррелировало с ALSFRS-R (p = 0,001, r = 0,71), FVC (p = 0,03, r = 0,58) и ΔFS (p = 0,01, r = -0,33). Соотношение mIns/tNAA в ПМК также коррелировало с ΔFS (p = 0,02, r = 0,41). В ИЯК концентрация tCho (p = 0,04, r = -0,54) и соотношение mIns/tNAA (p = 0,02, r = -0,38) отрицательно коррелировали с ALSFRS-R и положительно — с ΔFS (p = 0,01, r = 0,33 и p = 0,001, r = 0,61 соответственно).

Выводы

Исследование демонстрирует, что изменения нейрохимии в головном мозге пациентов с БАС связаны с избирательной уязвимостью нейронов и патогенетическими механизмами заболевания. Полученные данные могут быть полезны для разработки новых биомаркеров и терапевтических стратегий.

Сокращения и термины

• БАС — боковой амиотрофический склероз (Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS).
• ¹H-MRS — протонная магнитно-резонансная спектроскопия (Proton Magnetic Resonance Spectroscopy).
• ПМК — первичная моторная кора (Primary Motor Cortex, PMC).
• ИЯК — интерстициальное ядро Кахаля (Interstitial Nucleus of Cajal, INC).
• tNAA — общий N-ацетиласпартат (total N-acetylaspartate).
• mIns — мио-инозитол (myo-inositol).
• tCr — общий креатин (total creatine).
• tCho — общий холин (total choline).
• ALSFRS-R — функциональная шкала оценки БАС (ALS Functional Rating Scale-Revised).
• FVC — форсированная жизненная емкость легких (Forced Vital Capacity).
• ΔFS — скорость прогрессирования заболевания (Disease Progression Rate).