INTRODUÇÃO: As malformações do desenvolvimento cortical (MDC) resultam de distúrbios no dinâmico processo de corticogênese cerebral e são importante causa de epilepsia grave, atraso do desenvolvimento, déficits motores e cognitivos. O papel do metabolismo na epilepsia humana tem sido extensamente debatido, e há inúmeras evidências que apontam para disfunções bioenergéticas como fatores-chave na ictogênese. Distúrbios metabólicos foram identificados nas malformações corticais com outras modalidades de neuroimagem, tais como a espectroscopia de prótons por ressonância magnética. Para o nosso conhecimento, entretanto, o metabolismo de fósforo em pacientes com epilepsia secundária a MDC não foi extensamente investigado até o momento. OBJETIVOS: O objetivo deste estudo foi avaliar o metabolismo de fosfolipídios in vivo em uma série de pacientes com epilepsia e MDC. MÉTODO: Trinta e sete pacientes com MDC e 31 voluntários foram estudados usando espectroscopia de fósforo por ressonância magnética (31P-ERM) tridimensional em aparelho de 3,0 Tesla. Os voxels nas lesões foram comparados ao córtex frontoparietal dos controles (volumes efetivos de 12,5 cm3). O parênquima aparentemente normal foi avaliado em voxels homólogos de pacientes e controles, abrangendo cinco regiões cerebrais: regiões nucleocapsulares direita e esquerda, córtex frontoparietal parassagital, e centros semiovais direito e esquerdo. Foram utilizados métodos de quantificação para ajustar os dados no domínio do tempo para as seguintes ressonâncias: fosfoetanolamina (PE), fosfocolina (PC), glicerofosfoetanolamina (GPE), glicerofosfocolina (GPC), fosfato inorgânico (Pi), fosfocreatina (PCr), e a-, b- e g-adenosina trifosfato (ATP). Também foram calculados o ATP total (ATPt=a-+b-+g-ATP), fosfodiésteres (PDE=GPC+GPE), fosfomonoésteres (PME=PE+PC), e as razões PME/PDE, PCr/ATPt, e PCr/Pi. O magnésio (Mg2+) e os níveis de pH foram calculados com base nos desvios químicos da PCr, Pi, e -ATP. RESULTADOS: Comparativamente aos controles, e assumindo um valor de p < 0,05 estatisticamente significativo, as lesões apresentaram redução dos valores de pH e aumento de Mg2+. Também foram encontrados redução significativa de GPC e PDE, e aumento da relação PME/PDE nas MDC. O parênquima aparentemente normal também demonstrou redução dos valores de pH no córtex frontoparietal e no centro semioval bilateral. As diferenças nos valores de pH, tanto nas lesões como no parênquima aparentemente normal, permaneceram estatisticamente significativas nos subgrupos individuais de MDC (displasia cortical ou hemimegalencefalia; heterotopia; polimicrogiria e/ou esquizencefalia). Não houve correlação entre o tempo da última convulsão e as alterações do pH. CONCLUSÕES: O Mg2+ e o pH são parâmetros muito importantes na regulação bioenergética e estão envolvidos em múltiplas vias da atividade elétrica cerebral. Nossos dados corroboram a ideia de que distúrbios metabólicos ocorrem nas lesões focais de MDC, com propagação para áreas remotas aparentemente normais. As anormalidades de GPC, PDE, e da razão PME/PDE sugerem que há deficiências na renovação das membranas celulares nas lesões dos pacientes com epilepsia e MDC. / INTRODUCTION: Malformations of cortical development (MCD) result from disruptions in the dynamic process of cerebral corticogenesis and are important causes of severe epilepsy, neurodevelopmental delay, motor deficits and cognitive impairment. Metabolism in human epilepsy has been intensely debated, and there are several evidences pointing to brain bioenergetic disturbances as key factors in ictogenesis. Metabolic impairments in cortical malformations have been identified with other neuroimaging tools, such as proton magnetic resonance spectroscopy. To our knowledge, however, phosphorus metabolism in epilepsy caused by MCD has not been thoroughly investigated hitherto. OBJECTIVES: The aim of this study was to evaluate phospholipids metabolism in vivo in a series of patients with epilepsy and MCD. METHODS: Thirty-seven patients with MCD and 31 control subjects were studied using three-dimensional phosphorus magnetic resonance spectroscopy (31P-MRS) at a 3.0 T scanner. The voxels in the lesions were compared to the frontoparietal cortex of the control subjects (the effective volumes were 12.5 cm3). Normal appearing parenchyma was evaluated in homologous voxels of patients and controls encompassing five cerebral regions: right and left nucleocapsular regions, midline frontoparietal cortex and right and left semioval centers. Quantification methods were applied to fit the time-domain data to the following resonances: phosphoethanolamine (PE), phosphocholine (PC), glycerophosphoethanolamine (GPE), glycerophosphocholine (GPC), inorganic phosphate (Pi), phosphocreatine (PCr), and a-, b-, and g-adenosine triphosphate (ATP). We also estimated the total ATP (ATPt=a-+b-+g-ATP), phosphodiesters (PDE=GPC+ GPE), phosphomonoesters (PME=PE+PC), and the PME/PDE, PCr/ATPt, and PCr/Pi ratios. The magnesium (Mg2+) levels and pH were calculated based on PCr, Pi, and -ATP chemical shifts. RESULTS: Compared to controls and assuming that a p-value < 0.05 indicates significance, the MCD lesions exhibited lower pH values and higher Mg2+ levels. The lesions also presented significant reduction of GPC and PDE, and an increased PME/PDE ratio. The otherwise normal appearing parenchyma also demonstrated lower pH values in the frontoparietal cortex and bilateral centrum semiovale. The differences in pH values, both in the lesions and in the normal appearing parenchyma, remained statistically significant in individual subgroups of MCD (hemimegalencephaly or cortical dysplasia; heterotopia; polymicrogyria and/or schizencephaly). There was no correlation between the time of the last seizure and the pH abnormalities. CONCLUSIONS: Mg2+ and pH are very important in the regulation of bioenergetics and are involved in many electrical activity pathways in the brain. Our data support the idea that metabolic impairments occur in the lesions of MCD, with propagation to remote normal appearing parenchyma. The GPC, PDE, and PME/PDE abnormalities suggest that there are membrane turnover disturbances in MCD lesions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-15092011-232514 |
| Date | 26 August 2011 |
| Creators | Celi Santos Andrade |
| Contributors | Claudia da Costa Leite, Henrique Carrete Junior, Leandro Tavares Lucato, Kette Dualibi Ramos Valente |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Radiologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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