Роль магнитно-резонансной спектроскопии в обследовании больных с различными вариантами когнитивных нарушений

Одной из современных методик, разработанных на основе магнитного резонанса, является МРС. Она позволяет провести прижизненную и неинвазивную оценку изменений метаболизма нервной ткани на основании определения содержания отдельных химических веществ и их соотношений в различных отделах центральной нервной системы.

веществ и описывается законами квантовой механики. При этом ключевым аспектом является наличие собственного момента движения у ядер, который обозначается термином «спин». Он может принимать значения равные 1, ½ или 0, что определяется структурой данного конкретного ядра. Ядра со спином отличным от 0 обладают магнитным моментом. Именно ядра таких элементов могут быть использованы для проведения МР-спектроскопии. Наиболее часто в клинической практике используется протонная МР-спектроскопия, что обусловлено широким распространением ядер водорода в составе различных молекул, а также значительной интенсивностью образуемого ими МР-сигнала (Багненко С.С. и соавт., 2008). Под действием внешнего магнитного поля происходит выстраивание магнитных моментов ядер параллельно его магнитному вектору. Это приводит к тому, что ядра начинают вращаться с определенной частотой, которая носит название резонансной, а сам процесс вращения – прецессией. При этом наблюдается определенное экранирование внешнего магнитного поля, степень которого зависит от химического строения вещества. Вследствие этого наблюдается определенное смещение МР–сигнала. Так как состав элементов, окружающих водород, и способных генерировать свое магнитное поле, в различных соединениях отличен, то и степень смещения у них будет отличаться.

В настоящее время МРС применяется в диагностическом поиске различных

заболеваний головного мозга (Puri B.K., Hall A.D., 2004; Sarmento E. et al., 2009; Bittner D.M. et al., 2013). Значительное количество работ посвящено исследованиями при заболеваниях, сопровождающихся когнитивными расстройствами. Так при БА было установлено повышение соотношения миоинозитола (mI) к креатину (Cr), при понижении соотношения N- ацетиласпартата (NAA) к Cr. При этом абсолютного снижения концентрации Cr обнаружено не было (Parnetti L. et al., 1997; Schuff N. et al., 2002). Различные исследователи сообщают о снижении NAA, а также его отношения к Cr в теменных и затылочных долях, гиппокампе, заднем отделе поясной извилины отделах головного мозга (Jessen, F. et al., 2000, Dixon R.M. et al., 2002; Kantarci K. et al., 2009). Сделано предположение, что выявленные при БА изменения, отражают развитие оксидантного стресса, повреждение липидов и энергетический дефицит (Mandal P.K., 2007). Также получены данные, согласно которых уровень NAA, Cr, mI, коррелируют с тяжестью деменции (Ernst T. et al., 1997; Shinno H. et al., 2007). Предполагают, что снижение уровня NAA связано как с повреждением различных структурных компонентов нейронов, так и с нарушением функциональной активности нервной системы (Kantarci K., 2007).

T. K. et al., 1995). Также было обнаружено снижение концентрации NAA в гиппокампе, теменной доле и заднем отделе поясной извилины, которое сочеталось с повышением mI и холина (Cho) в этих отделах (Bittner D.M. et al., 2013). Необходимо отметить, что литературные сведения по содержанию Cho при БА абсолютно противоречивы. В некоторых исследованиях показано повышение Cho или соотношения Cho/Cr (Pfefferbaum A. et al., 1999; Kantarci K. et al., 2000), в других – отсутствие каких-либо изменений в концентрации Cho или соотношения Cho/Cr (Rose S.E. et al., 1999).Также при БА было выявлено повышение уровня глутамата (Glu), сочетающееся со снижением уровня γ-аминомаслянной кислоты. Эти изменения расцениваются как проявление эксайтотоксичности, когда вследствие нарушения баланса между тормозными и возбуждающими

аминокислотами последние оказывают токсическое действие на нейроны (McClure R.J. et al., 1995). В то же время другие исследователи отмечали снижение уровня глутамата и глутамина (Glx) при БА (Antuono P.G. et al., 2001; Hattori N. et al., 2002). Учитывая тот факт, что в последнее время большое значение уделяется диагностике на додементных стадиях заболевания, представляет интерес использование МРС у больных с амнестическим вариантом УКН (Kantarci K. et al., 2009). Так было установлено, что в этой группе пациентов имеется снижение в гиппокампе уровня NAA и повышение mI (Watanabe T. et al., 2012). Также у больных с амнестическими УКН отмечалось изменение соотношения NAA/Cr и mI/NAA в заднем отделе поясной извилины (Silveira de Souza A. et al., 2011). Подробное исследование было проведено по изучению изменения соотношения ряда метаболитов к Cr у больных со стабильным вариантом течения УКН в течение трех лет, с прогрессирующим вариантом УКН и БА. При этом было обнаружено снижение соотношений NAA, Cho, mI, а также глутамата/глутамина (Glx) к Cr в правых фронтальных и Cho, mI к Cr в правых височных отделах как у больных с прогрессирующим синдромом УКН, так и у пациентов с БА по отношению к группе больных со стабильным вариантом УКН.

когнитивные нарушения по сравнению с больными с инсультом в анамнезе без когнитивных нарушений. (Ross A.J. et al., 2005). Наиболее значимые изменения у пациентов в острейшем периоде острого нарушения мозгового кровообращения в области ишемического повреждения нервных клеток по сравнению с неизмененным веществом головного мозга контралатеральной стороны заключались в увеличении Lac и соотношения Lac/Cr, снижении NAA, Cho, Ins и Cr (Фокин В.А., 2008). Другими исследователями установлено значительное снижение NAA/Cr и NAA/Cho в местах повреждения белого вещества по данным МРТ. Эти изменения могут служить в качестве маркера потери нейронов и наблюдающейся клеточной дисфункции. Степень снижения коррелировала с когнитивным дефицитом (Wang S. et al., 2012). В отдельных работах указывается, что изменение соотношение mI/Cr более характерно для БА, чем для сосудистого процесса и даже предлагается использовать его в качестве дифференциального критерия этих двух заболеваний (Shiino A. et al., 2012). Другие авторы пытаются использовать в качестве разграничительного показателя снижение уровня NAA и повышение уровня mI в теменных и затылочных отделах, указывая на то, что эти изменения более характерны для болезни Альцгеймера по сравнению с больными с сосудистой деменцией (Waldman A.D., Rai G.S., 2003).

Большое значение придается использованию МРС в диагностическом поиске у пациентов перенесших ЧМТ. При этом наличие отработанной модели экспериментальной травмы мозга позволяет значительно повысить качество исследований у этой категории больных. Интересные сведения были получены при изучении лабораторных животных в ходе моделирования у них экспериментальной ЧМТ. Установлено существенное понижение содержания NAA, Glu, mI, фосфохолина, глицерофосфохолина и туарина на ипсилатеральной

повреждению стороне при увеличении концентрации глутамина через 2 часа после травмы. Эти изменения сохранялись и через 4 часа. Снижение содержания инозитола (Ins), таурина и NAA установлено через 4 часа на контралатеральной стороне (Xu S. et al., 2011). В другой работе проведение МРС у лабораторных животных, с интервалом от 1 часа до 2 недель после экспериментальной травмы позволило установить значительные изменения обмена метаболитов в коре головного мозга и гиппокампе, которые, по мнению авторов, указывают на развитие процессов эксайтотоксичности, оксидантного стресса, нарушение работы дыхательной цепи митохондрий, дисфункцию клеточных мембран (Harris

J.L. et al., 2012). Также в эксперименте было обнаружено снижение коэффициента NAA/Cr и повышение соотношения лактата (Lac) к Cr в месте контузии. В то же время в областях, в которых не было изменений по данным МРТ также наблюдалась аналогичная динамика этих коэффициентов (Lescot T. et al., 2010). В одном из исследований было изучено содержание основных метаболитов в сером и белом веществе затылочно-теменных отделов головного мозга у больных, имеющих когнитивные нарушения вследствие ЧМТ.

пациентов, имеющих клинически значимые нарушения, данный коэффициент оставался на низком уровне (Marmarou A. et al., 2005). В другом исследовании установлено снижение содержания NAA в белом веществе головного мозга у больных, перенесших нетяжелую ЧМТ. Сделано предложение о возможности использования данных изменений для уточнения тяжести постконтузионного синдрома (Kirov I. et al., 2013). Также было установлено снижение содержания NAA и его соотношения с Cr, и повышение уровня лактата (Lac) в лобной доле в остром периоде ЧМТ (Chen J. et al., 2012). В выборке больных с когнитивными нарушениями в подостром периоде ЧМТ, наблюдалось повышение концентрации Cr и Glx в белом веществе при снижении Glx в сером веществе (Yeo R.A. et al., 2011). Также было обнаружено существенное нарушение содержания метаболитов в тканях, не имеющих посттравматических изменений по данным структурных методов нейровизуализации. В частности было найдено уменьшение соотношений NAA/Cho, Lac/Cr и Glx/Cr в пирамидных трактах в области внутренней капсулы и ножек мозга (Kubas B. et al., 2010). В другом исследовании изучалось содержание метаболитов в мозолистом теле у лиц подросткового возраста в двух группах больных перенесших ЧМТ средней и тяжелой степеней тяжести: у первой с момента травмы прошло 5 месяцев, у второй – более года. Все пациенты имели нарушения когнитивных функций. Установлено, что содержание Cr не отличалось от группы здоровых добровольцев на обоих сроках обследования. Повышение Cho наблюдалось только через 5 месяцев после травмы, в то же время снижение NAA было обнаружено в обеих группах больных ( Babikian T. et al., 2010). У детей, перенесших ЧМТ, и имеющих расстройства когнитивных функций, выявлено значимое по сравнению с группой контроля уменьшение соотношения NAA/Cr и увеличение Cho/Cr в суправентрикулярных областях обоих полушарий (Yeo R.A. et al., 2006). У взрослых пациентов, имеющих когнитивные нарушения в остром периоде травме после нетяжелой ЧМТ, было обнаружено снижение уровня Glx в сером веществе и повышение Cr в белом веществе, что по мнению авторов свидетельствует об патологическом

«напряжении» механизмов энергообеспечения и разбалансировке работы

глутаматергической нейромедиаторной системы в условиях травмы мозга (Gasparovic C. et al., 2009). Также установлено, что у пациентов с более высоким содержанием Lac в различных отделах головного мозга в острый период травмы, в последующем наблюдались худшие исходы с развитием различных неврологических симптомокомплексов (Makoroff K.L. et al., 2005). Другие исследователи отмечают снижение коэффициента NAA/Cr и повышение коэффициента Cho/Cr в лобной и теменной долях у больных, имевших в анамнезе нетяжелую ЧМТ (Sarmento E. et al., 2009). Аналогичные результаты в сочетании с повышением соотношения mI/Cr отмечены у больных с тяжелой ЧМТ в анамнезе в теменных долях головного мозга (Yoon S.J. et al., 2005). У спортсменов, имевших в анамнезе сотрясение головного мозга, было выявлено снижение уровня mI в гиппокампе и первичной моторной коре (Chamard E. et al., 2013). Интересным является исследование, согласно которому, у пациентов, перенесших нетяжелую ЧМТ и имеющих нарушения когнитивных функций, при отсутствии видимых изменений на МРТ были выявлены значимые изменения содержания NAA, Cho, Cr в таламусе, что может свидетельствовать об участии последнего в развитии постконтузионного синдрома (Kirov I. et al., 2007).

Таким образом, МРС имеет достаточно широкое применение в диагностическом процессе заболеваний, сопровождающихся когнитивными нарушениями. В то же время необходимо отметить, что результаты, полученные различными авторами, при рассмотрении одной и той же нозологии зачастую носят противоречивый характер. Кроме того, предпринимается попытка изучения различных структур головного мозга, что затрудняет анализ полученной информации. Основной акцент сделан на изучение NAA и его отношения к Cr. Другие метаболиты изучены в значительно меньшей степени. Большая часть работ при ЧМТ посвящена исследованию периода острой травмы и не учитывает особенности течения травматической болезни головного мозга в отдаленном периоде. Недостаточно работ, в которых проводится сравнительная оценка выявленных изменений с позиций возможных механизмов развития когнитивных расстройств при ЧМТ и других заболеваниях. Все это оставляет достаточное

количество белых пятен, устранение которых поможет в раскрытии патогенезе посттравматических когнитивных нарушений.