Кетони мозку, виявлені методом протонно-магнітно-резонансної спектроскопії у немовляти з синдромом Отахари, які отримували кетогенну дієту

Анотація

У дітей, які проходять метаболічну оцінку неврологічних станів, іноді виявляють атипові резонанси при обстеженнях протонно-магнітно-резонансної спектроскопії (MRS). Хоча першим інстинктом рентгенолога є підозра на патологічний метаболіт, зазвичай походження резонансу походить від екзогенного джерела. Ми повідомляємо про появу чітких резонансів, пов’язаних з кетогенною дієтою, у немовлят чоловічої статі з синдромом Отахари. Ці резонанси можна сплутати в інтерпретації з лактатом і глутаматом. Для підтвердження розподілів основи для кількісного визначення були доповнені моделюванням β-гідроксибутирату, ацетону та ацетоацетату в програмному забезпеченні для обробки спектроскопії LCModel. Нам вдалося визначити кількість кінцевих продуктів кетогенної дієти та проілюструвати, як розрізнити ці резонанси.

Вступ

Тут ми повідомляємо про клінічні та рентгенологічні особливості, особливо ті, що виявляються при протонно-магнітно-резонансній спектроскопії (МРС), у немовляти з діагнозом синдром Отахари та лікування кетогенною дієтою. Ці особливості можна сплутати з патологічними метаболітами, такими як лактат та глутамат, без належного розпізнавання спектральних особливостей та історії лікування.

Звіт про справу

Пацієнт є другою дитиною чоловічого віку, яка народилася від батьків, що не є спорідненими, без надзвичайної сімейної історії захворювання. Пацієнтка народилася вагінально, у термін вагітності, з вагою при народженні 3000 г. Оцінки Апгара становили 8 та 9 через 1 та 5 хв відповідно. Під час народження у немовляти був помічений поганий смоктальний рефлекс, високий крик і ривкові рухи тіла. Приблизно у віці 6 тижнів немовля було госпіталізовано до відділення інтенсивної терапії новонароджених через невдале процвітання та постійні ненормальні ривкові рухи тіла щодо судом через підозру на вроджену помилку метаболізму. Судоми лікували фенобарбіталом, L-карнітином та вальпроєвою кислотою без істотного поліпшення стану. Кетогенна дієта була розпочата у віці 2,5 місяців через постійні судоми та аномальну ЕЕГ. У немовляти була встановлена гастростомічна трубка для допомоги у годуванні. У віці 3,5 місяців немовля було маленьким і худорлявим (ріст і вага як на рис. 1

Непримітні МРТ-зображення 5-місячного хлопчика з синдромом Отахари, який лікувався кетогенною дієтою. a Осьове T1-зважене зображення відновлення інверсії ілюструє мієлінізацію у внутрішній капсулі. b Осьове T2-зважене турбо-спін-ехо-зображення із регіонами, що представляють інтерес для отримання MRS, позначено у чорних ящиках

Протокол MRS включав двостороннє придбання базальних гангліїв з використанням локалізації точкової роздільної спектроскопії (PRESS) з коротким часом відлуння (TE) 35 мс і проміжним TE 144 мс, все з використанням стандартного часу повторення 2000 мс, 128 середніх значень і розмірів вокселів 3,375 см 3. Програмне забезпечення сканера МР спочатку використовувалось для подальшої обробки чотирьох придбань MRS.

Спектри, генеровані за допомогою модифікованої бази, встановленої в програмному забезпеченні LCModel. Знизу в центрі, червона лінія - це обладнані спектри з чорною лінією, що представляє вихідні дані. Верхня сітка включає різницю між необробленою та встановленою, яка повинна нагадувати шум. Короткий ехопротонний MRS проводили в області лівих базальних гангліїв 5-місячного хлопчика з синдромом Отахари, який лікувався кетогенною дієтою. Початкове враження свідчить про підвищений вміст лактату та глутамату. Однак, більш уважний огляд місць хімічного зсуву виявляє, що резонанс при 1,2 ppm більше підходить для β-гідроксибутирату. Гострі синглети, розташовані при 2,2 проміле, незвичні для типового мультиплета нейромедіатора. Синглет при 3,45 проміле є специфічним для ацетоацетату. β – OHB β-гідроксибутират, AcAc ацетоацетат, Туз ацетон

Спектри, генеровані за допомогою модифікованої бази, встановленої в програмному забезпеченні LCModel. Короткий ехопротонний MRS проводили в області базальних гангліїв 6-місячного віку, що зазвичай розвивається у чоловіків. Порівняльне порівняння дозволяє краще розпізнавати різні метаболіти, видно з рис. 2. Визначених резонансів у широких резонансах глутамату та глутаміну від 2,1 до 2,6 ppm не спостерігається.

Спектри, сформовані за допомогою модифікованого базису, встановленого в програмному забезпеченні LCModel. Проміжний ехопротонний MRS проводили в лівій області базальних гангліїв 5-місячного хлопчика з синдромом Отахари, який лікувався кетогенною дієтою. Синглети для ацетону та ацетоацетату відзначаються при 2,2 проміле. Резонанс у 3.45 став затемненим у базовому шумі із затуханням сигналу Т2. AcAc ацетоацетат, Туз ацетон

Спектри, генеровані за допомогою модифікованої бази, встановленої в програмному забезпеченні LCModel. Проміжний ехопротонний MRS проводили в області базальних гангліїв 6-місячного віку, як правило, у чоловіків, що контролювали. Спектри ілюструють, що для області нейромедіатора при 2,2 ppm не спостерігається різких синглетів

Обговорення

Ми повідомляємо про одночасне виявлення β-гідроксибутирату, ацетоацетату та ацетону за різними резонансами, що виникають на протонних МР-спектрах, отриманих у нашого пацієнта з синдромом Отахари, який отримував кетогенну дієту. Наскільки нам відомо, жоден інший звіт не описував одночасну появу всіх трьох кетонів у мозку під час використання протонової MRS.

У літературі лише в декількох дослідженнях застосовували MRS для виявлення кетонових тіл у мозку людини. Сеймур та ін. [6] повідомляв про спостереження ацетону без виявлення β-гідроксибутирату або ацетоацетату в мозку за протоновим MRS потиличної кори у групі переважно дітей з епілепсією, які отримували кетогенну дієту. Призначення ацетону (резонанс при 2,22 проміле) було підтверджено за допомогою моделювання in vitro. Вони також зазначили, що для тих дітей, які демонстрували ацетон мозку, судоми добре контролювалися. Wootton-Gorges та ін. [7] повідомили про виявлення церебрального β-гідроксибутирату та те, що вони називали у дослідженні комбінацією ацетон/ацетоацетат у дітей із діабетичним кетоацидозом (ДКА) під час епізоду з використанням протонової MRS. Проміжне ехо (ТЕ 144 мс), вибране для їх дослідження, дозволяло лише виявити резонанс метильної групи, оскільки метиленовий сигнал при 3,45 м.д. втрачає когерентність. Крім того, підвищення рівня глюкози, таке як те, про яке повідомляли у дорослих з ДКА Крейсом та Россом [8], могло затьмарити ацетоацетатний сигнал при 3,45 проміле. Таким чином, розподіл ацетону проти ацетоацетату було неможливим у дослідженні 2005 року. Після відновлення епізоду сигнали з кетонів більше не були виявлені.

Розташування та зовнішній вигляд дублету для β-гідроксибутирату можуть бути складними для інтерпретації. Помилкове присвоєння β-гідроксибутиратних резонансів як лактату може статися, якщо місце хімічного зсуву неправильно зазначено. Центр дублету β-гідроксибутират знаходиться на рівні 1,20 ppm, тоді як лактату - 1,35 ppm. Хоча два піки близькі, відповідні концентрації можна визначити. У нашому аналізі LCModel проміжне відлуння β-гідроксибутирату не є оптимальним для захоплення спінового зв’язку молекули. Моделювання передбачає два синглети, один при 1,15, а інший при 1,25 проміле, замість справжнього, зчепленого дублета. Крім того, відбір проб при TE 144 мс оптимізований для інвертування лактату нижче базової лінії з його J-зв'язком на 6,9 Гц. Оптимальний відбір проб відлуння для інверсії β-гідроксибутирату становить 1/Дж, при цьому зв'язок J 6,262 Гц наближається до значення 160 мс. Дослідження, підозрілі для β-гідроксибутирату, повинні використовувати значення TE приблизно 160 мс, щоб оптимізувати інверсію метилового дублету нижче базової лінії. На додаток до метилового дублету, складний мультиплет для метиленового та метинового резонансів β-гідроксибутирату не моделюється в наборі основ.

Таким чином, у 5-місячного немовляти чоловічої статі із синдромом Отахари спостерігались чіткі резонанси β-гідроксибутирату, ацетоацетату та ацетону, пов’язані з кетогенною дієтою. Ці резонанси можна сплутати в інтерпретації з лактатом і глутаматом без належного врахування місць і амплітуд хімічних зсувів.

Список літератури

Ishii M, Shimono M, Senju A et al (2011) [Кетогенна дієта як ефективне лікування синдрому Отахари]. Ні Хаттацу 43: 47–50

Seo JH, Lee YM, Lee JS, Kim SH et al (2010) Випадок синдрому Отахари з дефіцитом комплексу I мітохондріального дихального ланцюга. Brain Dev 32: 253–257.

Cervenka MC, Kossoff EH (2013) Дієтичне лікування нерозв'язної епілепсії. Континуум 19 (3 епілепсія): 756–766

Леві Р, Купер Р (2003) Кетогенна дієта при епілепсії. Кокранівська база даних Syst Rev 3, CD001903. doi: 10.1002/14651858.CD001903

Provencher SW (1993) Оцінка концентрацій метаболітів з локалізованих спектрів ЯМР протонів in vivo. Magn Res Med 30: 672–679

Seymour KJ, Bluml S, Sutherling J et al (1999) Ідентифікація церебрального ацетону за допомогою 1H-MRS у пацієнтів з епілепсією, контрольованою кетогенною дієтою. МАГМА 8: 33–42

Wootton-Gorges SL, Buonocore MH, Kuppermann N et al (2005) Виявлення церебрально-гідроксибутирату, ацетоацетату та лактату на МР-спектроскопії протонів у дітей із діабетичним кетоацидозом. AJNR Am J Нейрадіол 26: 1286–1291

Kreis R, Ross BD (1992) Порушення мозкового метаболізму у пацієнтів з підгострим та хронічним цукровим діабетом: виявлення за допомогою протонної МР-спектроскопії. Рентгенологія 184: 123–130