Количественная оценка железа как маркёра нейродегенерации после черепно-мозговой травмы

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Ферроптоз является активным участником патофизиологического процесса вторичных нарушений после черепно-мозговой травмы [1]. Нарушение гомеостаза железа приводит к его избыточному накоплению и образованию активных форм кислорода, что может стать причиной развития различных нейродегенеративных заболеваний. Построение карт магнитной восприимчивости — новая активно развивающаяся количественная методика, имеющая большой потенциал в оценке накопления железа в головном мозге [2].

Цель — определить изменения концентрации железа в головном мозге у пациентов с черепно-мозговой травмой с помощью методики карт магнитной восприимчивости.

Материалы и методы. В исследовании принимали участие 9 пациентов (14±2 года) со среднетяжёлой и тяжёлой черепно-мозговой травмой: трое в остром периоде и шестеро в отдалённом периоде; а также 4 здоровых добровольца (15,3±0,9 года). Всем участникам исследования была проведена магнитно-резонансная томография на томографе Philips Achieva dStream 3T (Philips, Нидерланды). Данные для карт магнитной восприимчивости были получены с помощью последовательности мульти-эхо 3D FFE с компенсацией потока: FA=20, 6 TE: TE1/dTE=4,422 мс/5,795 мс, TR=59 мс (минимальное), размер матрицы — 400×400×75, размер вокселя — 0,6×0,6×0,6 мм3. Для построения карт магнитной восприимчивости была использована программа SEPIA. Построение карты магнитного поля, выделение локального магнитного поля и расчёт магнитной восприимчивости проводились с помощью методик Laplacian, LBV и iLSQR соответственно. Средние значения магнитной восприимчивости были получены в 16 зонах подкоркового серого вещества с помощью атласа CIT168.

Результаты. Предварительные результаты исследования показали более высокие значения магнитной восприимчивости (p=0,07) в компактной части чёрной субстанции для группы пациентов по сравнению с группой контроля: 0,03±0,03 и 0,003±0,018 для групп пациентов и контроля соответственно. Данный результат предполагает возможное различие между группами на уровне статистической тенденции и может свидетельствовать о накоплении железа в этой области после черепно-мозговой травмы. В других исследуемых зонах подкоркового серого вещества изменений в значениях магнитной восприимчивости обнаружено не было.

Увеличение концентрации железа в компактной части чёрной субстанции характерно также для болезни Паркинсона [3]. Это согласуется с тем, что черепно-мозговая травма является фактором риска для развития данного нейродегенеративного заболевания. К одним из возможных причин накопления железа можно отнести гибель нейронов и повышенную проницаемость гематоэнцефалического барьера [4].

Заключение. Повышение значений магнитной восприимчивости в компактной части чёрной субстанции для пациентов с черепно-мозговой травмой может свидетельствовать о накоплении железа в этой области после травмы. Увеличение выборки пациентов позволит в дальнейшем проверить данную гипотезу, а также отследить изменения концентрации железа в различные периоды после черепно-мозговой травмы.

Полный текст

Обоснование. Ферроптоз является активным участником патофизиологического процесса вторичных нарушений после черепно-мозговой травмы [1]. Нарушение гомеостаза железа приводит к его избыточному накоплению и образованию активных форм кислорода, что может стать причиной развития различных нейродегенеративных заболеваний. Построение карт магнитной восприимчивости — новая активно развивающаяся количественная методика, имеющая большой потенциал в оценке накопления железа в головном мозге [2].

Цель — определить изменения концентрации железа в головном мозге у пациентов с черепно-мозговой травмой с помощью методики карт магнитной восприимчивости.

Материалы и методы. В исследовании принимали участие 9 пациентов (14±2 года) со среднетяжёлой и тяжёлой черепно-мозговой травмой: трое в остром периоде и шестеро в отдалённом периоде; а также 4 здоровых добровольца (15,3±0,9 года). Всем участникам исследования была проведена магнитно-резонансная томография на томографе Philips Achieva dStream 3T (Philips, Нидерланды). Данные для карт магнитной восприимчивости были получены с помощью последовательности мульти-эхо 3D FFE с компенсацией потока: FA=20, 6 TE: TE1/dTE=4,422 мс/5,795 мс, TR=59 мс (минимальное), размер матрицы — 400×400×75, размер вокселя — 0,6×0,6×0,6 мм3. Для построения карт магнитной восприимчивости была использована программа SEPIA. Построение карты магнитного поля, выделение локального магнитного поля и расчёт магнитной восприимчивости проводились с помощью методик Laplacian, LBV и iLSQR соответственно. Средние значения магнитной восприимчивости были получены в 16 зонах подкоркового серого вещества с помощью атласа CIT168.

Результаты. Предварительные результаты исследования показали более высокие значения магнитной восприимчивости (p=0,07) в компактной части чёрной субстанции для группы пациентов по сравнению с группой контроля: 0,03±0,03 и 0,003±0,018 для групп пациентов и контроля соответственно. Данный результат предполагает возможное различие между группами на уровне статистической тенденции и может свидетельствовать о накоплении железа в этой области после черепно-мозговой травмы. В других исследуемых зонах подкоркового серого вещества изменений в значениях магнитной восприимчивости обнаружено не было.

Увеличение концентрации железа в компактной части чёрной субстанции характерно также для болезни Паркинсона [3]. Это согласуется с тем, что черепно-мозговая травма является фактором риска для развития данного нейродегенеративного заболевания. К одним из возможных причин накопления железа можно отнести гибель нейронов и повышенную проницаемость гематоэнцефалического барьера [4].

Заключение. Повышение значений магнитной восприимчивости в компактной части чёрной субстанции для пациентов с черепно-мозговой травмой может свидетельствовать о накоплении железа в этой области после травмы. Увеличение выборки пациентов позволит в дальнейшем проверить данную гипотезу, а также отследить изменения концентрации железа в различные периоды после черепно-мозговой травмы.

×

Об авторах

Елена Валерьевна Воронкова

Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: elena_voronkova13@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8016-0853
SPIN-код: 9440-5549
Россия, Москва

Максим Вадимович Ублинский

Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии

Email: ublinskiymaxim@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4627-9874
SPIN-код: 8332-2024
Россия, Москва

Анна Александровна Кобзева

Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии

Email: kobzevaaa3@zdrav.mos.ru
Россия, Москва

Илья Андреевич Мельников

Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии

Email: melnikovia3@zdrav.mos.ru
ORCID iD: 0000-0002-2910-3711
SPIN-код: 2512-2351
Россия, Москва

Список литературы

  1. Geng Z., Guo Z., Guo R., et al. Ferroptosis and traumatic brain injury // Brain Res Bull. 2021. Vol. 172. P. 212–219. doi: 10.1016/j.brainresbull.2021.04.023
  2. Ravanfar P., Loi S.M., Syeda W.T., et al. Systematic Review: Quantitative Susceptibility Mapping (QSM) of Brain Iron Profile in Neurodegenerative Diseases // Front Neurosci. 2021. Vol. 15. P. 618435. doi: 10.3389/fnins.2021.618435
  3. Raj K., Kaur P., Gupta G.D., Singh S. Metals associated neurodegeneration in Parkinson's disease: Insight to physiological, pathological mechanisms and management // Neurosci Lett. 2021. Vol. 753. P. 135873. doi: 10.1016/j.neulet.2021.135873
  4. Lillian A., Zuo W., Laham L., Hilfiker S., Ye J.H. Pathophysiology and Neuroimmune Interactions Underlying Parkinson's Disease and Traumatic Brain Injury // Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, N 8. P. 7186. doi: 10.3390/ijms24087186

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 79539 от 09 ноября 2020 г.