Άνοια της νόσου Parkinson: το πρότυπο της εξέλιξης της γνωστικής έκπτωσης: κλινικο-απεικονιστική μελέτη

Abstract

Purpose: The purpose of the present study was to investigate morphological gray matter abnormalites, as well as microstructural white matter abnormalities, in in patients with idiopathic Parkinson's disease (PD) and various stages of cognitive decline. Materials and Methods: The Parkinson's Disease-Cognitive Rating Scale (PD-CRS) was used for the basic neuropsychological evaluation of the participants. Prior to its application in the study, the scale was adapted in the Greek language. The final sample consisted of three PD patient groups of similar age, disease duration and disease stage; 20 patients without cognitive impairment (PD-NC), 20 patients with mild cognitive impairment (PD-MCI) and 21 patients with dementia (PDD). The three patient groups were compared in terms of their clinical and imaging characteristics. Changes in gray matter volume were studied with the use of voxel-based morphometry (VBM). White matter abnormalities were assessed by using fractional anisotropy (FA), mean diffusivity (MD), axial diffusivity (AD) and radial diffusivity (RD) measures derived by diffusion tensor imaging. Voxelwise statistical analysis of the FA, MD, AD and RD data was carried out using Tract-Based Spatial Statistics. Results: Statistical significant differences were observed among all patient groups regarding the “subcortical” sub-score of PD-CRS. In contrast, the “cortical” sub-score was significantly lower only in the PDD group. Compared to the PD-NC group, the PD-MCI group presented atrophy of the inferior and middle temporal gyrus, whereas in the PDD group, atrophy was observed in thalamus and hippocampus. In multiple regression analysis across the whole sample of participants, the overall performance on the PD-CRS scale was positively associated with gray matter volume across multiple regions, including extensive areas of the cortex, the striatum as well as limbic regions. Statistically significant correlations with gray matter volume with different spatial patterns were also observed with the PD-CRS sub-scores, as well as with the score in specific PD-CRS raw items. The DTI method revealed lower FA values in the corpus callosum, the corona radiata and the cingulum in PDD patients compared to the PD-NC group. When compared to the PD-MCI group, PDD patients manifested decreased FA restricted to corona radiata. Lower PD-CRS score was significantly asssociated with decreased FA, MD and AD values in multiple white matter tracts primarily located in prefrontal and limbic areas as well as across the corpus callosum. Significant associations with lower FA values were also observed in the regression analyses involving PD-CRS sub-scores and the score in specific PD-CRS raw items. Conclusions: Cognitive impairment in PD-patients is characterized by a gradual decline of subcortical fuctions with clinical transition to dementia to be signaled by superimposed deficits in cortical functions. Cognitive deterioration is accompanied by a significant loss of gray matter volume and white matter integrity. The observed striatal atrophy in patients with more severe cognitive impairment was one of the most stable and outstanding findings of the present study, reflecting among others the impairment of multiple frontο-striatal circuits. In addition, the use ofdiffusion indices, including directional diffusivities, revealed findings suggestive of a progressive axonal degeneration accompanying the transition to dementia. The corpus callosum, the corona radiata and the cingulum areamong the regions mostly affected during this course.

Στόχοι: O σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση μορφολογικών μεταβολών της φαιάς ουσίας του εγκεφάλου καθώς και μεταβολών της λευκής ουσίας σε μικροσκοπικό επίπεδο σε ασθενείς με νόσο Parkinson (PD) και διαφόρων σταδίων γνωστική έκπτωση. Υλικό και Μέθοδοι:Για τον νευροψυχολογικό έλεγχο των ασθενών επιλέχθηκε η κλίμακα Parkinson’s Disease-Cognitive Rating Scale (PD-CRS). Πριν την εφαρμογή της στη μελέτη η κλίμακα προσαρμόστηκε στην ελληνική γλώσσα. Το τελικό δείγμα αποτέλεσαν τρεις ομάδες ασθενών με PD μη διαφέρουσες σημαντικά ως προς την ηλικία, τη διάρκεια και το στάδιο της νόσου: 20 ασθενείς χωρίς γνωστική έκπτωση (PD-NC), 20 ασθενείς με ήπια γνωστική διαταραχή (PD-MCI) και 21 ασθενείς με άνοια (PDD). Οι τρεις ομάδες συγκρίθηκαν ως προς τα κλινικά και απεικονιστικά τους χαρακτηριστικά. Οι μεταβολές του όγκου της φαιάς ουσίας μελετήθηκαν με τη χρήση της Τεχνικής Μορφομετρίας Στοιχειωδών ‘Ογκων (Voxel-based Morphometry- VBM). Οι διαταραχές της λευκής ουσίας αξιολογήθηκαν με τη μελέτη των παραμέτρων κλασματικής ανισοτροπίας (FA), μέσης διάχυσης (MD), επιμήκους διάχυσης (AD) και εγκάρσιας διάχυσης (RD) οι οποίες προέκυψαν από ακολουθίες τανυστή διάχυσης (Diffusion Tensor Imaging-DTI) και με τη χρήση του λογισμικού Tract-based spatial statistics. Αποτελέσματα: Η υποφλοιώδης βαθμολογία της PD-CRS διέφερε σημαντικά μεταξύ όλων των ομάδων, σε αντίθεση με τη «φλοιώδη» υποβαθμολογία η οποία ήταν σημαντικά μικρότερη μόνο στην ομάδα PDD. Σε σύγκριση με την ομάδα PD-NC, οι ασθενείς της ομάδας PD-MCI παρουσίασαν ατροφία στην περιοχή της κάτω και μέσης κροταφικής έλικας, ενώ αντίστοιχα στην ομάδα PDD παρατηρήθηκε ατροφία σε περιοχές του θαλάμου και του ιπποκάμπου. Σε ανάλυση πολλαπλής παλινδρόμησης σε ολόκληρο το δείγμα των ασθενών, η συνολική επίδοση στην κλίμακα PD-CRS παρουσίασε θετική συσχέτιση με τον όγκο της φαιάς ουσίας σε πολλαπλές περιοχές συμπεριλαμβανομένων εκτεταμένων περιοχών του φλοιού, του ραβδωτού και του μεταιχμιακού συστήματος. Στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις με τον όγκο της φαιάς ουσίας με διάφορα χωρικά πρότυπα παρατηρήθηκαν επίσης με τις υποβαθμολογίες της PD-CRS, καθώς και με τη βαθμολογία σε επιμέρους υποδοκιμασίες. Κατά την εφαρμογή της μεθόδου DTI η ομάδα PDD παρουσίασε χαμηλότερες τιμές FA στο μεσολόβιο καθώς και στην περιοχή του ακτινωτού στεφάνου και του προσαγωγίου σε σχέση με την ομάδα PD-NC, ενώ σε σύγκριση με την ομάδα PD-MCI μείωση της τιμής της FA παρατηρήθηκε μόνο στον ακτινωτό στεφάνο. Σε αναλύσεις πολλαπλής παλινδρόμησης η χαμηλότερη βαθμολογία στην κλίμακα PD-CRS συσχετίσθηκε με μειωμένες τιμές FA, MD και AD σε πολλαπλά δεμάτια λευκής ουσίας εντοπιζόμενα κυρίως σε προμετωπιαίες και μεταιχμιακές περιοχές, καθώς και στο μεσολόβιο. Στατιστικά σημαντική μείωση της FA παρατηρήθηκε επίσης σε σχέση με τις υποβαθμολογίες της PD-CRS, καθώς και με τη βαθμολογία σε επιμέρους υποδοκιμασίες. Συμπεράσματα: Η γνωστική έκπτωση στους ασθενείς με PD χαρακτηρίζεται από μια σταδιακή εξασθένιση υποφλοιωδών λειτουργιών με την κλινική μετάβαση σε άνοια να σηματοδοτείται από την επιπρόσθετη διαταραχή φλοιωδών λειτουργιών. Η έκπτωση των γνωστικών λειτουργιών συνοδεύεται από σημαντικής έκτασης απώλεια του όγκου της φαιάς ουσίας και της ακεραιότητας της λευκής ουσίας. Στα ιδιαίτερα ευρήματα της παρούσας μελέτης συγκαταλέγεται η σταθερή ανεύρεση κατά τις περισσότερες αναλύσεις ατροφία του ραβδωτού, αποτυπώνοντας έτσι και τη διαταραχή ποικίλων μετωποραβδωτών κυκλωμάτων. Επίσης η χρήση ειδικών δεικτών διάχυσης ανέδειξε ευρήματα ενδεικτικά μιας προοδευτικής νευραξονικής εκφύλισης κατά την εξέλιξη της γνωστικής διαταραχής, με πιο σταθερή εντόπιση κατά την παρούσα μελέτη στις περιοχες του μεσολοβίου, του ακτινωτού στεφάνου και του προσαγωγίου.