About the Journal
Current Issue
Past Issues
Cortisol Correlates with Structural Magnetic Resonance Imaging Parameters in Middle Aged Bulgarian Patients with Metabolic Syndrome: A Pilot Study
Karamfi l M. Bahchevanov1, Penka A. Atanassova1, Kostadin A. Chompalov1, Mitko D. Mitkov2, Borislav I. Milev7, Dora D. Terzieva3, Valcho I. Naydenov1, Vesselina S. Dosheva1, Radka I. Masaldjieva4, Kichka G. Velkova5, Nikolai V. Sirakov5, Kristina P. Kilova6
1 Department of Neurology, Faculty of Medicine, Medical University of Plovdiv, Plovdiv, Bulgaria
2 Second Department of Internal Diseases, Section of Endocrinology, Faculty of Medicine, Medical University of Plovdiv, Plovdiv,
Bulgaria
3 Department of Clinical Laboratory, Faculty of Pharmacy, Medical University of Plovdiv, Plovdiv, Bulgaria
4 Department of Healthcare Management, Faculty of Public Health, Medical University of Plovdiv, Plovdiv, Bulgaria
5 Department of Diagnostic Imaging, Faculty of Medicine, Medical University of Plovdiv, Plovdiv, Bulgaria
6 Department of Medical Informatics, Biostatistics and E-learning, Faculty of Public Health, Medical University of Plovdiv, Plovdiv,
Bulgaria
7 Russev Independent Medical Laboratory, Plovdiv, Bulgaria
doi: 10.2478/folmed-2018-0029
Background: There is a dose-dependent relationship between chronically increased cortisol levels and the number of metabolic syndrome (MetS) components. Both cortisol and MetS are linked to various brain abnormalities.
Aim: To investigate an association of MetS components and salivary cortisol levels with cortical thickness in middle-aged Bulgarian patients with MetS.
Materials and methods: We examined 26 healthy volunteers (mean age 50, 16±3.1 yrs) divided into two groups depending on whether or not they were diagnosed with MetS. Salivary cortisol was sampled and tested at two time points - morning and evening. Cortical thickness measures were obtained from structural T1-images using FreeSurfer software. We performed vertex-wise analysis across entire cortex and for preselected brain regions in frontal, temporal and cingulate cortex partial correlation analysis, accounting for gender.
Results: The control group consisted of 12 women; in the MetS group there were 6 men and 8 women. The whole brain analysis showed that waist circumference (WC) was negatively correlated with cortical thickness in rostro-lateral area in left frontal lobe and the right lateral orbito-frontal cortex. Morning cortisol levels, accounting for sex and WC, correlated negatively with thickness in left superior temporal area (r=-0.477, p=0.039) and entorhinal area (r= -0.465, p= 0.045) and left mediotemporal cortex (r=-0.477, p=0.038).
Conclusion: Our pilot study confi rmed that WC is associated with brain atrophic changes mainly in the frontal lobe. Our fi nding that cortisol levels negatively correlate with thinning of the cortex in temporal lobe should be further explored in subsequent study.
РЕЗЮМЕ
Введение: Существует взаимосвязь, зависимая от дозы, между хронически повышенными уровнями кортизола и количеством компонентов метаболи- ческого синдрома (МетС). И кортизол, и MетC связаны с разного типа мозго- выми аномалиями.
Цель: Исследовать взаимосвязь компонентов MeтС и уровней кортизола в слюне с толщиной коры у пациентов среднего возраста с MeтC.
Материалы и методы: Мы исследовали группу из 26 здоровых доброволь- цев (средний возраст 50, 16 ± 3.1 года), разделённых на две группы, в зависи- мости от того, был ли у них диагностирован MeтС или нет. Уровни кортизола в слюне измеряли и анализировали два раза - утром и вечером. Измерения толщины коры были взяты из структурных изображений T1 с использовани- ем программы FreeSurfer. Мы провели анализ (vertex-wise analysis) всей коры и предварительно выбранных долей мозга при частичном корреляционном анализе лобной, височной и поясной извилин, с учётом пола.
Результаты: Контрольная группа состояла из 12 женщин; в группе МетС было 6 мужчин и 8 женщин. Целостный анализ мозга показал, что окружность та- лии (ОТ) имеет отрицательную корреляцию с толщиной ростролатеральной области левой передней доли и правой латеральной орбитофронтальной коры. Утренние уровни кортизола, с учётом пола и OT, коррелируют отрица- тельно с толщиной левой верхней височной доли (г = -0.477, р = 0.039) и эн- торинальной доли (г = -0.465, р = 0.045), и левой медиальной височной доли коры головного мозга (r = -0.477, p = 0.038).
Вывод: Наше пилотное исследование подтверждает, что OT ассоциируется с атрофическими изменениями головного мозга, главным образом, в лобной доле. Наше открытие о том, что уровни кортизола отрицательно коррелиру- ют с истончением коры в височной доле, следует дополнительно исследовать в последующем исследовании.
