Clinical and laboratory markers of early diagnosis of diabetic polyneuropathy

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. To study the content of the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and tropomyosin receptor of type B kinase (TrkB) in patients at an early stage of diabetic polyneuropathy. Late diagnosis of diabetic polyneuropathy (DPN) is largely due to the presence of a subclinical stage, at which damage to the nervous system develops in the absence of complaints from the patient.

Materials and methods. 64 patients with type 2 diabetes mellitus and 11 persons of the control group were examined with an assessment of the pain status and the degree of peripheral neuropathy using PainDetect, TSS, NSS, NDS scales. Disturbance of nerve conduction along the nerves of the lower extremities was studied using electroneuromyography (ENMG). The study of the quantitative content of BDNF and TrkB in the serum was carried out with enzyme immunoassay.

Results. The increased serum concentrations of BDNF (p = 0.001) and TrkB (p = 0.007) were found with the development of clinically evident DPN as compared to patients without DPN. In patients with diabetes mellitus with subclinical DPN, there was established a statistically significant increase in serum BDNF expression (2.97 [2.44; 3.37] ng/ml in comparison with the values both in the control group (p = 0.022) and in diabetic patients without DPN (p = 0.017). The mean TrkB level in this group was 4.29 [3.48; 5.62] ng/ml, that is also higher than the corresponding values for patients without DPN (p = 0.032) and the control group (p = 0.025). The serum BDNF level correlates with the duration of diabetes mellitus (R = 0.524; p = 0.02), the intensity of neuropathic pain (R = 0.402; p = 0.001), the degree of axonal damage according to ENMG data (R = -0.242; p = 0.03). Correlations between the serum TrkB content and the severity of diabetes mellitus course (R = 0.482; p = 0.01), pain intensity (R = –0.383; p = 0.001), and impaired nerve conduction (R = –0.359; p = 0.003) were found.

Conclusions. The elevated expression and increased serum concentrations of BDNF and TrkB occur at the initial stage of the damage of peripheral nerve fibers and correlate with the degree of compensation for carbohydrate metabolism, the duration of diabetes and the severity of neural conduction disorders. The data obtained allow us to consider the increased serum levels of BDNF and TrkB as the markers of subclinical stage of diabetic polyneuropathy.

About the authors

Yu. V. Karakulova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: julia.karakulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7536-2060
SPIN-code: 5066-6556

MD, PhD, Professor, Head of Department of Neurology and Medical Genetics

Russian Federation, Perm

D. Yu. Sosnin

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: julia.karakulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1232-8826
SPIN-code: 4204-6796
Scopus Author ID: 36020670100

MD, PhD, Professor, Department of Faculty Therapy № 2, Occupational Pathology and Clinical Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Perm

T. A. Filimonova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: julia.karakulova@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, Assistant, Department of Neurology and Medical Genetics

Russian Federation, Perm

I. V. Nekrasova

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of the Russian Acad-emy of Sciences

Email: julia.karakulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6706-5912

Candidate of Biological Sciences, researcher, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of RAS

Russian Federation, Perm

References

  1. Cho N.H., Shaw J.E., Karuranga S. et al. IDF Diabetes Atlas: Global estimates of diabetes prevalence for 2017 and projections for 2045. Diabetes Res Clin Pract 2018; 138 (4): 271–281.
  2. Feldman E.L., Nave K.A., Jensen T.S., Bennett D. New Horizons in Diabetic Neuropathy: Mechanisms, Bioenergetics, and Pain. Neuron 2017; 93 (6): 1296–1313.
  3. Dyck P.J., Overland C. J., Low P. A. et al. Signs and symptoms versus nerve conduction studies to diagnose diabetic sensorimotor polyneuropathy. Muscle Nerve 2010; 42(2): 157–164.
  4. Stino A.M., Smith A.G. Peripheral neuropathy in prediabetes and the metabolic syndrome. Diabetes Investig 2017; 8 (5): 646–655.
  5. Tesfaye S., Boulton A.J., Dyck P.J. et al. Diabetic neuropathies: update on definitions, diagnostic criteria, estimation of severity, and treatments. Diabetes Care 2010; 33 (10): 2285–229.
  6. Chacon-Fernandez P., Sauberli K., Colzani M. et al. Brain-derived Neurotrophic Factor in Megakaryocytes. J Biol Chem 2016; 291(19): 9872–9881.
  7. Leinninger G.M., Vincent A.M., Feldman E.L. The role of growth factors in diabetic peripheral neuropathy. J Peripher Nerv Syst 2004; 9 (1): 26–53.
  8. Sasi M., Vignoli B., Canossa M., Blum R. Neurobiology of local and intercellular BDNF signaling. Pflugers Arch 2017; 469 (5-6): 593–610.
  9. Mutoh T., Tachi M., Yano S. et al. Impairment of Trk-Neurotrophin Receptor by the Serum of a Patient With Subacute Sensory Neuropathy. Arch Neurol 2005; 62 (10): 1612–1615.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. Serum content of the studied subgroups: a - BDNF, ng / ml: diagram of the range of the quantitative content of cerebral neurotrophin in the serum of the studied subgroups. Plots include the median (bitmap), upper and lower quartiles (25–75%), upper and lower bounds of the obtained values ​​(min – max). The X-axis indicates the ordinal numbers of the studied groups. The Y-axis is quantitative indicators of serum BDNF levels; b - TrkB, ng / ml: diagram of the range of the quantitative content of the cerebral neurotrophin receptor in the serum of the studied subgroups. Plots include the median (bitmap), upper and lower quartiles (25–75%), upper and lower bounds of the obtained values ​​(min – max). The X-axis indicates the ordinal numbers of the studied groups. The Y-axis is quantitative indicators of serum TrkB level.

Download (38KB)

Copyright (c) 2021 Karakulova Y.V., Sosnin D.Y., Filimonova T.A., Nekrasova I.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».