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Inflammatory mechanisms in the pathophysiology of diabetic peripheral neuropathy (DN) — new aspects
(2021)
The pathogenesis of diabetic neuropathy is complex, and various pathogenic pathways have been proposed. A better understanding of the pathophysiology is warranted for developing novel therapeutic strategies. Here, we summarize recent evidence from experiments using animal models of type 1 and type 2 diabetes showing that low-grade intraneural inflammation is a facet of diabetic neuropathy. Our experimental data suggest that these mild inflammatory processes are a likely common terminal pathway in diabetic neuropathy associated with the degeneration of intraepidermal nerve fibers. In contrast to earlier reports claiming toxic effects of high-iron content, we found the opposite, i.e., nutritional iron deficiency caused low-grade inflammation and fiber degeneration while in normal or high non-heme iron nutrition no or only extremely mild inflammatory signs were identified in nerve tissue. Obesity and dyslipidemia also appear to trigger mild inflammation of peripheral nerves, associated with neuropathy even in the absence of overt diabetes mellitus. Our finding may be the experimental analog of recent observations identifying systemic proinflammatory activity in human sensorimotor diabetic neuropathy. In a rat model of type 1 diabetes, a mild neuropathy with inflammatory components could be induced by insulin treatment causing an abrupt reduction in HbA1c. This is in line with observations in patients with severe diabetes developing a small fiber neuropathy upon treatment-induced rapid HbA1c reduction. If the inflammatory pathogenesis could be further substantiated by data from human tissues and intervention studies, anti-inflammatory compounds with different modes of action may become candidates for the treatment or prevention of diabetic neuropathy.
Veränderung der Ranvier’schen Schnürringarchitektur bei Patienten mit diabetischer Neuropathie
(2021)
In der Krankheitsentstehung der diabetischen Neuropathie wird die paranodale Demyelinisierung als ein möglicher Pathomechanismus diskutiert, wobei Studien mit Gewebeproben von Patienten aufgrund der Invasivität limitiert sind. In der vorliegenden Studie wurden periphere Nervenfasern in Hautbiopsien von Patienten mit diabetischer Neuropathie und in Patienten mit Diabetes mellitus ohne Neuropathie untersucht. Ziel war es, nodale und paranodale Veränderungen, wie eine Dispersion der paranodalen Proteine Caspr und Neurofascin oder der nodalen Na-Kanäle, zu detektieren und die Proben auf verlängerte Ranvier`sche Schnürringe zu untersuchen.
Es wurde die Hypothese überprüft, dass paranodale Demyelinisierungen bei Patienten mit diabetischer Neuropathie in Hautbiopsien, als minimal-invasive Methode, nachweisbar sind. Hautproben von Patienten mit Diabetes mellitus ohne Neuropathie sollten zudem in einem frühen Krankheitsstadium untersucht werden.
Für die Untersuchung konnten 35 Patienten mit einer diabetischen Neuropathie, 17 Patienten mit Diabetes mellitus und 31 Kontrollen eingeschlossen werden. Immunfluoreszenzfärbungen mit Antikörpern gegen Caspr, Neurofascin und Natrium-Kanälen wurden zur Analyse der Ranvier`schen Schnürringarchitektur durchgeführt und ausgewertet.
Eine erhöhte Anzahl an verlängerten Schnürringen, als Zeichen einer segmentalen Demyelinisierung, konnte in den Patienten mit diabetischer Neuropathie aber auch in Patienten mit Diabetes mellitus nachgewiesen werden. Weiterhin waren vermehrt Veränderungen der paranodalen Proteine, wie eine Dispersion von Caspr und Neurofascin in den Proben des Fingers der Patienten mit diabetischer Neuropathie sowie eine Dispersion von Neurofascin im Unterschenkel in beiden Patientengruppen nachweisbar. Interessanterweise waren einzelne Veränderungen auch in den gesunden Kontrollen auffindbar.
Veränderungen der Schnürringarchitektur lassen sich mithilfe der Hautbiopsie nachweisen und quantifizieren. Nodale und paranodale Veränderungen weisen auf demyelinisierende Prozesse in Patienten mit diabetischer Neuropathie hin und finden sich auch bereits in einem frühen Krankheitsstadium.