| Autor(en): |
Marc Bolliger |
Titel: |
Untersuchung von intrazellulären Osmolytkonzentrationen im Hirn nach Dehydratation durch Ausdauerbelastung – nicht-invasive Erfassung mit der lokalisierten 1 H-Magnetresonanzspektroskopie |
| Gutachter: |
Harald Bruhn; Roland Wolff |
| Erscheinungsdatum: |
08.12.2005 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-10056228)
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| Fachgebiet(e): |
Medizin |
| Schlagwörter (ger): |
Protonen-MR-Spektroskopie, Dehydratation, Osmolyte, Hirn |
| Schlagwörter (eng): |
proton NMR spectroscopy, brain, dehydration, osmolytes |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Philosophische Fakultät IV |
| Zitationshinweis: |
Bolliger, Marc:
Untersuchung von intrazellulären Osmolytkonzentrationen im Hirn nach Dehydratation durch Ausdauerbelastung – nicht-invasive Erfassung mit der lokalisierten 1 H-Magnetresonanzspektroskopie;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Philosophische Fakultät IV , publiziert am 08.12.2005, urn:nbn:de:kobv:11-10056228
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| Abstract (ger): |
| Einleitung: Mit der vorliegenden Studie wurden zum ersten Mal beim Menschen die Auswirkungen von Dehydration (Dehy) und anschließender Rehydratation (Rehy) auf cerebrale volumenregulatorische Metabolite (myo-Inosit (mI), N-Azetylaspartat+N-Azetylaspartylglutamat (tNAA), Kreatin (Cr), Glyzerophosphocholin+Phosphocholin (Cho) und Glutamat+Glutamin (Glx)) sowie auf Flüssigkeitsverschiebungen untersucht.
Methoden: 14 Radsportler (26.6 (22.7/29.8) Jahre, Median und 25./75. Perzentile) wurden mittels 1H-Spektroskopie (1H-MRS) in der okzipitoparietalen grauen Substanz (GM) und parietalen weißen Substanz rechts (WMR) und links (WML) untersucht (GE Signa Horizon 3T94; PRESS: TE 30ms, TR 6000ms, VOI 8ml). Die Messungen erfolgten vor, direkt nach Dehy und nach Rehy (180min, Zufuhr von 150\% der verlorenen Körpermasse (KM)). Zusätzlich wurde durch T2-Relaxationsmessungen der Atrophieindex alpha (Verhältnis cerebrales Gewebewasser (HW) zu Liquor (CSF)) bestimmt.
Resultate: Die KM der Probanden reduzierte sich durch Dehy um 3.7 (3.4/4.1)% und stieg durch Rehy wieder um 4.5 (3.7/5.3)% an (Wilcoxon: p<0.001). Es erfolgte eine Hämokonzentration bzw. -dilutation (Hämatokrit: 40,2 (38,9/42,2) vs. 42,5 (40,5/44,7) vs. 40,2% (38,1/43,0); Osmolalität 284 (283/285) vs. 294 (293/297) vs. 285 (283/286) mOsmol/kg; p<0,01). Die Metabolite mI, tNAA, Cr und Cho änderten sich nicht. Glx stieg nach Dehy in GM und WML signifikant an (11/ 14%). In WMR war der Anstieg nicht signifikant. Alpha änderte sich nach Dehy nicht.
Schlussfolgerung: Die durch Belastung induzierte Dehy hatte keine Änderungen der durch die 1H-MRS erfassbaren Metabolite mI, tNAA, Cr und Cho zur Folge. Der erstmals beim Menschen in vivo beschriebene belastungsinduzierte Anstieg von Glx kann sowohl als eine volumenregulatorischen Antwort auf die steigende Plasmaosmolalität, als auch als Folge einer cerebralen Ammoniakakkumulation und somit als Manifestation einer zentralen Ermüdung bei langandauernden Belastungen betrachtet werden.
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| Abstract (eng): |
| Introduction: In the present study the influence of Dehy on cerebral volume regulatory metabolites (myo-Inositol (mI), N-Acetyl-aspartata+N-Acetyl-aspartyl-glutamate (tNAA), Creatine (Cr), Glycerophosphocholine+Phosphocholine (Cho) and Glutamate+Glutamine (Glx)) and fluid shifts has been investigated for the first time in humans.
Methods: 14 cyclists (26.6 (22.7/29.8) y, median and 25./75. percentile) have been examined with proton NMR spectroscopy in the occipito-parietal gray matter (GM) and the right (WMR) and left (WML) parietal with matter (GE Signa Horizon 3T94; PRESS: TE 30ms, TR 6000ms, VOI 8ml). Spectra were acquired before, immediately after Dehy and after rehydration (Rehy). Rehy took place during 180min and 150% of lost body weight (BW) was substituted. Additionally the atrophy index alpha (ratio between cerebral water and liquor) was assessed (T2 signal decay as a function of echo time).
Results: BW of volunteers has been decreased 3.7 (3.4/4.1)% after Dehy and increased 4.5 (3.7/5.3)% after Rehy (Wilcoxon: p<0.001). Hemoconcentration and hemodilution respectively occurred (hematocrit: 40,2 (38,9/42,2) vs. 42,5 (40,5/44,7) vs. 40,2% (38,1/43,0); osmolality: 284 (283/285) vs. 294 (293/297) vs. 285 (283/286) mOsmol/kg; p<0,01). Metabolites mI, tNAA, Cr and Cho showed no changes. Glx increased after Dehy in GM and WML significantly (11/14%). In WMR an increase of Glx was also observed but was not significant. Alpha did not change after Dehy.
Conclusion: Moderate Dehy due to endurance performance results in no changes in the metabolites mI, tNAA, Cr and Cho. The increase of Glx, observed for the first time in vivo in human, could be interpreted as a volume regulatory response of the brain as a consequence of the increasing plasma osmolality or as a result of cerebral ammonia accumulation and consequently as a manifestation of cerebral fatigue due to physical endurance activity.
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