Published January 2003 | Version v1
Journal article

31P-MR spectroscopy of the brain in patients with anorexia nervosa: characteristic differences in the spectra between patients and healthy control subjects

  • 1. Inst. fuer Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Klinikum der Friedrich-Schiller-Univ. Jena (Germany)
  • 2. Klinik fuer Kinder- und Jugendpsychiatrie, Klinikum der Friedrich-Schiller-Univ. Jena (Germany)

Description

Purpose: To investigate whether 31P-MR spectroscopy can detect reduced concentrations of high-energy phosphates, like PCr and NTP, caused by decreased metabolic activity in the brain of patients with anorexia nervosa (AN) and, furthermore, whether any impairment of the cerebral membrane metabolism can be derived from the spectra. Material and Methods: 10 female patients, age range 12 - 20 years and mean BMI (body mass index) of 14.8 ± 1.6 kg/m2, with clinically diagnosed AN (ICD-10, F50.0) and 10 healthy control subjects, age range 12 - 21 years and mean BMI 19.0 ± 2.1 kg/m2, without nutritional disturbances: were investigated. 31P-MR spectroscopy was performed with a 1.5 T MRI unit using single volume selection in the frontal/prefrontal region of brain. Relative metabolic concentrations were quantified by normalizing the peak areas of the metabolites with the total area of the complete phosphorous spectrum, Ptot, as well as with the peak area of β;-NTP. Results: Significant differences between the two groups were observed for the metabolic ratios PDE/Ptot, PDE/β;-NTP and α-NTP/Ptot which were lower in the patient group except for α-NTP/Ptot. These ratios also revealed a statistically significant correlation with the BMI (rPDE/Ptot = 0.747, rPDE/β;-NTP = 0.57, rα-NTP/Ptot = -0.56; p ≤ 0.1). Reduced relative concentrations of PCr/Ptot, β;-NTP/Ptot or Pi/Ptot were not encountered. Conclusion: The lowered PDE/Ptot ratio for patients with AN and its correlation with BMI suggests that decreased BMI induces compositional changes of the phospholipids in the brain, which decrease the fraction of mobile phospholipids. (orig.)

Abstract (German)

Problemstellung: Das Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob mit Hilfe der 31P-MR-Spektroskopie (31P-MRS) im Gehirn von Patienten mit Anorexia nervosa (AN) verringerte Konzentrationen an energiereichen Phosphaten, wie PCr und NTP, aufgrund einer reduzierten Stoffwechselaktivitaet nachweisbar sind und ob sich aus den Spektren Hinweise auf Stoerungen des Membranstoffwechsels ergeben. Methodik: Untersucht wurden 10 Patientinnen mit klinisch diagnostizierter AN (ICD-10, F50.0) im Alter von 12-20 Jahren und mit einem mittleren Body-Mass-Index (BMI) von 14,8 ± 1,6 kg/m2 sowie 10 weibliche Kontrollpersonen ohne Ernaehrungsstoerung im Alter von 12-21 Jahren und mit einem mittleren BMI von 19,0 ± 2,1 kg/m2. Die 31P-MRS wurde mit Einzelvolumenselektion (ISIS) in der frontalen/praefrontalen Hirnregion bei einer Feldstaerke von 1,5 T durchgefuehrt. Die Quantifizierung der Metaboliten erfolgte durch Normierung der Einzelsignale mit der Gesamtflaeche Pges des Phosphorspektrums sowie mit der Einzelpeakflaeche des β;-NTP. Ergebnisse: Signifikante Unterschiede zwischen Patienten und Kontrollpersonen wurden lediglich fuer die Quotienten PDE/Pges, PDE/β;-NTP und α-NTP/Pges gefunden, die mit Ausnahme des Quotienten αNTP/Pges bei den Patienten mit AN erniedrigt waren. Diese Quotienten zeigten darueber hinaus eine Korrelation mit dem BMI (rPDE/pges = 0,747, rPDE/β;-NTP = 0,57, rα-NTP/Pges = -0.56; p ≤ 0,01). Anzeichen verminderter relativer Konzentrationen von PCr/Pges, β;-NTP/Pges oder Pi/Pges wurden nicht beobachtet. Schlussfolgerungen: Die Verminderung des PDE/Pges-Quotienten bei Patientinnen mit AN und die Korrelation mit dem BMI lassen darauf schliessen, dass mit abnehmendem BMI Aenderungen der Phospholipidzusammensetzung im Gehirn auftreten, die zu einer Reduzierung des Anteils mobiler Phospholipide fuehren. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
P-MRS des Hirns bei Anorexia nervosa: charakteristische Unterschiede in den Spektren von Patienten und gesunden Vergleichspersonen

Publishing Information

Journal Title
RoeFo - Fortschritte auf dem Gebiete der Roentgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren
Journal Volume
175
Journal Issue
1
Journal Page Range
p. 75-82
ISSN
1438-9029
CODEN
RFGNDO