Effect of hippocampal and amygdala volumes on clinical outcomes in major depression: a 3-year prospective magnetic resonance imaging study

Effect of hippocampal and amygdala volumes on clinical outcomes in major depression: a 3-year prospective magnetic resonance imaging study

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J Psychiatry Neurosci 2008;33(5):395–404

Thomas Frodl, MD, Prof.; Markus Jäger, MD; Ivana Smajstrlova; Christine Born, MD; Ronald Bottlender, MD; Tanja Palladino; Maximilian Reiser, MD, Prof.; Hans-Jürgen Möller, MD, Prof.; Eva M. Meisenzahl, MD

Thomas Frodl, MD, Prof.; Markus Jäger, MD; Ivana Smajstrlova; Christine Born, MD; Ronald Bottlender, MD; Tanja Palladino; Maximilian Reiser, MD, Prof.; Hans-Jürgen Möller, MD, Prof.; Eva M. Meisenzahl, MD

Abstract

Objective: According to the stress-toxicity hypothesis of depression, hippocampal volumes may diminish as the disease progresses. We sought to examine the changes in hippocampal and amygdala volumes at baseline and at 3 years after an acute depressive episode, and the impact of reduced hippocampal volumes on the outcome.

Methods: In a prospective, longitudinal study, we examined the hippocampus and amygdala of 30 inpatients with major depression from the Department of Psychiatry and Psychotherapy and 30 healthy participants from the community (control group) using high-resolution magnetic resonance images at baseline and after 3 years. Psychopathology was assessed at baseline, weekly during the inpatient phase and then after 1, 2 and 3 years.

Results: During the 3-year follow-up period, neither hippocampal nor amygdala volumes changed significantly among patients or participants in the control group. However, in the subgroup of patients who took antidepressants over the full 3 years, the left hippocampal volumes increased significantly. Patients with small hippocampal volumes and previous depressive episodes had a worse clinical outcome compared with patients with large hippocampal volumes and previous depressive episodes.

Conclusion: Overall, our results suggest that a relatively small hippocampal volume may be a vulnerability factor for a bad treatment response in major depression. Subtle changes in hippocampal volumes may be detectable during continuous antidepressant therapy. Such changes may be the result of neuroplastic processes.

Résumé

Objectif : Selon l’hypothèse voulant que la dépression soit liée à la toxicité du stress, le volume de l’hippocampe pourrait diminuer à mesure que la maladie évolue. Nous avons examiné les variations de volume de l’hippocampe et des amygdales au départ et 3 ans après un épisode de dépression aiguë, et l’impact de la réduction du volume de l’hippocampe sur l’issue.

Méthodes : Au cours d’une étude longitudinale prospective, nous avons examiné l’hippocampe et les amygdales de 30 patients atteints d’une dépression majeure et hospitalisés au département de psychiatrie et de psychothérapie et de 30 participants en bonne santé de la communauté (groupe témoin). Nous avons utilisé l’imagerie par résonance magnétique à haute résolution au départ et après 3 ans. Nous avons évalué la psychopathologie au départ, une fois par semaine au cours de l’hospitalisation et ensuite après 1, 2 et 3 ans.

Résultats : Au cours de la période de suivi de 3 ans, ni le volume de l’hippocampe ni celui des amygdales n’ont changé considérablement chez les patients ou les participants du groupe témoin. Toutefois, dans le sous-groupe des patients qui ont pris des antidépresseurs au cours des 3 années, le volume de l’hippocampe gauche a augmenté considérablement. L’issue clinique a été moins bonne chez les patients dont le volume de l’hippocampe était faible et qui avaient déjà eu des épisodes de dépression, que chez les patients dont le volume de l’hippocampe était important et qui avaient déjà eu des épisodes de dépression.

Conclusion : Dans l’ensemble, nos résultats indiquent que le volume relativement faible de l’hippocampe peut constituer un facteur de vulnérabilité à une mauvaise réponse au traitement dans un cas de dépression majeure. Des changements subtils du volume de l’hippocampe peuvent être repérables au cours d’une thérapie continue aux antidépresseurs. Ces changements découlent peut-être de phénomènes neuroplastiques.


Medical subject headings: hippocampus; amygdala; magnetic resonance imaging; depressive disorder, major.

Competing interests: None declared for Drs. Frodl, Jäger, Smajstrlova, Born, Bottlender, Palladino, Reiser and Meisenzahl. Dr. Möller is a member of the speaker bureaus of, has served as consultant or adviser to, and has received grant/research support from AstraZeneca, Bristol-Myers Squibb, Eli Lilly, GlaxoSmithKline, Janssen Cilag, Lundbeck, Organon, Pfizer and Sepracor. He is also on the speaker bureaus of Eisai and Sanofi Aventis, has served as consultant or adviser to Servier and Wyeth, and has received grant/research support from Eisai, Merck, Novartis, Sanofi Aventis, Servier and Wyeth.

Submitted Sep. 25, 2007; Revised Dec. 22, 2007; Jan. 29, 2008; Accepted Jan. 30, 2008

Contributors: Drs. Frodl and Meisenzahl designed the study. Drs. Frodl, Jäger, Smajstrlova, Born, Bottlender, Palladino, Reiser and Möller acquired the data. Dr. Frodl analyzed the data and wrote the article. All authors reviewed the article and gave final approval for publication.

Acknowledgements: This study was supported by the German Federal Research Ministry within the campaign “German Research Networks in Medicine” as part of the project “German Research Network on Depression” (main principle investigator: Prof. Hans-Jürgen Möller; subproject principle investigators: Eva Meisenzahl, Thomas Frodl). Data were presented at the German Congress of Psychiatry and Psychotherapy, November 2007. Ivana Smajstrlova and Tanja Palladino performed their doctoral theses within this study. We thank Jacqueline Klesing for English language review.

Correspondence to: Dr. T. Frodl, Department of Psychiatry, Nussbaumstr. 7, 80336 Munich, Germany; fax 0049-89-5160-5343; Thomas.Frodl@med.uni-muenchen.de