Autonomic dysfunction is associated with the extent of hypothalamic involvement and increased risk of being metabolically unhealthy in patients with childhood onset craniopharyngioma

Abstract

서론: 자율 신경계의 이상은 시상하부성 비만 발생에 기여한다. 소아기에 발병한 두개인두종 환자에서 자율신경계 균형의 이상을 심박 변이도를 측정하여 평가하고자 하였다. 시상하부의 손상 정도와 비만 여부에 따른 심박 변이도의 변화를 평가하고 심박 변이도의 변화와 대사성 합병증의 위험도에 대해서도 분석을 하고자 하였다. 방법: 2014년 3월부터 2016년 1월까지 소아청소년기에 두개인두종으로진단 및 치료를 받고 6개월 이상이 지난 48명의 환자 (나이 10-30세)를 대상으로 심박 변이도 검사를 하였다. 전반적인 심박 변이도를 반영하는 지표로 전체 NN 간격의 표준편차 (standard deviation NN interval, SDNN) 및 전체 주파수 강도 (total power, TP)를 측정하였다. 부교감신경의 조절 능력을 반영하는 인접 NN 간격의 차이에 대한 제곱의 평균합의 제곱근 (root mean square of successive differences, RMSSD) 및 고주파대 (high frequency, HF)를 측정하고 교감신경 또는 교감/부교감 조절 능력을 반영하는 저주파대 (low frequency) 및 고주파 대 저주파 비 (LF/HF )도 측정하였다. 시상하부의 손상 정도는 뇌 자기공명영상에서 평가하였으며 신체 계측 지표와 공복 상태에서의 혈당, 인슐린, 및 지질 농도를 검사하였다. 결과: 시상하부 손상 정도가 심한 환자들에서 체질량 지수 z-score (P = 0.008), 허리둘레 (P = 0.037), 및 인슐린 저항성 (HOMA-IR, P = 0.043)이 모두 증가되어 있었다. 심박 변이도 지표들은 시상하부 손상 정도가 심한 환자들에서 감소 되어 있었으며 비만 여부에 따른 심박 변이도 지표들의 차이는 없었다. SDNN (46.3±16.7 ms vs. 33.1±17.8 ms, P = 0.014), (1863.0±1146.7 ms2 vs. 1010.3±1103.8 ms2, P = 0.004), RMSSD (41.5±20.1 ms vs. 29.5±17.9 ms, P = 0.035), 및 LF (434.3±365.9 ms2 vs. 264.6±503.6 ms2, P = 0.031) 는 모두 유의하게 시상하부 손상 정도가 심한 군에서 감소되어 있었다. 복부 비만이 있는 환자에서 전반적인 심박 변이의 지표인 SDNN 또는 TP의 감소가 동반되어 있을 경우 HOMA-IR (P < 0.05), 중성지방 (P < 0.05), 및 혈압 (P<0.05)이 증가되어 있었으며 HDL 콜레스테롤 (P<0.05)은 감소되어 있었다. 복부 비만과 심박 변이도의 감소가 같이 있을 경우 대사성 합병증의 위험도가 증가하였다 (P <0.05). 결론: 두개인두종 환자에서 시상하부의 손상 정도가 심할수록 비만하였으며 전반적인 심박 변이도 및 부교감신경계의 조절 능력이 감소하였다. 특히 복부 비만과 전반적인 심박 변이도의 감소가 동시에 있을 경우 대사성 합병증의 위험이 증가하였다.

Introduction: Autonomic nervous system (ANS) dysfunction is implicated in the development of hypothalamic obesity. In patients treated for childhood onset craniopharyngioma, we investigated changes in ANS activity according to the extent of HI and presence of obesity, using measures of heart rate variability (HRV). Changes in HRV and the risk of being metabolically unhealthy were analyzed. Methods: From March 2014 to January 2016, HRV indices of overall variability [standard deviation NN interval (SDNN) and total power (TP)], parasympathetic modulation [root mean square of successive RR interval differences (RMSSD) and high frequency (HF)], and sympathetic or sympathovagal modulation [low frequency (LF) and LF/HF ratio] were measured in 48 patients (28 males, 10-30 years of age) with HI after craniopharyngioma treatment at Seoul National University Childrens Hospital. The extent of HI was graded on magnetic resonance imaging. Anthropometric measurements, fasting glucose, insulin, lipid panel, and blood pressure were obtained. Results: Patients with extensive HI showed increased BMI z-scores (P = 0.008), waist circumference (P = 0.037) and insulin resistance (homeostasis model assessment of insulin resistance, HOMA-IR, P = 0.043). There was a general decrease in overall variability, parasympathetic modulation and sympathetic/sympathovagal modulation with extensive HI. There was no difference in HRV indices between obese and non-obese subjects. Obese patients with concomitantly reduced overall variability (by SDNN or TP) showed increased HOMA-IR (P < 0.05, for both), triglycerides (P < 0.05, for both), blood pressure (P < 0.05, for both), and decreased HDL cholesterol (P < 0.05, for both). Risk of being metabolically unhealthy was increased in patients with both obesity and reduced overall variability (P < 0.05, for both). Conclusion: Extensive HI is associated with obesity as well as decreases in overall variability and parasympathetic modulation. Obese patients with concomitant reduced HRV had higher risk of being metabolically unhealthy.