Магнитно-резонансная томография в диагностике функциональных изменений головного мозга при нарушениях менструального цикла: обзор

ВВЕДЕНИЕ: В настоящее время наиболее распространенным вариантом расстройств репродуктивной системы, в частности нарушений менструального цикла, у девочек-подростков является олигоменорея. В ситуациях, когда после проведения полного диагностического скрининга у этой группы пациенток не обнаруживается органическая и эндокринная патология репродуктивной системы, возможно проведение функциональной МРТ как метода выявления причинно-следственных связей и уточнения патогенеза нарушений менструального цикла.
ЦЕЛЬ: Анализ имеющейся иностранной и отечественной литературы для определения роли магнитно-резонансной томографии в диагностике функциональных изменений головного мозга при нарушениях менструального цикла у девочек-подростков.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Проведен поиск научных публикаций в информационно-аналитических системах PubMed и Google Scholar за 2013–2023 гг. по ключевым словам: «resting-state functional MRI» («функциональная МРТ покоя»), «oligomenorrhea» («олигоменорея»), «adolescent girls» («девочки-подростки»), «reproductive system functional disorders» («функциональные нарушения системы репродукции»), «magnetic resonance imaging» («магнитно-резонансная томография»), «diagnostic radiology» («лучевая диагностика»). Были проанализированы 46 публикаций, связанных с диагностикой функциональных изменений головного мозга при нарушениях менструального цикла в форме олигоменореи у девочек-подростков с помощью метода функциональной магнитно-резонансной томографии покоя.
РЕЗУЛЬТАТЫ: Функциональная МРТ покоя позволяет оценить базовую активность мозга в отсутствие определенных сенсорных или когнитивных стимулов и визуализировать рабочие сети, включающие в себя различные участки головного мозга, демонстрирующие синхронные изменения BOLD-сигнала в состоянии покоя. Существует ряд закономерностей изменения BOLD-сигнала, которые можно наблюдать в различные фазы менструального цикла, а также при воздействии стрессовых факторов, что позволяет визуализировать морфологический субстрат олигоменореи, возникающей на фоне отсутствия органической и эндокринной патологии репродуктивной системы у девочек-подростков. В настоящее время в научной литературе представлено мало данных об использовании функциональной МРТ покоя в этой когорте пациентов, однако данный метод может оказать существенное влияние на формирование индивидуального плана коррекции репродуктивных нарушений в подростковом периоде, в связи с чем требует дальнейшего изучения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Использование фМРТ может открыть новые возможности в диагностике функциональных нарушений головного мозга у девочек с «необъяснимой» олигоменореей.

1. Bukkieva T.A., Chegina D.S., Efimtsev A.Yu. et al. Resting state functional MRI. General issues and clinical application // Russian Electronic Journal of Radiology. 2019. Vol. 9, No. 2. P. 150–170. doi: 10.21569/2222-7415-2019-9-2-150-170.

2. Ogawa S., Lee T.M., Kay A.R. et al. Brain magnetic resonance imaging with contrast dependent on blood oxygenation (cerebral blood flow/brain metabolism/oxygenation) // Proc. NatI. Acad. Sci. USA. 1990. Vol. 87. P. 9868–9872. doi: 10.1073/pnas.87.24.9868.

3. Raichle M.E., Macleod A.M., Snyder A.Z. et al. A default mode of brain function // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1996. Vol. 98, № 2. P. 676–682.

4. Greicius M.D., Krasnow B., Reiss A.L. et al. Functional connectivity in the resting brain: A network analysis of the default mode hypothesis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. Vol. 100, No. 1. P. 253–258. doi: 10.1073/pnas.0135058100.

5. Biswal B., Yetkin F.Z., Haughton V.M. et al. Functional Connectivity in the Motor Cortex of Resting Human Brain Using Echo-Planar MRI // Magn. Reson. Med. 1995. Vol. 34, No. 4. P. 537–541. doi: 10.1002/mrm.1910340409.

6. Loy R., John L Gerlach J.L., Mcewen B.S. Autoradiographic localization of estradiol-binding neurons in the rat hippocampal formation and entorhinal cortex // Developmental Brain Research. 1988. Vol. 39. P. 245–251.

7. Адамадзе К.Б., Салий М.Г., Налимова И.Ю. Оценка нарушений репродуктивной функции с учетом психовегетативной регуляции при гипоталамической дисфункции пубертатного периода у девочек-подростков // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2013. № 4. С. 108–113.

8. Toffoletto S. et al. Emotional and cognitive functional imaging of estrogen and progesterone effects in the female human brain: a systematic review // Psychoneuroendocrinology. 2014. Vol. 50. P. 28–52. doi: 10.1016/J.PSYNEUEN.2014.07.025.

9. Сандакова Е.А., Жуковская И.Г. Нормогонадотропные расстройства менструальной функции в репродуктивном периоде: клиническая лекция // Пермский медицинский журнал. 2022. Т. 39, № 6. С. 38–53.

10. Brinton R.D. Estrogen-induced plasticity from cells to circuits: predictions for cognitive function // Trends in Pharmacological Sciences. 2009. Vol. 30, No. 4. P. 212–222. doi: 10.1016/j.tips.2008.12.006.

11. Brinton R.D., Thompson R.F., Foy M. et al. Progesterone receptors: Form and function in brain // Frontiers in Neuroendocrinology. 2008. Vol. 29, No. 2. P. 313–339. doi: 10.1016/j.yfrne.2008.02.001.

12. Weiser M.J., Foradori C.D., Handa R.J. Estrogen receptor beta in the brain: From form to function // Brain Research Reviews. 2008. Vol. 57, No. 2. P. 309–320. doi: 10.1016/j.brainresrev.2007.05.013.

13. Phelps E.A. Emotion and cognition: Insights from studies of the human amygdala // Ann. Rev. Psychol. 2006. Vol. 57. P. 27–53. doi: 10.1146/annurev.psych.56.091103.070234.

14. McEwen B.S., Milner T.A. Understanding the broad influence of sex hormones and sex differences in the brain // J. Neurosci. Res. John Wiley and Sons Inc. 2017. Vol. 95, No. 1–2. P. 24–39. doi: 10.1002/jnr.23809.

15. Comasco E., Sundström-Poromaa I. Neuroimaging the Menstrual Cycle and Premenstrual Dysphoric Disorder // Curr. Psychiatry Rep. Current Medicine Group LLC 1. 2015. Vol. 17, No. 10. doi: 10.1007/s11920-015-0619-4.

16. Dubol M., Epperson C.N., Sacher J. et al. Neuroimaging the menstrual cycle: A multimodal systematic review // Front Neuroendocrinol. 2021. Vol. 60. doi: 10.1016/j.yfrne.2020.100878.

17. Protopopescu X., Butler T., Pan H. et al. Hippocampal structural changes across the menstrual cycle // Hippocampus. 2008. Vol. 18, No. 10. P. 985–988. doi: 10.1002/hipo.20468.

18. Pletzer B., Harris T.A., Hidalgo-Lopez E. Subcortical structural changes along the menstrual cycle: beyond the hippocampus // Sci. Rep. Nature Publishing Group. 2018. Vol. 8, No. 1. doi: 10.1038/s41598-018-34247-4.

19. Pletzer B., Harris T.A., Scheuringer A. et al. The cycling brain: menstrual cycle related fluctuations in hippocampal and fronto-striatal activation and connectivity during cognitive tasks // Neuropsychopharmacology. 2019. Vol. 44, No. 11. P. 1867–1875. doi: 10.1038/s41386-019-0435-3.

20. Hidalgo-Lopez E., Mueller K., Harris T.A. et al. Human menstrual cycle variation in subcortical functional brain connectivity: a multimodal analysis approach // Brain Struct Funct. Springer. 2020. Vol. 225, No. 2. P. 591–605. doi: 10.1007/s00429-019-02019-z.

21. Pletzer B., Harris T.A., Ortner T. Sex and menstrual cycle influences on three aspects of attention // Physiol Behav. 2017. Vol. 179. P. 384–390. doi: 10.1016/j.physbeh.2017.07.012.

22. Peper J.S., Koolschijn P.C.M.P. Sex steroids and the organization of the human brain // Journal of Neuroscience. Society for Neuroscience. 2012. Vol. 32, No. 20. P. 6745–6746. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1012-12.2012.

23. Arélin K., Mueller K., Barth C. et al. Progesterone mediates brain functional connectivity changes during the menstrual cycle-a pilot resting state MRI study // Front Neurosci. 2015. Vol. 9, No. FEB. doi: 10.3389/fnins.2015.00044.

24. Weis S., Hodgetts S., Hausmann M. Sex differences and menstrual cycle effects in cognitive and sensory resting state networks // Brain Cogn. 2019. Vol. 131. P. 66–73. doi: 10.1016/j.bandc.2017.09.003.

25. Chung K.C., Peisen F., Kogler L. et al. The influence of menstrual cycle and androstadienone on female stress reactions: An fMRI study // Front Hum. Neurosci. 2016. Vol. 10, No. FEB2016. doi: 10.3389/fnhum.2016.00044.

26. Van den Heuvel M.P., Sporns O. Rich-club organization of the human connectome // Journal of Neuroscience. 2011. Vol. 31, No. 44. P. 15775–15786. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3539-11.2011.

27. Broyd S.J., Demanuele C., Debener S. et al. Default-mode brain dysfunction in mental disorders: A systematic review // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2009. Vol. 33, No. 3. P. 279–296. doi: 10.1016/j.neubiorev.2008.09.002.

28. Tersman Z., Collins A., Eneroth P. Cardiovascular Responses to Psychological and Physiological Stressors During the Menstrual Cycle // Psychosom Med. 1991. Vol. 53. P. 185–197.

29. Childs P., Dlugos А., De Wit H. Cardiovascular, hormonal, and emotional responses to the TSST in relation to sex and menstrual cycle phase // Psychophysiology. 2010. Vol. 47, No. 3. P. 550–559. doi: 10.1111/j.1469-8986.2009.00961.x.

30. Roca C.A., Schmidt P.J., Altemus M. et al. Differential menstrual cycle regulation of hypothalamic-pituitary-adrenal axis in women with premenstrual syndrome and controls // Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 2003. Vol. 88, No. 7. P. 3057–3063. doi: 10.1210/jc.2002–021570.

31. Ossewaarde L., Hermans E.J., van Wingen G.A. et al. Neural mechanisms underlying changes in stress-sensitivity across the menstrual cycle // Psychoneuroendocrinology. 2010. Vol. 35, No. 1. P. 47–55. doi: 10.1016/j.psyneuen.2009.08.011.

32. Berretz G., Packheiser J., Kumsta R. et al. The brain under stress — A systematic review and activation likelihood estimation meta-analysis of changes in BOLD signal associated with acute stress exposure // Neurosci Biobehav Rev. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 124. P. 89–99. doi: 10.1016/j.neubiorev.2021.01.001.

33. Crick F.C., Koch C. What is the function of the claustrum? // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. Royal Society, 2005. Vol. 360, No. 1458. P. 1271–1279. doi: 10.1098/rstb.2005.1661.

34. Lindquist K.A., Wager T.D., Kober H. et al. The brain basis of emotion: A meta-analytic review // Behavioral and Brain Sciences. 2012. Vol. 35, No. 3. P. 121–143. doi: 10.1017/S0140525X11000446.

35. Oort J. van, Tendolkar I., Hermans E.J. et al. How the brain connects in response to acute stress: A review at the human brain systems level // Neurosci Biobehav Rev. Elsevier Ltd, 2017. Vol. 83. P. 281–297. doi: 10.1016/j.neubiorev.2017.10.015.

36. Uddin L.Q. Salience processing and insular cortical function and dysfunction // Nat. Rev. Neurosci. 2015. Vol. 16, No. 1. P. 55–61.

37. Uddin L.Q., Nomi J.S., Hébert-Seropian B. et al. Structure and Function of the Human Insula // Journal of Clinical Neurophysiology. 2017. Vol. 34, No. 4. P. 300–306. doi: 10.1097/WNP.0000000000000377.

38. Seeley W.W., Menon V., Schatzberg A.F. et al. Dissociable intrinsic connectivity networks for salience processing and executive control // Journal of Neuroscience. 2007. Vol. 27, No. 9. P. 2349–2356. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5587–06.2007.

39. Augustine J.R. Circuitry and functional aspects of the insular lobe in primates including humans // Brain Res. Rev. 1996. Vol. 22. P. 229–244. doi: 10.1016/s0165-0173(96)00011-2.

40. Ulrich-Lai Y.M., Herman J.P. Neural regulation of endocrine and autonomic stress responses // Nat. Rev. Neurosci. 2009. Vol. 10, No. 6. P. 397–409. doi: 10.1038/nrn2647.

41. Altemus M., Roca C., Galliven E. et al. Increased Vasopressin and Adrenocorticotropin Responses to Stress in the Midluteal Phase of the Menstrual Cycle // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2001. Vol. 86, No. 6. P. 2525–2530. doi: 10.1210/jcem.86.6.7596.

42. Kirschbaum C., Kudielka B.M., Gaab J. et al. Impact of Gender, Menstrual Cycle Phase, and Oral Contraceptives on the Activity of the Hypothalamus-Pituitary-Adrenal Axis // Psychosom. Med. 1999. Vol. 61, No. 2. P. 154–162. doi: 10.1097/00006842-199903000-00006.

43. Collins Reed S., Levin F.R., Evans S.M. Changes in mood, cognitive performance and appetite in the late luteal and follicular phases of the menstrual cycle in women with and without PMDD (premenstrual dysphoric disorder) // Horm. Behav. 2008. Vol. 54, No. 1. P. 185–193. doi: 10.1016/j.yhbeh.2008.02.018.

44. Геворкян Г.А., Ипатова М.В., Уварова Е.В. и др. Физическая терапия в лечении девочек-подростков с первичной олигоменореей // Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. 2020. Т. 8, № 2. С. 67–73. doi: 10.24411/2303-9698-2020-12006.

45. Чеботарева Ю.Ю., Петров Ю.А. Роль стрессорных факторов в генезе олигоменореи у несовершеннолетних // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2021. Т. 17, № 4. С. 89–98. doi: 10.33029/1816-2134-2021-17.

46. Аменорея и олигоменорея. Клинические рекомендации / Российское общество акушеров-гинекологов. Одобрено Научно-практическим Советом Минздрава РФ. М., 2021. https://medkirov.ru/docs/id/1E2B7C-2021.