Untersuchung von adipositas-assoziierten Hirnentzündungen mittels quantitativer Wassergehaltskartierung

13. Oktober 2020

Stephanie Kullmann, Zaheer Abbas, Jürgen Machann, Nadim J. Shah, Klaus Scheffler, Andreas L. Birkenfeld, Hans-Ulrich Häring, Andreas Fritsche, Martin Heni, Hubert Preissl

Die zunehmende Prävalenz der Adipositas und der damit verbundenen Krankheiten, darunter Typ-2-Diabetes, metabolisches Syndrom, koronare Herzkrankheit und verschiedene Krebsarten, stellt weltweit eine zunehmende Belastung für die Gesundheitssysteme dar.

Obwohl es immer mehr Beweise dafür gibt, dass Adipositas mit Entzündungen im Gehirn einhergeht, ist der Nachweis von Hirnentzündungen in vivo eine Herausforderung. Jüngste Entwicklungen in der quantitativen Magnetresonanztomographie (qMRI) haben es jedoch ermöglicht, pathophysiologische Prozesse im Gehirn mit zuverlässigen und reproduzierbaren Messungen zu charakterisieren. Im Rahmen der qMRI hat sich eine Methode, die als Protonendichte-Bildgebung bekannt ist, als eine Möglichkeit herausgebildet, den freien Wassergehalt im Gehirn, der von verschiedenen Pathologien, darunter Entzündungen, beeinflusst wird, quantitativ zu bestimmen.

Anhand einer Kohorte von 115 normalgewichtigen, übergewichtigen und adipösen Männern und Frauen untersuchte diese Studie mögliche Zusammenhänge zwischen dem Gehirnwassergehalt und anthropometrischen Messungen der Adipositas, der Körperfettverteilung und des Ganzkörperstoffwechsels mit Hilfe der Protonendichte-Bildgebung.

Obwohl keine globalen Veränderungen des Wassergehalts mit Adipositas assoziiert waren, wurden bei Teilnehmern mit höherem BMI unabhängig vom Alter höhere Wassergehaltswerte im Kleinhirn, im limbischen Lappen und in der sub-lobulären Region festgestellt. Genauer gesagt zeigten das dorsale Striatum, der Hypothalamus, der Thalamus, die Fornix, die vordere Extremität der inneren Kapsel und die hintere Thalamusbestrahlung die stärkste Beziehung zum BMI, unabhängig vom Alter. Dieser lokale Anstieg in subkortikalen Regionen unterstützt die Prämisse, dass eine Entzündung im Gehirn eine Ursache für eine veränderte Gehirnfunktion und -struktur sein könnte.

Es bleibt jedoch abzuwarten, ob die Gehirnentzündung eine Ursache oder Folge der Adipositas beim Menschen ist, und es wäre ein longitudinale Studiendesign erforderlich, um dies zu beurteilen.

Die obige Figur zeigt die Hirnstrukturen, die von einem erhöhten Gehalt an freiem Wasser bei Adipositas betroffen sind, überlagert auf einer mittleren quantitativen Protonendichtekarte (A, vordere Extremität der inneren Kapsel; D, dorsales Striatum, einschließlich Caudat und Putamen; F, Fornix; H, lateraler Hypothalamus; MCP, mittlerer Kleinhirnstiel; P, hintere Thalamusbestrahlung; Th, Thalamus).

Originalpublikation:

Investigating obesity-associated brain inflammation using quantitative water content mapping