Makromolekulare Protonendichte im alternden Gehirn

Die Magnetresonanztomografie (MRT) gehört zu jenen Bildgebenden Verfahren, welche die Hirnforschung in den letzten Jahren signifikant geprägt haben. Ausschlaggebend dafür waren vor allem der Wegfall eines Strahlenrisikos sowie ein multiparametrischer Kontrastmechanismus mit ausgezeichnetem Weichteilkontrast im Hirngewebe. Diese Aspekte führten zur Entdeckung altersassoziierter Veränderungen im Marklager des Gehirns bei ansonsten gesunden älteren Personen. Die Frequenz derartiger Signalveränderungen nimmt im Alterungsprozess zu und erreicht in höherem Alter nahezu endemische Ausmaße. Allerdings variiert deren Ausprägungsgrad von punkförmigen bis hin zu konfluierenden Hyperintensitäten. Obwohl insbesondere ausgedehnte Marklagerveränderungen wiederholt mit kognitiven Einschränkungen, Depression, Gangstörungen und einem erhöhten Schlaganfallrisiko assoziiert wurden, ist das Verständnis deren Ätiologie über weite Strecken unvollständig. Dies liegt zum Teil darin begründet, dass die konventionelle MRT derartige Veränderungen zwar mit hoher Sensitivität abbilden kann, jedoch keine detaillierten Einblicke in zugrunde liegende pathophysiologische Veränderungen erlaubt. Diese Einschränkungen sollen nun mittels einer neuen quantitativen MRT-Technik zumindest teilweise überwunden werden. Davon sollten sich neue Erkenntnisse in Hinblick auf "erfolgreiches" Hirnaltern oder aber auch in der Entwicklung diesbezüglich negativer Veränderungen erwarten lassen. Konsequente Weiterentwicklung einer bereits bestehenden, eigenen Methode zur Bestimmung der makromolekularen Protonendichte soll einen Einsatz bei einem 3T-Hochfeldgerät mit verbesserter Auflösung und zudem eine Untersuchung des gesamten Gehirns ermöglichen. Die makromolekulare Protonendichte birgt wertvolle Information über die Mikrostruktur von Geweben, da sie quantitative Aussagen zu an Makromoleküle der Gewebsmatrix gebundene Wasserstoffprotonen (wie etwa Lipiden oder Eiweißstoffen) erlaubt. Derzeitige Standardmethoden erfassen diese Protonen aufgrund ihrer kurzen transversalen Relaxationszeit nicht. Nach Erreichen dieser methodischen Fortschritte sollen dann an einer größeren Kohorte von etwa 100 älteren TeilnehmerInnen der Österreichischen Schlaganfallvorsorge-Studie (ÖSVS) und einer Kontrollkohorte von ca. 60 jungen Probanden systematisch MRT-Untersuchungen des Gehirns durchgeführt werden. Die zu erwartenden Einblicke in den natürlichen Alterungsprozess des Gehirns könnten in der Erforschung von neurodegenerativen Erkrankungen mit beschleunigtem Hirnabbau wertvolle Beiträge liefern.

Die Magnetresonanztomografie (MRT) gehört zu jenen Bildgebenden Verfahren, welche die Hirnforschung in den letzten Jahren signifikant geprägt haben. Ausschlaggebend dafür waren vor allem der Wegfall eines Strahlenrisikos sowie ein multiparametrischer Kontrastmechanismus mit ausgezeichnetem Weichteilkontrast im Hirngewebe. Diese Aspekte führten zur Entdeckung altersassoziierter Veränderungen im Marklager des Gehirns bei ansonsten gesunden älteren Personen. Die Frequenz derartiger Signalveränderungen nimmt im Alterungsprozess zu und erreicht in höherem Alter nahezu endemische Ausmaße. Allerdings variiert deren Ausprägungsgrad von punkförmigen bis hin zu konfluierenden Hyperintensitäten. Obwohl insbesondere ausgedehnte Marklagerveränderungen wiederholt mit kognitiven Einschränkungen, Depression, Gangstörungen und einem erhöhten Schlaganfallrisiko assoziiert wurden, ist das Verständnis deren Ätiologie über weite Strecken unvollständig. Dies liegt zum Teil darin begründet, dass die konventionelle MRT derartige Veränderungen zwar mit hoher Sensitivität abbilden kann, jedoch keine detaillierten Einblicke in zugrunde liegende pathophysiologische Veränderungen erlaubt. Diese Einschränkungen sollen nun mittels einer neuen quantitativen MRT-Technik zumindest teilweise überwunden werden. Davon sollten sich neue Erkenntnisse in Hinblick auf "erfolgreiches" Hirnaltern oder aber auch in der Entwicklung diesbezüglich negativer Veränderungen erwarten lassen. Konsequente Weiterentwicklung einer bereits bestehenden, eigenen Methode zur Bestimmung der makromolekularen Protonendichte soll einen Einsatz bei einem 3T-Hochfeldgerät mit verbesserter Auflösung und zudem eine Untersuchung des gesamten Gehirns ermöglichen. Die makromolekulare Protonendichte birgt wertvolle Information über die Mikrostruktur von Geweben, da sie quantitative Aussagen zu an Makromoleküle der Gewebsmatrix gebundene Wasserstoffprotonen (wie etwa Lipiden oder Eiweißstoffen) erlaubt. Derzeitige Standardmethoden erfassen diese Protonen aufgrund ihrer kurzen transversalen Relaxationszeit nicht. Nach Erreichen dieser methodischen Fortschritte sollen dann an einer größeren Kohorte von etwa 100 älteren TeilnehmerInnen der Österreichischen Schlaganfallvorsorge-Studie (ÖSVS) und einer Kontrollkohorte von ca. 60 jungen Probanden systematisch MRT-Untersuchungen des Gehirns durchgeführt werden. Die zu erwartenden Einblicke in den natürlichen Alterungsprozess des Gehirns könnten in der Erforschung von neurodegenerativen Erkrankungen mit beschleunigtem Hirnabbau wertvolle Beiträge liefern.