ПЭТ и ее применение в изучении патогенеза рассеянного склероза

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) - метод основанный на использовании сверхкороткоживущих изотопов (кислорода, углерода, азота, фосфора и др.), которые являются составной частью тканевых метаболитов ЦНС. ПЭТ позволяет проводить прижизненную оценку метаболических процессов в головном мозге, в том числе, в сером веществе коры и подкорковых структур. Применение различных радиотрейсеров позволяет решать различные задачи. Например, применение в качестве трейсера кобальта (Со-55) позволяет оценивать состояние гематоэнцефалического барьера (Pozzilli C. et al., 1988; Larsson H.B. et al., 1990; Stevens H. et al., 1999). Уровень мозгового кровотока исследуется при применении меченой воды (H215O), ПЭТ с кислородом оценивает утилизацию кислорода (Brooks D.J. et al., 1984). Благодаря возможности изучать функциональную активность мозга, ПЭТ активно используется в нейрофизиологических исследованиях и при различных заболеваниях ЦНС (Berns G.S., 1999; Raichle M.E., Mintun M.A., 2006).

Основным энергетическим субстратом для клеток головного мозга является глюкоза, поэтому измерение скорости метаболизма глюкозы (СМГ) имеет большое значение для оценки состояния мозговой ткани в первую очередь, серого вещества головного мозга (Baron J.C. et al., 1982; Phelps M.E., Mazziotta J.C., 1985). С конца 70-х годов прошлого века для оценки СМГ в качестве трейсера используется аналог глюкозы - [18F]2-флюоро-2-дезокси-D-глюкоза (Kuhl D.E., 1984). Фтордезоксиглюкоза (ФДГ) повторяет начальный участок метаболического пути глюкозы, проникая из сосудистого русла в межклеточное пространство и затем в клетки, где фосфорилируется гексокиназой, но продукт реакции, в отличие от фосфата глюкозы, не вступает в цикл Кребса, а остается в клетках в течение исследования, что позволяет измерить уровень трейсера в ткани (Reivich et al., 1985) и получить абсолютную (выраженную в ммоль глюкозы/100г ткани/мин), или относительную (выраженную в процентах от среднего значения активности, накопленной во всем мозге) оценку СМГ. Cкорость метаболизма глюкозы связана с локальным мозговым кровотоком и регионарной синаптической активностью (Raichle M.E. et al., 1976; Yarowsky P.J. et al., 1981). Таким образом, ФДГ-ПЭТ дает возможность оценить функциональное состояние серого вещества головного мозга в норме и при различных заболеваниях (Dedeurwaerdere S. et al., 2007; Laws S.M. et al., 2007; Jagust W. et al., 2007). Необходимо отметить, что, в отличие от фМРТ, измерение СМГ при ПЭТ исследовании может проводиться в состоянии покоя и, соответственно оценивать не только динамические, но и достаточно стойкие изменения функциональной активности в различных областях головного мозга. Лимитирует применение ПЭТ относительно высокая стоимость процедуры и применение радиоактивных веществ.

Оценка скорости метаболизма глюкозы у больных рассеянным склерозом проводилась несколькими группами авторов. Оценивалась как абсолютная, так и относительная (нормализованная на среднее значение активности, накопленной во всем мозге) СМГ. Отмечалось снижение общей СМГ, которое было более выражено при большей длительности и тяжести заболевания (Roelcke U. et al., 1997; Bakshi R. et al., 1998; Blinkenberg M. et al., 1999). Сопоставление результатов ПЭТ и МРТ исследований оказались противоречивы. Blinkenberg M. и др. обнаружили положительную корреляцию между глобальным снижением СМГ и общим объемом очагов на МРТ (Blinkenberg M. et al., 2000). В другом исследовании данной взаимосвязи выявлено не было (Paulesu E. et al., 1996). Таким образом, взаимозависимость между глобальным снижением СМГ и общим объемом МРТ очагов остается неясной. Возможно, глобальное снижение СМГ является результатом прогрессирующей атрофии мозговой паренхимы, развивающейся в результате диффузных нейродегенеративных изменений (Ильвес А.Г. и др., 2003). Снижение регионарной СМГ наблюдалось в лобной коре преимущественно верхнемедиальных и дорзолатеральных отделах (премоторная зона), а также в височной и ассоциативной затылочной коре, таламусе, гиппокампе и базальных ядрах (Blinkenberg M. et al., 1996; Paulesu E. et al., 1996). Исследования с использованием относительных значений СМГ дали сходные результаты (Bakshi R. et al., 1998). Derache N. и др. изучали изменения глобальной и регионарной СМГ у 17 пациентов с ранним рассеянным склерозом и минимальной инвалидизацией по сравнению со здоровыми добровольцами (Derache N. et al., 2006). У больных рассеянным склерозом было выявлено значимое снижение СМГ в таламусе справа, в обоих полушариях мозжечка и в задней части нижней височной извилины слева. Кроме того, было отмечено повышение СМГ в нижней лобной извилине левого полушария, передней части височных извилин правого и левого полушария. Повышение регионарной СМГ, по мнению авторов, носило компенсаторный характер. Данное предположение подтверждается многочисленными фМРТ исследованиями, описанными выше. Сопоставление результатов ПЭТ и МРТ показали наличие отрицательных корреляций между объемом очагов демиелинизации и регионарной СМГ (Blinkenberg M. et al., 1999; Derache N. et al., 2006), что может говорить о важной роли очагов демиелинизации в нарушении метаболических процессов в сером веществе головного мозга.

При сопоставлении степени инвалидизации пациентов с результатами ПЭТ обследования значимых корреляций выявлено не было (Blinkenberg M. et al., 1999). Результатов исследования взаимосвязи очаговой неврологической симптоматики и изменений СМГ у больных рассеянным склерозом нами в литературе не найдено. При сопоставлении выраженности неврологических нарушений и изменений СМГ основное внимание исследователей направлено на изучение когнитивных, эмоционально-поведенческих дисфункций и патологической утомляемости (Herholz K., 2006). Данные симптомы выявляются у большинства пациентов уже на ранней стадии болезни и нарастают по мере прогрессирования заболевания, внося существенную лепту в развитие инвалидизации больных рассеянным склерозом(Simioni S. et al., 2007). Выраженность когнитивных нарушений коррелирует как с глобальным снижением СМГ, так и со снижением скорости метаболизма глюкозы лобных долях, гиппокампе и таламусе (Paulesu E. et al., 1996; Sun X. et al., 1998; Blinkenberg M. et al., 1999). Нарушения адаптационных психологических процессов коррелировало со снижением СМГ в лобной и лимбической областях коры (Резникова Т.Н. и соавт., 2004).

Патологическая утомляемость - наиболее часто встречающийся при рассеянном склерозе нейропсихологический синдром, который характеризуется явлениями общей слабости, быстрой утомляемости при умственной и физической нагрузках умеренной и средней степени выраженности. Патологическая утомляемость выявляется у 80% больных даже на ранних этапах заболевания (Trojan D.A. et al., 2007). Патогенез патологической утомляемости при рассеянном склерозе не известен. К возможным механизмам относят наличие очагов демиелинизации в премоторной и лимбической зонах, отвечающих за мотивацию и двигательную готовность, а также атрофические нарушения в сером и белом веществе головного мозга (Tedeschi G. et al., 2007). В исследовании Roelcke U. и др. показана зависимость выраженности патологической утомляемости от степени снижения СМГ глюкозы в премоторной и дополнительных моторных зонах коры лобных долей, задних отделах теменной коры, супрамаргинальной и угловой извилинах, медиальной затылочной коре, а также подлежащем белом веществе и базальных ганглиях. Наличие патологической утомляемости не было связано с уровнем инвалидизации по шкале EDSS (Roelcke U. et al., 1997). В тоже время в группе больных с выраженной патологической утомляемостью выявлено повышение регионарной СМГ в области червя мозжечка справа и передних отделов поясной извилины с двух сторон, что, по мнению авторов, может носить компенсаторный характер, так как данные области активно вовлекаются в выполнение когнитивных заданий и заданий, требующих повышенного внимания (Decenty J. et al., 1990). Выявленные взаимосвязи между выраженностью нарушений психической сферы и изменениями СМГ в сером веществе головного мозга у больных РС, по мнению большинства исследователей, являются как результатом прямого повреждения серого вещества головного мозга, так и функционального разобщения взаимосвязи корковых и субкортикальных структур и функциональной реорганизацией вещества мозга в ответ на повреждение (Blinkenberg M. et al., 1996; Roelcke U. et al., 1997; Bakshi R. et al., 1998; Blinkenberg M. et al., 2000). Данные выводы подтверждаются нейрофизиологическими и МРТ исследованиями (Hoffmann S. et al., 2007).

Таким образом, ПЭТ с фтордезоксиглюкозой является высокоинформативным методом оценки функциональных перестроек в сером веществе головного мозга, происходящих у больных РС. Необходимо отметить, что в связи с технической сложностью ПЭТ и большими материальными затратами, количество проведенных в мире исследований и включенных в них пациентов ограничено (число больных в каждом исследовании не превышало 50 человек). В то же время, изучение роли метаболических нарушений ЦНС при рассеянном склерозе в формировании клинической картины заболевания может внести существенный вклад в представление о патогенезе РС.

Уважаемые пользователи!
Наши специалисты готовы ответить на Ваши вопросы в разделе «Форум».