Traktbasierte Diffusionstensor-Bildgebung (DTI) | Neuro-Depesche 11-12/2019

Ausgedehnte Konnektivitätsstörungen der weißen Substanz

Die Narkolepsie Typ 1 wird durch einen selektiven Verlust Hypocretin- produzierender Neuronen im Hypothalamus verursacht, die mehrere neuronale Netze, nicht nur mit Verbindung zur Schaf-wach-Regulation, beeinflussen. In einer niederländischen DTI-Studie fanden sich bei Narkolepsie-Patienten ausgedehntere Konnektivitätsstörungen der weißen Substanz.
In einer sehr homogenen Gruppe von zwölf derzeit unbehandelten Patienten mit Narkolepsie Typ 1 (nach ICSD-3) und elf gematchten Gesunden wurde die DTI eingesetzt. Anhand multimodaler Analysetechniken wurden das Ausmaß mikrostruktureller Veränderungen der weißen Substanz (WM) und Konnektivitätsstörungen im gesamten Gehirn untersucht.
Unter Verwendung der fraktionellen Anisotropie (FA) und der mittleren axialen und radialen Diffusivität (MD, AD, RD) wurde zunächst eine traktbasierte räumliche Auswertung (Tract-based spatial statistics, TBSS) durchgeführt. Dann wurden in vordefinierten Regions of interest mit Bezug zu Schlaf-wach-Regulation, Belohnungssystem etc. quantitative Analysen der mittleren FA-, MD-, AD- und RD-Werte durchgeführt.
Die TBSS-Analysen ergaben bei den Narkolepsie- Patienten signifikant eine niedrigere FA und höhere RD im Gesamthirn. Besonders ausgeprägt war dies in diesen Strukturen: ventrales Diencephalon (inkl. Hypothalamus, s.Bild li.), Thalamus, Mittelhirn und Pons sowie in der primärmotorischen und somatosensorischen WM, Capsula interna und Corpus callosum - nicht aber im Kleinhirn. In der speziellen Hypothalamus-Traktografie ergab sich bei den Patienten u. a. eine signifikant niedrigere FA in linkshypothalamischen Fasern, die zum Mittelhirn ziehen.
Entgegen der Erwartung fanden sich weder in der MD und AD signifikante Korrelationen mit der Krankheitsdauer der Patienten oder dem Ausmaß der Tagesschläfrigkeit. JL

Kommentar

Die reduzierte FA und die Unterschiede in der Konnektivität (z. B. des ventralen Diencephalon inkl. Hypothalamus zu verschiedenen Schlaf- und Motorik- bezogenen Kernen) deuten auf eine Kombination von geringerer Axon-Dichte sowie geringerer Myelinisierung und/oder größeren Axondurchmessern hin. Die DTI-Befunde belegen eine bislang unterschätzte – direkte und/oder indirekte – Auswirkung des Hypocretin-Mangels auf die Mikrostruktur der weißen Substanz. In Anbetracht von nur 50.000–80.000 Hypocretin-produzierenden Neuronen vermuten die Autoren einen sekundären Mechanismus oder eine Reaktionskaskade, die mit dem Hypocretin- Mangel zusammenhängt. Mithin könnte es sich bei der Narkolepsie Typ 1 um eine hirnweite Funktionsstörung handeln.
Quelle: Gool JK et al.: Widespread white matter connectivity abnormalities in narcolepsy type 1: A diffusion tensor imaging study. Neuroimage Clin 2019; 24: 101963 [Epub 29. Juli; doi: 10.1016/j.nicl.2019.101963]

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