Самойлова Ю.Г.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Матвеева М.В.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Тонких О.С.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Кудлай Д.А.

ФГБУ «Государственный научный центр Институт иммунологии» ФМБА России; ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России» (Сеченовский Университет)

Олейник О.А.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Фимушкина Н.Ю.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Гергет О.М.

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Борисова А.А.

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Трактография головного мозга при сахарном диабете и когнитивных нарушениях

Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020;120(10): 33-37

Просмотров : 666

Загрузок : 7

Как цитировать

Самойлова Ю.Г., Матвеева М.В., Тонких О.С., Кудлай Д.А., Олейник О.А., Фимушкина Н.Ю., Гергет О.М., Борисова А.А. Трактография головного мозга при сахарном диабете и когнитивных нарушениях. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020;120(10):33-37.
Samoilova YG, Matveeva MV, Tonkikh OS, Kudlay DA, Oleinik OA, Fimushkina NYu, Gerget OM, Borisova AA. Brain tractography in type 1 and 2 diabetes and cognitive impairment. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2020;120(10):33-37.
https://doi.org/10.17116/jnevro202012010133

Авторы:

Самойлова Ю.Г.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Все авторы (8)

Диффузионно-тензорная МРТ (или трактография) — относительно новый метод прижизненной количественной и качественной оценки направленности диффузии воды в мозге человека, позволяющий изучать микроскопическую структуру проводящих путей белого вещества, неопределяемую другими вариантами МРТ, а также при помощи рентгеновской КТ. Трактография позволяет реконструировать трехмерные изображения комиссуральных, ассоциативных и проекционных трактов, обеспечивающих нормальную функцию мозга [1]. По данным литературы, когнитивные нарушения ассоциированы со структурным и функциональным изменениями головного мозга, в том числе потерей целостности тракта белого вещества и изменением функциональной связности, т.е. нейронной связи при сахарном диабете (СД) [2]. Показано, что у пациентов с СД 1-го типа как целостность тракта белого вещества, так и функциональная связь ассоциированы с когнитивными функциями. При проведении трактографии было выявлено нарушение целостности трактов в фронто-височно-теменной области мозга, при этом снижение значения осевой диффузии в зоне продольных пучков коррелирует с более низкой производительностью рабочей памяти у молодых людей с СД 1-го типа [3]. Анализ данных трактографии с использованием пространственной статистики показал, что в 7,3 и 24,9% регионов у больных с легкими когнитивными нарушениями при СД 2-го типа имелись более низкие показатели средней диффузии (58,8%), особенно в области гиппокампа [4]. В современных исследованиях совсем небольшая роль отводится дисгликемии и другим факторам риска, которые могут влиять каким-либо образом на результаты трактографии при СД и когнитивных нарушениях, что вызывает интерес и требует более глубокого анализа.

Цель исследования — оценить особенности проводящих путей белого вещества у больных СД 1-го и 2-го типов с когнитивными нарушениями и без таковых.

Материал и методы

В исследование были включены 65 пациентов с СД 1-го типа с когнитивными нарушениями и 20 человек без них, 75 пациентов с СД 2-го типа с когнитивными расстройствами и 60 больных без когнитивных нарушений. Критерии включения в исследование: пациенты с СД 1-го и 2-го типов в возрасте 18—65 лет, подписавшие добровольное информированное согласие. Критериями невключения в исследование считали наличие образований головного мозга или острое нарушение мозгового кровообращения, применение ноотропных, психотропных или наркотических препаратов; алкоголизм, дефицит витамина B12, гипотиреоз, декомпенсацию сердечной недостаточности.

Группы между собой были сопоставимы.

Скрининг когнитивных расстройств проводили с помощью Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (MoCA-тест). Степень когнитивных нарушений устанавливалась в строгом соответствии с общепринятыми критериями. Анализ осложнений СД: степень диабетической ретинопатии оценивали с помощью, принятой Общероссийской общественной организацией Ассоциация врачей-офтальмологов в 2019 г. для применения в амбулаторной практике; артериальной гипертензии — на основе классификации по уровню артериального давления (Европейское общество гипертонии/Европейское общество кардиологов, 2018), диабетической полинейропатии и нефропатии — с использованием алгоритмов специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом (дополненный), 2019. Пациенты были проконсультированы офтальмологом и неврологом для верификации осложнений.

Трактография проводилась на аппарате GE Sygna Creaton 1,5 Тесла с использованием метода HARDI. Для исследования применялись следующие параметры: TR=1000 мс, TE=min, FOV=240×240, матрица изображения 96×96 с последующей интерполяцией до 256×256, толщина срезов 0,2—1 мм, расстояние между срезами 0 мм, NEX=1. Сканирование проводилось в коронарной проекции. Один объем был получен при значении фактора диффузии b=0, 120 объемов были получены с различными изотропно распределенными направлениями диффузионного градиента при b=3000 с/мм2. Постобработка данных проводилась с использованием программного пакета FSL (FMRIB Software Library v5.0, Оксфорд, Великобритания, https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki), построение трактов головного мозга проводилось с помощью программы Explore DTI (https://www.exploredti.com).

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен Этическим комитетом ФГБОУ ВО «СибГМУ» Минздрава России (заключение №5265 от 02.05.17). До включения в исследование все участники подписали письменное информированное согласие.

Все статистические анализы и обработку данных проводили с использованием программного обеспечения Statistica Statsofi (версия 10) на операционных системах Windows 7/XP Pro. Для описания определяли квартили (Me, Q1—Q3) для ненормального распределения. Для оценки значимости использовали коэффициенты W-теста Шапиро—Уилка, Z-критерий Манна—Уитни, t-критерий Стьюдента. Критическим уровнем значимости приняли p<0,05. Для оценки корреляционных связей определяли критерий H (Краскела—Уоллиса).

Результаты

Группы больных СД 1-го и 2-го типов без и с когнитивными нарушениями были сопоставимы по возрасту и длительности заболевания (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика обследованных больных

Параметр

Больные СД 1-го типа с когнитивными нарушениями (n=65)

Больные СД 1-го типа без когнитивных нарушений (n=20)

p

Больные СД 2-го типа с когнитивными нарушениями (n=75)

Больные СД 2-го типа без когнитивных нарушений (n=60)

p

Возраст, годы

27 [18;45]

26 [23;39]

0,2

60 [55;63]

59 [50;61]

0,169

Длительность заболевания, годы

11 [1;32]

13 [2;24]

0,2

8 [4;12]

9,5 [5;11,5]

0,533

Индекс массы тела

22,6 [17,4:30,6]

21.8 [16:30,4]

0,2

33 [30:37]

31,5 [27,63:36.91]

0,188

В результате исследования было выявлено, что при СД 1-го типа когнитивные нарушения были представлены примерно в одинаковом проценте случаев легкими и умеренными нарушениями, а при СД 2-го типа — в большей степени умеренными (табл. 2).

Таблица 2. Характеристика когнитивных нарушений у больных СД 1-го и 2-го типов

Группа

Степень когнитивных нарушений

легкие

умеренные

тяжелые (деменция)

Больные СД 1-го типа (n=65)

60% (39)

36,9% (24)

3,1% (2)

Больные СД 2-го типа (n=75)

36% (27)

50,6% (38)

13,4% (10)

При этом у больных СД 1-го типа регистрировали снижение общего балла MoCA теста, значимое ухудшение выполнения заданий на внимание (серийное вычитание) и память (p<0,001), а при СД 2-го типа — снижение баллов в заданиях на оптико-конструктивные навыки (рисование часов), беглость речи, внимание, абстракцию и память (p<0,001).

При оценке метаболических показателей группы не отличались по индексу массы тела и получаемой терапии. При СД 1-го типа уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) был одинаковым, при этом у пациентов с когнитивными нарушениями отмечали более высокий уровень гликемии (9,1 [6,4—16,4] по сравнению с 7,9 [5,5—18,3] ммоль/л). При СД 2-го типа пациенты различались по уровню глюкозы натощак (8 [6,9—11,4] и 5,75 [5,5—6] ммоль/л), HbA1c (7,7 [6,8—9,3], 5,75 [4,45—6,4]%) и холестерина (6,2 [5,4—7,2], 5,75 [4,5—6,2] ммоль/л) (p<0,001).

В предыдущих исследованиях нами была произведена оценка стандартной МРТ, результаты наличия глиоза у данных пациентов учитывались. Затем провели построение карт трактографии головного мозга больных СД (см. рисунок на цв. вклейке).

Построение трактов головного мозга больных СД.

Диффузионная цветовая карта: а — кортикоспинальных волокон с обеих сторон; б — волокон нижнего продольного пучка в сагиттальной проекции; в — волокна нижнего продольного пучка в аксиальной проекции.

При проведении трактографии значимых различий между больными СД 1-го и 2-го типов с когнитивными нарушениями и без них выявлено не было (табл. 3).

Таблица 3. Характеристика трактов белого вещества у больных СД 1-го и 2-го типов с когнитивными нарушениями и без них

Фракционная анизотропия, тракты

Больные СД 1-го типа без когнитивных нарушений (n=20)

Больные СД 1-го типа с когнитивными нарушениями (n=65)

Больные СД 2-го типа без когнитивных нарушений (n=60)

Больные СД 2-го типа с когнитивными нарушениями (n=75)

Кортикоспинальный тракт справа, с/мм2

907 [738—1398]

988 [706—1396]

1143 [682—1014]

686 [186—1270]

Кортикоспинальный тракт слева, с/мм2

865 [722—1016]

843 [700—1436]

791 [710—1086]

868 [338—1406]

Нижний лобно-затылочный пучок справа, с/мм2

910 [982—1060]

1013 [730—1974]

1023 [818—1280]

995 [184—1888]

Нижний лобно-затылочный пучок слева, с/мм2

986 [960—1144]

1034 [588—1616]

1028 [924—1268]

1017 [182—1154]

Верхний продольный пучок справа, с/мм2

1121 [928—1310]

1026 [780—1890]

1061 [926—1190]

1029 [918—1964]

Верхний продольный пучок слева, с/мм2

1050 [460—1030]

1053 [836—1914]

1022 [1038—1180]

1028 [848—1932]

Нижний продольный пучок справа, с/мм2

1316 [1022—1986]

1056 [918—1994]

1061 [966—1928]

1053 [980—2184]

Нижний продольный пучок слева, с/мм2

1060 [1060—1556]

1056 [962—1998]

1133 [1030—1206]

1058 [1038—2206]

Крючковидный пучок справа, с/мм2

1036 [932—1906]

1031 [916—1916]

1032 [934— 110]

993 [440—1832]

Крючковидный пучок слева, с/мм2

1026 [980—1650]

1035 [466—2142]

995 [954—1266]

948 [164—1828]

Передний комиссуральный тракт

1026 [1020—1204]

1127 [186—1618]

1046 [738—1136]

728 [182—2128]

Задний комиссуральный тракт, с/мм2

1120 [1042—1124]

1040 [54—1656]

1053 [1060—1386]

871 [186—1998]

Дугообразный пучок справа, с/мм2

1014 [772—1468]

939 [750—1944]

994 [944—1056]

994 [506—4406]

Дугообразный пучок слева, с/мм2

1020 [858—1014]

982 [748—1810]

936 [920—1060]

1036 [970—2882]

Корреляционный анализ показал, что на целостность проводящих путей могут влиять различные факторы. Так, в исследовании определены ассоциации при СД 1-го типа: между правым кортикоспинальным трактом и степенью артериальной гипертензии (H=6,602833, p=0,0368), задним комиссуральным трактом — тяжестью полинейропатии (H=15,30420, p=0,0005), нижним лобно-затылочным пучком слева — степенью нефропатии (H=9,993923, p=0,0068), задним комиссуральным трактом — степенью ретинопатии (H=8,445891, p=0,0376). У больных СД 2-го типа выявлены следующие взаимосвязи: возраст и проводимость кортикоспинального тракта справа (H=7,381742, p=0,0607) и заднего комиссурального тракта (H=8,359127, p=0,0391). Для обоих типов СД уровень холестерина оказывает влияние на кортикоспинальный тракт справа (H=4,009380, p=0,0452), задний и передний комиссуральный тракт (H=4,057357, p=0,0440; H=6,454558, p=0,0111).

Обсуждение

В результате исследования подтвердились ранее полученные данные о распространенности и клинических особенностях когнитивных нарушений при СД, что отображает репрезентативность выборки [5, 6, 7]. При этом различий по данным трактографии у больных с разным когнитивным статусом в группе СД 1-го типа выявлено не было. В исследовании L. Fox и соавт. [8] было показано, что на целостность проводящих путей оказывает влияние вариабельность гликемии у пациентов со снижением памяти (p<0,002). Эти изменения в головном мозге обычно наблюдаются у пациентов с периферическими осложнениями, такими как пролиферативная ретинопатия, которая считается следствием или маркером хронической гипергликемии [9]. Так и в проведенном исследовании для больных СД 1-го типа наличие диабетической ретинопатии, полинейропатии и нефропатии было неразрывно связано с риском снижения осевой диффузии основных трактов головного мозга. В работе E. van Duinkerken и соавт. [10] отмечается, что при СД 1-го типа в основном страдают кортикоспинальный тракт (как и в данном исследовании), а также фронтозатылочный, повреждение которых может определять когнитивные нарушения в целом, а также снижение внимания и исполнительных функций.

При СД 2-го типа, по данным Y. Reijmer и соавт. [11], отмечалось достоверное изменение диффузии всех трактов обоих полушарий, что отражает микроструктурные аномалии белого вещества в группе больных СД. При этом данные нарушения были связаны с замедлением скорости обработки информации и ухудшением производительности памяти при СД после корректировки по возрасту, полу. В данном исследовании различий у пациентов с и без когнитивных нарушений при СД 2-го типа выявлено не было. Однако показана роль возраста в нарушении целостности трактов головного мозга, что подтверждается работами E. Laugesen и соавт. [12].

Ограничения связаны с тем, что не проведен анализ непрерывного мониторирования гликемии, которое, возможно, позволит дифференцированно определить роль дисгликемии на сохранение целостности проводящих путей головного мозга при СД 1-го и 2-го типов. На данном этапе исследования проанализировано недостаточно данных, чтобы рекомендовать использование методики в плане диагностики когнитивных нарушений при СД, что требует продолжения и углубления работы, но при этом роль метода может быть значимой.

Выводы

Больные СД 1-го и 2-го типов с и без когнитивных нарушений не различались по осевой диффузии трактов головного мозга статистически значимо. Однако анализ позволил выявить наиболее важные факторы риска повреждения структуры белого вещества: артериальную гипертензию, диабетические осложнения, уровень холестерина и возраст.

Финансирование: при поддержке гранта Президента, соглашение 075-15-2020-192 от 19.03.20.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail