Μιτοχονδριακές εγκεφαλομυοπάθειες: βιοχημική διερεύνηση των μυών και μελέτη του εγκεφάλου σε μαγνητική φασματοσκοπία

Abstract

OBJECTIVE: The aim of this study is to investigate the biochemical, endocrinologic and histological parameters in patients with Mitochondrial Encephalopathy (MEM) and their relation to the findings of the single voxel Proton Magnetic Resonance Spectroscopy (1H-MRS) of the brain. MATERIAL-METHODS:38 patients with clinical and laboratory data compatible with MEM underwent blood tests, muscle biopsy and MRImaging. In 21 of them 1H-MRS of the brain was used. RESULTS:In the blood tests increased levels were observed for the serum lactate in 31 patients. 4 with KSS/38 had a hypoparathyroidism, 4/5 with MNGIE had decreased testosterone levels and increased FSH and LH levels. Multiple complex deficiency was shown in 22 patients, single deficiency in 13.In the histological examination 27 patients showed RRF and 24 COX negative fibers. In brain MRI leucoencelopathy was observed in 11 and brain atrophy in 5. In 1H-MRS in frontal white matter, basal ganglia and brainstem, statistical differencies were showed in the brainstem between the patients and the healthy controls in the ratio of NAA/Cr (p=0,0006) and Cho/Cr (p= 0,017).The KSS patients showed in relation to the controls statistically significant decrease of the brainstem ratio NAA/Cr (p=0,026). CONCLUSION:The large variety of clinical phenotypes in MEM is due to the geneticaly determinated specialized sensitivities of different tissues, that makes them vurnerable to the deficiency of the mitochondrial energy.1H-MRS proved in the brainstem statistically significant differencies between patiens and healthy controls in the metabolites NAA/Cr and Cho/Cr ratios, that signalizes a significant (20-26%) loss of the neurons which is related to the earlier and more frequent manifestation of ophthalmoplegia in MEM. The detection of 4 cases of hypoparathyroidism only in patiens with KSS and 4 with androgens disorder in MNGIE attracts for further investigation for endocrine disorders in MEM.The finding of high levels of serum lactate represents a strong indicator of a mitochondrial disease, whereas the finding of normal levels does not exclude it. In the brain, the results of the search for lactate with the help of 1H-MRS do not represent safe diagnostic data since lactate cannot be traced in regions where glia have been developed. Magnetic Resonance Spectroscopy can be helpful in the diagnosis of a mitochondrial disease localized mainly in the brainstem and provide useful information making use of a bloodless method.

ΣΚΟΠΟΣ:Είναι η μελέτη των βιοχημικών, ενδοκρινολογικών και ιστολογικών παραμέτρων σε ασθενείς με Μιτοχονδριακή Εγκεφαλομυοπάθεια (ΜΕΜ) και ο συσχετισμός των με τα αποτελέσματα της Μαγνητικής Φασματοσκοπίας (1H-MRS) του εγκεφάλου. ΜΕΘΟΔΟΣ:38 ασθενείς με κλινικά και εργαστηριακά δεδομένα συμβατά με Μιτοχονδριακή Εγκεφαλομυοπάθεια υποβλήθηκαν σε αιματολογικές εξετάσεις, βιοψία μυός και απεικονιστικό έλεγχο του εγκεφάλου με MRI. Σε 21 έγινε 1H-MRS του εγκεφάλου. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Σε 31/38 ασθενείς διαπιστώθηκε αύξηση γαλακτικού οξέως αίματος. 4 με KSS /38 είχαν υποπαραθυρεοειδισμό, 4/5 με MNGIE είχαν μειωμένες τιμές τεστοστερόνης και αυξημένες FSH και LH. Από τη βιοχημική μελέτη του μυός πολυσυμπλεγματική ανεπάρκεια είχαν 22 ασθενείς, μονοσυμπλεγματική 13. Από την ιστολογική διερεύνηση οι 27 είχαν RRF και 24 COX αρνητικές ίνες. Με την MRI εγκεφάλου στους 11 διαπιστώθηκε λευκοεγκεφαλοπάθεια και στους 5 ατροφία. Από την 1H-MRS στη μετωπιαία λευκή ουσία, βασικά γάγγλια και στέλεχος, μόνο στο στέλεχος βρέθηκαν στατιστικές διαφορές μεταξύ των ασθενών και υγιών μαρτύρων στους λόγους ΝΑΑ/Cr με p=0,0006 και Cho/Cr με p=0,017. Οι ασθενείς με KSS παρουσιάζουν σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες στατιστικά σημαντική μείωση του λόγου ΝΑΑ/Cr (p=0,026) στο στέλεχος. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η μεγάλη ποικιλία κλινικών φαινοτύπων στις ΜΕΜ οφείλεται στη γενετικά προκαθορισμένη ευαισθησία ορισμένων ιστών,η οποία τους καθιστά ευάλωτους στη μείωση της μιτοχονδριακής ενέργειας. Από την 1H-MRS εγκεφάλου βρέθηκαν στο στέλεχος στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ ασθενών και υγιών μαρτύρων στους μεταβολικούς λόγους NAA/Cr και Cho/Cr, ως απώλεια νευρώνων της τάξης του 20-26% και προφανώς έχει σχέση με τη συχνότερη και πρωϊμότερη εκδήλωση οφθαλμοπληγίας στις ΜΕΜ. Η ανεύρεση 4 περιπτώσεων υποπαραθυρεοειδισμού αποκλειστικά σε ασθενείς με KSS και 4 με διαταραχή των ανδρογόνων ορμονών σε ασθενείς με MNGIE προκαλεί το ενδιαφέρον για περαιτέρω διερεύνηση των ενδοκρινικών διαταραχών σε ΜΕΜ. Η ανεύρεση υψηλών τιμών γαλακτικού οξέως στο αίμα αποτελεί ισχυρό δείκτη μιτοχονδριακού νοσήματος, ενώ η ανεύρεση φυσιολογικών τιμών δεν το αποκλείουν. Τα αποτελέσματα της αναζήτησης γαλακτικού οξέως με την 1H-MRS δεν δίνουν ασφαλή διαγνωστικά στοιχεία αφού δεν ανιχνεύεται στις περιοχές όπου έχει αναπτυχθεί γλοίωση. Συνεπώς η Μαγνητική Φασματοσκοπία μπορεί να βοηθήσει στη διάγνωση μιτοχονδριακής νόσου με εντόπιση κυρίως στο στέλεχος, και να δώσει χρήσιμες πληροφορίες με μια αναίμακτη μέθοδο.