MASARYKOVA UNIVERZITA. Lékařská fakulta. MUDr. Šárka Divišová (roz. Buršová)

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta MUDr. Šárka Divišová (roz. Buršová) VÝZNAM POSTIŽENÍ TENKÝCH VLÁKEN V PATOFYZIOLOGII BOLESTIVÉ DIABETICKÉ NEUROPATIE Dizertační práce k získání vědecké hodnosti Ph.D. Vědní obor: Neurologie 5103V032 Školitel: Prof. MUDr. Josef Bednařík, CSc., FCMA Školící pracoviště: Neurologická klinika LF MU a FN Brno Brno 2013

2 OBSAH: I. Část obecná Úvod Definice neuropatie tenkých vláken Diabetická neuropatie Úvod a epidemiologie Klasifikace diabetické neuropatie Prediabetes jako etiologický faktor neuropatie Patofyziologie bolestivé diabetické neuropatie Porucha regenerace jako možný patofyziologický faktor Growth-associated protein 43 jako marker regenerujících vláken Role cytokinů a chemokinů v patofyziologii bolestivé diabetické neuropatie Klinické aspekty neuropatie tenkých vláken Subjektivní senzitivní symptomy Neuropatická bolest Autonomní symptomy Objektivní neurologický nález Diagnostické metody diabetické neuropatie Dotazníky a škály používané v diagnostice diabetické neuropatie Role kondukčních studií a elektromyografie v diagnostice diabetické neuropatie Kvantitativní testování senzitivity Kožní biopsie Spektrální analýza variability srdeční frekvence Další vybrané diagnostické metody k verifikaci léze tenkých vláken Laserem evokované potenciály (LEPs) Potenciály evokované kontaktním teplem (CHEPs) Elektricky evokované nociceptivní potenciály (PREPs) Obrazové přílohy.36 II. Část speciální komentovaný soubor vlastních prací 41 III. Souhrn...60 IV. Literatura..63 V. Seznam použitých zkratek.76 VI. Poděkování 78 VII. Přílohy 2

3 I. ČÁST OBECNÁ 1. ÚVOD Diabetes mellitus 2. typu (DM2) je chronické onemocnění, které je považováno za jednu z civilizačních chorob a jehož prevalence v posledních letech výrazně vzrůstá. Jedná se o onemocnění charakterizované přítomností hyperglykémie a různého stupně inzulinové rezistence. Na vzniku DM2 se podílí genetické faktory a vlivy zevního prostředí. Diabetes mellitus je jedním z nejčastějších etiologických faktorů periferních neuropatií ve vyspělých zemích, včetně neuropatie tenkých vláken (Bednařík et al. 2009, Lacomis 2002). Diabetická neuropatie (DN) patří k významným a častým chronickým mikrovaskulárním komplikacím diabetu. Během života ji postihne podle různých autorů přibližně % diabetiků, z toho u % se jedná o neuropatii symptomatickou (Ambler a Bednařík 2010, Boulton et al. 2005, Ambler 2012b). Diabetická neuropatie je heterogenní skupinou onemocnění, která se liší svými symptomy, průběhem, a také pravděpodobně svými rizikovými faktory a patofyziologickými mechanizmy (Dyck et al. 2011a, Tesfaye et al. 2010). Prevalence bolesti u pacientů s diabetem je dle publikovaných studií %, resp. u % pacientů s diabetickou neuropatií (Veves et al. 2008, Ehler 2010). Bolestivá diabetická neuropatie je spojena se signifikantním zhoršením kvality života pacientů, může vést k poruchám spánku a depresi. Patofyziologie rozvoje a udržování neuropatické bolesti u pacientů s DM2 je komplexní a není přes intenzivní výzkum v posledních letech dosud jednoznačně objasněna. Postižení tenkých senzitivních nervových vláken je považováno za podmínku vzniku a rozvoje neuropatické bolesti u těchto pacientů, nicméně se pravděpodobně jedná o souhru různých patofyziologických mechanizmů. Zvažován je význam poruchy regenerace periferních nervů (Kennedy a Zochodne 2005, Yasuda et al. 2003, Polydefkis et al. 2004) a také role cytokinů a chemokinů u těchto pacientů (Goldberg 2009, King 2008, Uçeyler et al. 2007, Uçeyler et al. 2010). Cílem projektu bylo zjištění prevalence neuropatie včetně její bolestivé formy v iniciálním stádiu DM2 a prediabetického stavu, bližší charakteristika neuropatické bolesti pomocí standardizovaných dotazníkových nástrojů a ověření podílu postižení jednotlivých typů nervových vláken na rozvoji bolesti v jednotlivých stádiích diabetické neuropatie, dále zhodnocení významu poruchy regenerace periferních nervů a lokálního i systémového vlivu vybraných cytokinů v patofyziologii DM2 a jeho komplikací. 3

4 2. DEFINICE NEUROPATIE TENKÝCH VLÁKEN Periferní neuropatie můžeme klasifikovat na základě různých kritérií. Dle typu převažujícího postižení nervových vláken je lze rozdělit na neuropatii silných vláken, postihující zejména A-alfa a A-beta vlákna, neuropatii tenkých vláken a neuropatii smíšenou, postihující v různé míře tenká i silná nervová vlákna. Typ postižených nervových vláken je určující pro klinický obraz neuropatie a diagnostické metody, využitelné k její detekci. Neuropatie tenkých vláken (NTV) je samostatným subtypem senzitivních neuropatií, preferenčně či výhradně postihujícím málo myelinizovaná (A-delta) a nemyelinizovaná nervová vlákna (C vlákna), přičemž silná nervová vlákna zůstávají relativně ušetřena. Tenká vlákna tvoří % periferních nervových vláken (Malik et al. 2011) a zajišťují funkce termického a algického čití a také funkce autonomní (Tabulka 1). Zájem o tuto klinickou jednotku v posledních letech vzrůstá společně se zaváděním a zvyšováním dostupnosti specifických diagnostických metod k průkazu léze tenkých nervových vláken. Stále jsou vedeny diskuze, jaká míra postižení silných nervových vláken je ještě akceptovatelná pro diagnózu neuropatie tenkých vláken. Podle obecného konsensu je však pro diagnózu NTV vylučující významnější dysfunkce silných nervových vláken, zahrnující poruchu propriocepce, poruchu vibračního čití v oblasti kotníků či proximálněji, motorický deficit či generalizovanou areflexii, event. významnější abnormita při vyšetření kondukčních studií či elektromyografii (Stewart et al. 1992, Lacomis 2002). Dle recentní definice NTV určené pro pacienty s diabetem mellitem je dle některých autorů povolená abnormita neurografie n.suralis součástí této definice (Malik et al. 2011), dle jiných zůstává podmínkou splnění definice NTV normální kondukční studie n.suralis (Tesfaye et al. 2010) (viz dále). Pravděpodobně se však nejedná o izolovanou klinickou jednotku, nýbrž plynulé spektrum neuropatií s různou mírou postižení jednotlivých typů nervových vláken (Vlčková 2010a). Léze tenkých nervových vláken může být prokázána klinickým neurologickým vyšetřením, které však je u řady pacientů normální, specializovanými elektrodiagnostickými či histopatologickými metodami. Lacomis rozlišuje možnou, pravděpodobnou a definitivní NTV dle počtu zahrnutých komponent (abnormita objektivního neurologického nálezu / specializovaných elektrodiagnostických / histopatologických metod). Problémem však zůstává chybění zlatého standardu k diagnostice NTV (Hoitsma et al. 2004). Rutinní elektrofyziologické metody nejsou schopny průkazu léze tenkých nervových vláken. Podobně abnormity termického či algického čití při klinickém vyšetření jsou obtížně prokazatelné a mohou tak uniknout pozornosti. Přitom však subjektivní symptomy pacientů mohou být velmi výrazné a mohou významně ovlivňovat kvalitu jejich života (Galer et al. 4

5 2000). Typická je přítomnost nepříjemných pozitivních senzitivních symptomů včetně neuropatické bolesti. Proto je důležité povědomí odborné veřejnosti o této klinické jednotce a zvýšení dostupnosti specifických diagnostických metod schopných průkazu NTV. Tabulka 1: Klasifikace periferních nervových vláken podle jejich průměru, stupně myelinizace a rychlosti vedení vzruchu Typ klasifikace Průměr, Funkce vláken Alfabetická Numerická* rychlost vedení A-alfa µm m/s eferentní volní inervace extrafuzálních svalových vláken Ia aferentní - propriocepce ze svalových vřetének Ib aferentní - propriocepce ze šlachových tělísek A-beta II 5-12 µm aferentní - dotyk, tlak A-gama m/s eferentní inervace intrafuzálních svalových vláken A-delta III 2-5 µm aferentní - chlad, bolest m/s B 3 µm 5-15 m/s eferentní pregangliová autonomní vlákna C IV 0,5-1 µm aferentní - teplo, bolest C 0,5 2,5 m/s eferentní postgangliová autonomní vlákna * Numerická klasifikace je určena pouze pro aferentní vlákna Aferentní senzitivní vlákna jsou označena tučně, eferentní vlákna kurzívou. Převzato z Bednařík J. Senzitivní systém. In: Ambler Z, Bednařík J, Růžička E et al. Klinická neurologie, část obecná. Praha: Triton, 2004:

6 3. DIABETICKÁ NEUROPATIE 3.1. Úvod a epidemiologie Diabetes mellitus 2. typu (DM2) je považován za jednu z civilizačních chorob, jehož prevalence v posledních letech výrazně vzrůstá (Bednařík et al. 2010). Prevalence diabetu v roce 2010 byla 7,7 %, z toho ve více jak 90 % se jedná o DM2 (ÚZIS ČR 2011). Jedná se o heterogenní onemocnění charakterizované přítomností hyperglykémie a různého stupně inzulinové rezistence. Na vzniku onemocnění se podílí genetické faktory a vlivy zevního prostředí. Diabetes mellitus je jedním z nejčastějších etiologických faktorů periferních neuropatií ve vyspělých zemích, včetně neuropatie tenkých vláken (Bednařík et al. 2009, Lacomis 2002). Diabetická neuropatie (DN) patří k významným a častým chronickým komplikacím diabetu. Během života ji postihne podle různých autorů přibližně % diabetiků, z toho u % se jedná o neuropatii symptomatickou (Ambler a Bednařík 2010, Boulton et al. 2005, Ambler 2012b). Údaje o prevalenci diabetické neuropatie se však liší mezi publikovanými studiemi v závislosti na použitých diagnostických kriteriích. Rovněž je třeba si uvědomit, že ne každá polyneuropatie u diabetika je diabetické etiologie a je třeba vždy vyloučit jiné, zejména potencionálně léčitelné příčiny periferní neuropatie (především chronická inflamatorní demyelinizační polyneuropatie, hypovitaminóza B12, hypotyreóza či urémie) (Boulton et al. 2005, Freeman 2009, Mazanec et al. 2009, Ambler 2012a) Klasifikace diabetické neuropatie Diabetická neuropatie (DN) není izolovanou klinickou jednotkou, nýbrž heterogenní skupinou onemocnění, která se liší svými symptomy, průběhem, a také pravděpodobně svými rizikovými faktory a patofyziologickými mechanizmy (Dyck et al. 2011a, Tesfaye et al. 2010). Tuto skupinu můžeme rozdělit na generalizované a fokální, resp. multifokální formy diabetické neuropatie (Thomas et al. 1997, Boulton et al. 2005). Všechny tyto typy neuropatií se mohou vyskytnout i u pacientů bez přítomnosti diabetu. Skupinu generalizovaných DN můžeme dále rozdělit na typické a atypické formy. Jako typická diabetická polyneuropatie (diabetická senzitivně motorická polyneuropatie = DSPN) je označovaná forma chronická, symetrická, senzitivně motorická a závislá na délce nervového vlákna ( length-dependent ) a je považována za nejčastější formu DN (Dyck et al. 1993, Tesfaye et al. 2010). Vyvíjí se pravděpodobně na podkladě dlouhotrvající chronické 6

7 hyperglykémie, asociovaných metabolických poruch a přidružených kardiovaskulárních rizikových faktorů. Předpokládá se, že zejména sekundární metabolické pochody, vznikající následkem déletrvající hyperglykémie se podílí na rozvoji této formy DN (aktivace polyolové cesty, akumulace neenzymatických pokročilých produktů glykace - tzv. AGEs = advanced glycation end-products, alterace aktivity proteinkinázy C ß, oxidativní stres a mikrovaskulární alterace) (Tesfaye et al. 2005, Dyck et al. 2006). Častá je asociace této formy DN s ostatními chronickými mikrovaskulárními komplikacemi DM2 (nefropatie, retinopatie). Progrese této formy DN lze dle některých prací zabránit či zpomalit důslednou kontrolou glykémie (Dyck et al. 2011a, Tesfaye et al. 2010), jiné práce toto nepotvrzují (Edwards et al. 2008). Atypické formy se liší v mnoha ohledech, například začátkem příznaků, jejich průběhem a manifestací, pravděpodobně i patofyziologickými mechanizmy (Thomas et al. 1997, Boulton et al. 2005, Tesfaye et al. 2010). Tyto formy se mohou vyskytnout kdykoli v průběhu trvání diabetu mellitu. Začátek příznaků může být akutní, subakutní či chronický, avšak průběh této formy bývá popisován jako monofázický či fluktuující. Charakteristická je přítomnost bolestivých symptomů a kontaktní hyperalgézie, nebývá přítomna výraznější slabost končetin. Rovněž nebyla pozorována současná přítomnost retinopatie či nefropatie. Abnormality kondukčních studií nebývají přítomny nebo jsou pouze minimální. V některých publikovaných pracech je diskutována potencionální zánětlivá etiopatogeneze této formy DN, vzhledem k přítomnosti četných lymfocytárních infiltrátů v biopsiích n.suralis (Younger et al. 1996). Vzhledem k častému rozvoji příznaku po dosažení normoglykémie jsou zvažovány spíše jiné patofyziologické mechanizmy, než výše zmiňované následky chronické hyperglykémie. Fokální a multifokální formy neuropatie asociované s diabetem mellitem mohout vznikat na základě opakované mechanické komprese či traumatu v místě obvyklých úžinových syndromů (např. syndrom karpálního tunelu, syndrom kubitálního kanálu, otlaková paréza n.peroneus za hlavičkou fibuly, meralgia paresthetica) nebo na podkladě zánětlivé etiologie s či bez spolupodílu ischemie (např. kraniální neuropatie - nejčastěji mononeuropatie n. oculomotorii, n.trochlearis, n.abducentis nebo n.facialis, dále multifokální mononeuropatie, izolované či vícečetné radikulopatie, lumbosakrální plexopatie, event. fokální torakoabdominální neuropatie a jiné). Zvažované patofyziologické mechanizmy zahrnují spolupodíl zánětu, mikrovaskulitidy či ischemie (Dyck et al. 2011a, Boulton et al. 2005). 7

8 Nejvíce prací se v literatuře zabývá typickou formou DN (tedy DSPN), pravděpodobně pro její celkem jednoznačnou definici. Jedna z původních definic diabetické polyneuropatie definuje DSPN jako periferní postižení somatických či autonomních nervů přisuzované výhradně diabetu mellitu (American Diabetes Association 1988). Nověji byla DSPN definována jako přítomnost symptomů a/nebo objektivních příznaků periferně neurogenní dysfunkce u lidí s diabetem mellitem, po vyloučení jiných příčin (Boulton et al. 2004). DSPN patří rovněž do skupiny distálních symetrických polyneuropatií, jejichž přítomnost je dle autorů England et al. nejvíce pravděpodobná při přítomnosti kombinace neuropatických symptomů, vícečetných příznaků a abnormit elektrofyziologických studií (England et al. 2005). Nověji Dyck et al. definuje DSPN jako symetrickou proximo-distální senzitivně motorickou polyneuropatii, kterou lze přisoudit chronické hyperglykémii, asociovaným alterovaným metabolickým pochodům, kardiovaskulárním rizikovým faktorům a mikrovaskulárním alteracím (Dyck et al. 2011a). Tato definice však stále zahrnuje abnormitu kondukčních studií jako předpoklad pro stanovaní definitivní diagnózy DSPN. Teprve v posledních letech se začíná do definice diabetické neuropatie začleňovat i průkaz léze tenkých nervových vláken, což je podpořeno zejména opakovaným průkazem léze tenkých nervových vláken a přítomností asociovaných neuropatických symptomů u pacientů zejména s časnými stádii diabetu mellitu, kteří pro absenci abnormit elektrofyziologických studií nesplňují kriteria DSPN (Malik et al. 2011, Umapathi et al. 2007). Pro klinické i vědecké účely je třeba kromě jednoznačné definice i exaktní stanovení tíže polyneuropatie. Z recentně publikovaných doporučení lze zmínit například práci Dyck et al., který rozlišuje stadium 0 (není přítomna abnormita kondukčních studií), stadium 1a (přítomnost abnormity kondukčních studií, avšak bez přítomnosti symptomů či objektivních příznaků polyneuropatie), stadium 1b (přítomnost abnormity kondukčních studií a současně objektivních příznaků polyneuropatie, avšak bez přítomnosti neuropatických symptomů), stadium 2a (přítomnost abnormit kondukčních studií a neuropatických symptomů, s nebo bez objektivních známek polyneuropatie) a jako nejtěžší formu stadium 2b (přítomnost abnormit kondukčních studií a nesporné oslabení dorsální flexe nohou) (Dyck et al. 2011a). Jako minimální kriteria pro diagnózu subklinické DSPN (stadium 1a) považuje Dyck přítomnost abnormity kondukčních studií, která je předpokladem i pro všechna další stadia DSPN. Tzv. Torontská expertní skupina pro diabetickou neuropatii rozlišuje možnou DSPN = přítomnost symptomů (pocit snížené citlivosti, pozitivní senzitivní neuropatické symptomy) nebo objektivních známek neuropatie (symetrické snížení citlivosti distálně nebo jednoznačné snížení či absence akrálních šlachookosticových reflexů / pravděpodobnou DSPN = 8

9 kombinace 2 či více výše zmíněných symptomů nebo objektivních známek neuropatie / definitivní DSPN = abnormita kondukčních studií a přítomnost symptomů nebo objektivních známek neuropatie; pokud jsou elektrofyziologické studie v normě, lze alternativně použít validní průkaz léze tenkých nervových vláken, např. hustotu intraepidermálních nervových vláken (IENFD). Přítomnost abnormity kondukčních studií nebo IENFD bez přítomnosti symptomů či objektivních známek neuropatie je označována jako subklinická DSPN (Tesfaye et al. 2010). Zahrnutí možnosti použití průkazu léze tenkých nervových vláken alternativně při normálním výsledku kondukčních studií je významným pokrokem v definici DN, který jednoznačně reflektuje výsledky studií, prokazujících časnou alteraci tenkých nervových vláken u pacientů s DM2, často předcházející postižení silných nervových vláken (Umapathi et al. 2007, Loseth et al. 2008, Malik et al. 2011, Divisova et al. 2012). Vzhledem k významu postižení tenkých nervových vláken vydala Torontská expertní skupina doporučení ohledně definice neuropatie tenkých vláken u DN a navrhuje rozlišit: možnou NTV = přítomnost symetrických distálně lokalizovaných příznaků a/nebo objektivních známek dysfunkce tenkých nervových vláken / pravděpodobnou NTV = přítomnost příznaků a současně objektivních známek léze tenkých nervových vláken + normální či abnormální kondukční studie n.suralis / definitivní NTV = přítomnost příznaků a současně objektivních známek léze tenkých nervových vláken + normální či abnormální kondukční studie n.suralis + abnormita termického prahu (TPT) a/nebo redukce IENFD (Malik et al. 2011). Podobná je i definice NTV pro pacienty s diabetem mellitem dle autorů Tesfaye et al. s tím rozdílem, že pro splnění kritérií není povolena abnormita neurografie n.suralis (Tesfaye et al. 2010). Rozlišení tíže NTV u diabetických pacientů však doposud není v literatuře jednoznačně definováno Prediabetes jako etiologický faktor neuropatie Jako prediabetický stav se označují takové poruchy glukózového metabolizmu, nesplňující kriteria pro diabetes mellitus. Souhrnně se takto označuje zvýšená glykémie nalačno (IFG = Impaired Fasting Glucose ) a porucha glukózové tolerance (IGT = Impaired Glucose Tolerance ). Jako IFG se označuje koncentrace glukózy v plasmě žilní krve nalačno v rozmezí 5,6 mmol/l až <7 mmol/l, stanovená opakovaným měřením. Jako porušená glukózová tolerance je označována koncentrace glukózy v plasmě žilní krve po 2 hodinách po záteži 75 g glukózy při orálním glukózovém tolerančním testu (ogtt) v rozmezí 7,8 mmol/l až <11,1 mmol/l (Česká diabetologická společnost 2005). 9

10 Navzdory intenzivnímu výzkumu v této oblasti není doposud jednoznačně zodpovězena otázka, zda lze označit prediabetes jako příčinu distální senzitivně motorické polyneuropatie či periferní neuropatie (včetně NTV) obecně (Dyck et al. 2007). Výsledky jednotlivých studií se navzájem liší. Některé studie považují prediabetes za častou a důležitou příčinu polyneuropatie, zatímco jiné tyto závěry vyvracejí. Zdroj této kontroverze může částečně spočívat v rozdílné selekci zařazených pacientů a v rozdílném hodnocení neuropatie. Ostatní aspekty metabolického syndromu, zejména dyslipidémie nebo abdominální obezita, jsou velmi často diskutovány jako nezávislé rizikové faktory neuropatie pro pacienty s diabetem (Hughes et al. 2004, Teunissen et al. 2002, Smith et al. 2008) i bez něj (Bednařík et al. 2009, Lacomis 2002). Na základě aktuálního povědomí se zdá, že intermitentní hyperglykémie a inzulinová rezistence asociovaná s prediabetem mohou být dostačující k poškození periferních nervů a rozvoji neuropatie (Singleton a Smith 2007). Je pravděpodobné, že u některých pacientů se rozvíjí polyneuropatie ještě před začátkem DM2, což poukazuje na účast jiných faktorů než chronické hyperglykémie na rozvoji DSPN u části pacientů (Dyck et al. 2007). Porucha glukózového metabolizmu (IGT či IFG) byla v několika studiích potvrzena jako častá příčina idiopatické periferní neuropatie, včetně neuropatie tenkých vláken (NTV). Například autoři Singleton a Smith udávají prevalencí IGT 34-35,6 % u pacientů s chronickou idiopatickou axonální polyneuropatií (CIAP), což je 3x více než u stejně staré kontrolní populace (Singleton a Smith 2007). V naší studii u pacientů s NTV tvořila IGT 14,3 % případů (Bednařík et al. 2009). Pokud jsme však vyloučili případy s jinou zjištěnou příčinou NTV než IGT, tak IGT tvořila 32,1 % kryptogenních případů, což je srovnatelné s ostatními studiemi. Naproti tomu Hughes et al. nenalezli signifikantní rozdíl v procentuálním zastoupení IGT u pacientů s CIAP ve srovnání s kontrolními subjekty, nalezli však signifikantně vyšší zastoupení hypertriglyceridémie v souboru pacientů (Hughes et al. 2004). Limitace těchto studií spočívá zejména ve vstupním výběru pacientů, zaměřených na přítomnost neuropatie, nikoli primárně na přítomnost prediabetu (Boulton a Malik 2010). V další naší studii u pacientů s DM2 nebo IGT a neuropatickou bolestí v oblasti nohou bylo vyšetřeno 6 nemocných s IGT a všichni měli známky postižení senzitivních tenkých nervových vláken, potvrzené jak abnormální hodnotou IENFD, tak abnormálním TPT (Vlckova-Moravcova et al. 2008a), což je v souladu s názorem, že u neuropatie asociované s IGT je přednostní postižení tenkých somatických nervových vláken (Boulton a Malik 2010, Singleton a Smith 2007, Sumner et al. 2003, Smith et al. 2001), což by mělo být zohledněno i při volbě diagnostických metod. Podobně jako u časné diabetické neuropatie jsou u neuropatie 10

11 asociované s IGT postižena převážně senzitivní nervová vlákna (Smith et al. 2001, Loseth et al. 2008). Podobnost klinických i laboratorních charakteristik neuropatie asociované s prediabetem a časným DM2 podporuje hypotézu, že se jedná o kontinuum poruch glukózového metabolizmu směřující od normální glukózové tolerance, přes IFG a IGT až po DM2, s alespoň částečně společnými patofyziologickými mechanizmy rozvoje neuropatie. Obecnou hranici či cut-off hodnotu expozice hyperglykémie potřebnou k rozvoji neuropatie však přesně stanovit nelze. Pravděpodobně se však polyneuropatie u prediabetu vyskytují s nižší frekvencí a menší tíží ve srovnání s pacienty s DM2 (Sumner et al. 2003, Papanas et al. 2011), což potvrzují i výsledky naší studie, kde 6,3 % pacientů s prediabetem a 16,7 % pacientů s recentním DM2 splňovalo minimální kriteria DSPN, ale také 2,5 % zdravých kontrol (Divisova et al. 2012). Podobné výsledky ukazují například studie autorů Franklin et al. nebo Ziegler et al., kde autoři potvrzují přítomnost neuropatie u 11 % IFG, % IGT a % DM2 pacientů, ale také u 4-8 % kontrolních subjektů s normální glukózovou tolerancí (Franklin et al. 1990, Ziegler et al. 2008). Přítomnost neuropatické bolesti udávají autoři u 4,2 % IFG, 8,7 % IGT a 13,3 % DM2 pacientů, ve srovnání s 1,2 % u kontrolních subjektů (Ziegler et al. 2009). Naproti tomu autoři Eriksson et al. nezjistili rozdíl v prevalenci dysfunkce periferních nervů u pacientů IGT ve srovnání s kontrolními subjekty, nicméně zjistili rozdíl v přítomnosti autonomní dysfunkce (Eriksson et al. 1994). Tento výsledek však není překvapivý, poněvadž autoři se v hodnocení polyneuropatie zaměřují téměř výhradně na silná nervová vlákna. Velmi zajímavé jsou výsledky studie autorů Smith et al., kde intenzivní režimová opatření trvající 1 rok dieta a pohybová aktivita vedly k částečnému zlepšení funkce tenkých nervových vláken (proximální IENFD a QSART) a zmírnění neuropatických symptomů (Smith et al. 2006). Nejvíce senzitivním markerem byla IENFD, v distálním vzorku však nebyl zaznamenán statisticky signifikantní rozdíl. Z této studie vyplývá, že zlepšení metabolických parametrů (BMI, ogtt, hladina cholesterolu) vede k částečnému zotavení funkce tenkých nervových vláken. Na základě této prozatím ojedinělé studie lze předpokládat, že pacienti s neuropatií asociovanou s prediabetem mohou nejvíce profitovat z intenzivní edukace stran režimových opatření vzhledem k doposud zachované regenerační kapacitě periferních nervů, a proto by měli být intenzivně vyhledáváni. Podobná studie u pacientů s DSPN potvrzuje sice zlepšení neuropatických symptomů po absolvování 10týdenního intenzivního cvičebního programu, nicméně neprokázala zlepšení IENFD u těchto pacientů distálně ani proximálně autoři však prezentují zlepšení v počtu větvení intraepidermálních 11

12 nervových vláken u proximálního vzorku kožní biopsie (Kluding et al. 2012). I v této studii však chybí kontrolní skupina pacientů bez zařazení do cvičebního programu. Pro screening poruch glukózového metabolizmu je zapotřebí provedení ogtt, který by měl být proveden u všech pacientů s idiopatickou neuropatií (Sumner et al. 2003, Dyck et al. 2007, Papanas et al. 2011). Provedení samotného vyšetření koncentrace glukózy nalačno je považováno za nedostatečně senzitivní. Možnosti ovlivnění progrese neuropatie v pozdějších fázích diabetu mellitu pomocí režimových či farmakologických postupů nejsou přesvědčivé. 12

13 4. PATOFYZIOLOGIE BOLESTIVÉ DIABETICKÉ NEUROPATIE Prevalence bolesti u pacientů s diabetem je dle publikovaných studií %, resp % u pacientů s diabetickou neuropatií (Veves et al. 2008, Ehler 2010). Bolest významně ovlivňuje kvalitu života pacientů, může vést k poruchám spánku či depresím (Ambler 2012a, Galer et al. 2000). Přirozený průběh bolestivé diabetické neuropatie může být značně variabilní s ohledem na limitovaná data týkající se této problematiky, s možností spontánní úpravy a odeznění bolesti u některých pacientů přes trvající progresi DN - redukce intenzity bolesti může tedy znamenat spíše zhoršování senzorických funkcí (Boulton et al. 1983). Benbow et al. popisuje rovněž zlepšení bolestivých symptomů u části pacientů, s úplným vymizením bolesti u 21 % pacientů při vyšetření v průměru po 3,6 letech. Tito pacienti vykazovali statisticky nevýznamně kratší trvání bolesti před zařazením do studie, nicméně přes významné zlepšení pozitivních senzitivních symptomů popisuje zhoršování funkcí tenkých nervových vláken (Benbow et al. 1994). Tudíž pouze na základě hodnocení funkce tenkých nervových vláken nelze predikovat vývoj bolestivých symptomů. Patofyziologie rozvoje a udržování neuropatické bolesti u pacientů s diabetem mellitem není dosud přes intenzivní výzkum jednoznačně objasněna. Ve studii s pacienty s bolestivou formou DN byla prokázána dysfunkce tenkých nervových vláken (QST či IENFD) téměř u všech pacientů a je tudíž pravděpodobně prerekvizitou rozvoje neuropatické bolesti u těchto pacientů (Vlckova-Moravcova et al. 2008a). Elektrofyziologické ani histopatologické parametry biopsie n.suralis nedokáží jednoznačně odlišit pacienty s bolestivou a nebolestivou formou diabetické neuropatie (Malik et al. 2001). Výsledky publikovaných studií srovnávající různé funkční i morfologické parametry tenkých nervových vláken zůstávají nepřesvědčivé. V některých dřívějších pracech autoři nenalezli signifikantní rozdíl funkčních klinických ani elektrofyziologických parametrů tenkých i silných nervových vláken mezi bolestivou a nebolestivou DN (Veves et al. 1994). Dle recentních studií Sorensen et al. nalezli při srovnání parametrů kvantitativního testování senzitivity (QST) horší vnímání chladných stimulů u pacientů s bolestivou formou DN, avšak bez rozdílu ve vnímání teplých stimulů, což by svědčilo pro spolupodíl A-delta vláken na rozvoji bolestivé diabetické neuropatie, na rozdíl od C vláken. Z jejich závěrů však vyplývá, že žádné QST parametry nedokáží predikovat rozvoj bolesti u pacientů s DN (Sorensen et al. 2006a). Stejný kolektiv zjišťuje rovněž výraznější redukci IENFD u pacientů s bolestivou formou, ale pouze u pacientů s minimálními či žádnými objektivními známkami polyneuropatie, což by vysvětlovalo přítomnost bolesti 13

14 pouze u části pacientů (Sorensen et al. 2006b). Pravděpodobně se však jedná o souhru různých mechanizmů, možná také hrají roli rozdílné patofyziologické mechanizmy v jednotlivých stádiích DN. Obecně se však dá shrnout, že nižší IENFD může být asociována s přítomností neuropatické bolesti, zejména v případě izolované neuropatie tenkých vláken, avšak hodnota IENFD nekoreluje s intenzitou bolesti (Lauria et al. 2010a). Při rozvoji spontánní i evokované neuropatické bolesti obecně, pravděpodobně stejně jako při rozvoji bolestivé diabetické neuropatie se uplatňují mimo jiné i mechanizmy periferní a centrální senzitizace (Veves et al. 2008, Baron 2000). Poškození periferních nervů, vedoucí ke změnám na molekulární a buněčné úrovni, způsobuje hyperexcitabilitu primárních aferentních nociceptorů (periferní senzitizace), která následně vede k hyperexcitabilitě centrálních neuronů (centrální senzitizace) a generování spontánních impulzů v průběhu axonů nebo ganglií zadních kořenů těchto periferních nervů. Výsledkem je, že i aktivace mechanoreceptorů A-beta vláken (lehký dotyk) může být vnímána jako bolest. Tito pacienti udávají charakteristicky spontánní bolesti, bývá přítomna hyperalgézie a mechanická alodynie. Perzistující zánětlivá reakce v okolí nervů může indukovat ektopickou aktivitu primárních aferentních neuronů, což může být příčinou spontánních bolestí a alodynie. Sympatický nervový systém se může následkem poškození periferních nervů pomocí efaptické transmise podílet na udržování aktivity senzitizovaných nociceptorů, a takto ještě zvýrazňovat bolestivé vjemy (Baron 2000). Senzitizace je charakterizována nižším aktivačním prahem, výraznější odpovědí na daný stimulus a abnormální spontánní aktivitou. Alterace poškozených axonů vede rovněž k akumulaci sodíkových kanálů v místě poškození a podél daného axonu, což dále podporuje vznik ektopické aktivity a následné hyperexcitability (Spruce et al. 2003). Substance P, která se za normálních okolností nachází pouze na C vláknech, je uvolňována i A-delta vlákny zadních provazců a produkuje signály, které jsou interpretovány jako mechanická alodynie (Quattrini et al. 2007). Perzistující stimulace vede k aktivaci postsynaptických N-methyl-D-aspartát (NMDA) receptorů zadních rohů míšních s následným uvolněním glutamátu, který má za následek proces synaptické potenciace (Baron 2000, Spruce et al. 2003). Proto nelze opomenout i roli centrálních mechanizmů zejména na úrovni spinální míchy. Zesílení i prodloužení nociceptivní aferentace v centrálních strukturách vede k fenoménu wind-up, kdy je reakce nociceptivních neuronů mnohonásobně zvýšena při následujících podnětech. Dalším zvažovaným mechanizmem je i snížení aktivity nebo ztráta funkce serotoninergních a noradrenergních descendentních inhibičních drah (Ambler 2012a). Recentně byl publikován nový koncept metabolicky navozené hyperalgézie pomocí metabolitu glykolýzy methylglyoxalu, který ovlivněním napěťově řízených sodíkových 14

15 kanálů navozuje termickou a mechanickou hyperalgézii a jehož koncentrace dokáže odlišit jedince s bolestí u experimentálního diabetu (Bierhaus et al. 2012). Je rovněž možné, že se mechanizmy generující bolest a tím vznikající bolestivé symptomy mění v průběhu onemocnění. Cílem do budoucna je terapie neuropatické bolesti adresovaná specificky pro konkrétního pacienta dle působících patofyziologických mechanizmů, resp. jejich kombinace Porucha regenerace jako možný patofyziologický faktor Dle současných poznatků je diabetes mellitus spojován mimo jiné i s poruchou regenerace periferních nervů, což se jeví jako velmi významný faktor v rozvoji diabetické neuropatie, potažmo diabetické periferní neuropatické bolesti (DPNP) (Kennedy a Zochodne 2005, Yasuda et al. 2003, Polydefkis et al. 2004). Avšak rozsah, načasování či selektivita této porušené regenerační kapacity nejsou doposud jednoznačně objasněny (Kennedy a Zochodne 2000). Je možné, že právě porucha regenerace vede ve svém důsledku k rozvoji a následné progresi DN u pacientů, kteří by jinak zažívali spontánní úpravu příznaků. Rovněž úprava příznaků u fokálních neuropatií, jako např. syndrom karpálního tunelu, které jsou u diabetiků velmi časté, je zpomalena. Porucha regenerace rovněž vysvětluje absenci kýženého efektu transplantace pankreatu u pacientů s DN přes dosažení normoglykémie lze dosáhnout pouze mírného zlepšení elektrofyziologických a pouze minimálního zlepšení klinických parametrů (Navarro et al. 1997). Regenerační potenciál je závislý na řadě faktorů, dle některých autorů např. na věku pacienta či trvání diabetu, přítomnosti DN a její tíže, resp. poškození nervu obecně (Kennedy a Zochodne 2000). Autoři Polydefkis et al. pozorovali závislost rychlosti regenerace na výchozí IENFD, naopak nezjistili signifikantní vliv věku, pohlaví nebo tloušťky epidermis u zdravých dobrovolníků. Rychlost regenerace byla signifikantně nižší u pacientů s DM bez přítomnosti klinických známek neuropatie ve srovnání s kontrolními subjekty, další snížení rychlosti regenerace pozorovali u pacientů s DN ve srovnání s DM pacienty bez přítomnosti neuropatie, naopak nezjistili signifikantní vliv trvání diabetu (Polydefkis et al. 2004). Tyto výsledky však potvrzují snížení regenerační kapacity u pacientů v časných stádiích DM, již před rozvojem klinických projevů DN. Podobné výsledky jsme zjistili i v naší práci, kde jsme pozorovali snížení regeneračního potenciálu, hodnoceného pomocí GAP43, již u pacientů v časných stádiích DM2 tedy ještě s normálními hodnotami IENFD (Bursova et al. 2012a). Jaké mechanizmy vedou k výsledné poruše schopnosti regenerace zůstává však stále předmětem diskuze. Porucha regenerace u diabetu byla opakovaně prokázána zejména v experimentálních (Kogawa et al. 2000, Ishii a Lupien 1995), ale i humánních studiích (Yasuda et al. 2003, 15

16 Polydefkis et al. 2004, Ebenezer et al. 2011), a to jak u motorických, tak u senzitivních větvích periferních nervů (Kennedy a Zochodne 2000). Jednotlivé studie se liší mimo jiné i ve způsobu hodnocení regeneračních schopností důležitý je například výběr markeru při histologickém zobrazení znovuprorůstajících axonů, např. growth-associated protein 43 (GAP43), tubulin či protein gene product PGP 9.5 (PGP9.5). Jiné studie využívají elektrofyziologické metody, jako např. měření velikosti amplitudy M-vlny příslušných reinervovaných svalů nebo hodnocení rychlosti vedení příslušných nervů, jako výsledek případné remyelinizace. Zajímavé a v experimentálních studiích často používané jsou i behaviorální testy k měření výsledku reinervace (Wood et al. 2011). Jako model ke studiu regenerace kožních nervů je často používána lokální aplikace kapsaicinu, jejíž výsledkem je téměř kompletní denervace epidermis jak u zdravých subjektů, tak u pacientů s DM2, a je považována za metodu bezpečnou a dobře tolerovanou (Polydefkis et al. 2004, Ragé et al. 2010). Jedná se o model reverzibilní NTV. Diabetická neuropatie může vést k ireverzibilnímu postižení zejména následkem axonální degenerace. Příčinou je pravděpodobně narušená rovnováha mezi procesy degenerace a následné regenerace, kdy kompenzační regenerační mechanizmy již nejsou dostatečné. Důležitý v tomto kontextu se jeví mimo jiné i proces kolaterální reinervace. Obnova funkce po poškození periferního nervu je závislá na typu neuronu, charakteru a lokalizaci poškození a v neposlední řadě i event. současném poškození okolních tkání, např. přítomností ischemie. Porozumění těmto procesům může otevřít cestu k možnostem kauzální terapie a zlepšení prognózy u diabetiků. Autoři Kennedy a Zochodne nebo Yasuda et al. ve svých pracech prezentují přehled potenciálních mechanizmů, jejichž souhra pravděpodobně přispívá k alteraci regeneračních procesů (Kennedy a Zochodne 2005, Yasuda et al. 2003). Jedním z diskutovaných mechanizmů je mikroangiopatie, postihující u diabetiků vasa nervorum, a následná endoneurální hypoxie. Již u intaktních periferních nervů u diabetiků je alterován proces vazodilatace, je přítomna excesivní odpověď na vazokonstriktory. U rozvinuté DN jsou přítomny strukturální změny vaskulárního mikrosystému (duplikace endoteliálních buněk, uzávěr kapilár, ztluštění bazální membrány). Lokální změny krevního průtoku mohou ovlivnit plnění metabolických nároků potřebných k regeneraci. Dalším možným mechanizmem je zvýšený oxidační stres, zahrnující nadprodukci reaktivních kyslíkových radikálů včetně produkce pokročilých produktů glykace, tzv. AGEs ( advanced glycation end products ) a nedostatek antioxidantů (Duran-Jimenez et al. 2009). Porucha hojení obecně u diabetiků je dále mimo jiné spojována s alterovanou migrací a funkcí makrofágů (Kennedy a Zochodne 16

17 2000). Také Schwannovy buňky mají klíčovou úlohu během regenerace periferních nervů skrze jejich proliferaci a migraci (Ebenezer et al. 2011). Schwannovy buňky jsou stěžejní gliové podpůrné buňky v periferním nervovém systému. V experimentálních studiích byly prokázány jejich morfologické i funkční změny u diabetu. Bez podpory Schwannových buněk jsou axony schopny pouze velmi omezeného růstu. Jejich pozměněná migrace může dále vést k narušenému procesu myelinizace. Alterace Schwannových buněk následkem různých jiných mechanizmů, např. zvýšeného oxidačního stresu u diabetiků, může vést k narušené produkci růstových faktorů těmito buňkami pro regenerující axony a jejich patřičnou myelinizaci. Autoři Dubový a Aldskogius ve své práci popisují porušenou kožní reinervaci následkem trofických změn Schwannových buněk (Dubový a Aldskogius 1996). Neurotrofické faktory a jejich receptory se na procesu regenerace pravděpodobně rovněž podílí bylo zjištěno, že dodání nervového růstového faktoru (NGF = nerve growth factor ) vede k normalizaci tloušťky myelinu a rychlosti regenerace u experimentálního diabetu (Unger et al. 1998). Porucha produkce, transportu a následné signalizace specifických neurotrofických molekul a jejich receptorů může být zásadní pro zachování neuronů po poškození, diskutovány jsou např. již zmíněný NGF, dále BDNF ( brain-derived neurotrophic factor ), NT-3 (neurotrofin- 3), IGF-1 ( inzulin-like growth factor-1 ), IL-6 (interleukin-6) a jiné. Zvýšení exprese GAP43 jako reakce na poškození nervu u experimentálního diabetu chybí, dále je diskutována deplece neuropeptidů CGRP ( calcitonin gene-related peptide ) nebo substance P v periferním nervu. Z dalších mechanizmů je třeba zmínit např. i excesivní aktivaci polyolové cesty vedoucí k akumulaci sorbitolu a fruktózy, nadměrnou fosforylaci neurofilament vedoucí k tvorbě axonů rezistentních k degradaci, nepatřičnou aktivaci proteinkinázy C nebo mitochondriální abnormality u neuronů v prostředí diabetu. Porucha regenerace u diabetu mellitu je dána pravděpodobně souhrou alterace více různorodých procesů, jejichž narušení bylo zejména v experimentálních studiích opakovaně prokázáno. Snaha o zlepšení regeneračního potenciálu se jeví do budoucna jako klíčová pro možnost kauzální terapie diabetické neuropatie Growth-associated protein 43 jako marker regenerujících vláken Growth-associated protein 43 (GAP43, někdy ve starších pracech označován také jako B50 nebo neuromodulin) je neuronální membránový protein, který je znám jako marker regenerujících vláken a bývá často asociován s pojmy jako axonální růst a neuronální plasticita, kde je zdůrazňována jeho role při správném nasměrování růstu axonů. GAP43 byl 17

18 původně rozpoznán pro jeho výrazně zvýšenou syntézu následkem poškození periferních nervů (např. axotomie) a rovněž během embryogeneze při vývoji axonů. Následně byla jeho exprese opakovaně prokázána v centrálním (CNS) i periferním nervovém systému (PNS) dospělých jedinců i za normálních podmínek, zejména v oblastech intenzivní remodelace (Fantini a Johansson 1992, Verzé et al. 2003, Denny 2006, Biewenga et al. 1996). V CNS je popisována například přetrvávající exprese v limbickém systému nebo v asociačních oblastech neokortexu. Co se týče PNS, autoři Fantini a Johansson například prokazují přítomnost GAP43 imunoreaktivity v nervových vláknech dermis i epidermis u dospělých zdravých dobrovolníků, což vysvětlují kontinuální remodelací kůže u dospělých (Fantini a Johansson 1992). Podobně Verzé et al. prokazují srovnatelný počet PGP9.5 a GAP43 imunoreaktivních intraepidermálních vláken v kůži ruky u zdravých dospělých dobrovolníků, zatímco v dermis pozorovali méně GAP43 než PGP9.5 imunoreaktivních vláken (Verzé et al. 2003). Autoři Ragé et al. zjistili rychlejší obnovu GAP43 dermálních regenerujících vláken, předcházející obnově PGP9.5 imunoreaktivity po lokální aplikaci kapsaicinu u zdravých dobrovolníků (Ragé et al. 2010). V jejich práci koreluje obnova dermální GAP43 imunoreaktivity s funkčními vyšetřeními tenkých nervových vláken - laserem evokovanými potenciály (LEPs). Zvýšení exprese GAP43 následkem poškození nervu je považováno za jednu z podmínek axonální regenerace a toto zvýšení dle některých prací chybí u diabetiků (Kennedy a Zochodne 2000). Tuto hypotézu potvrzují i výsledky naší práce, kde jsme našli nižší expresi GAP43 v intraepidermálních nervových vláknech u pacientů s DM2 ve srovnání se zdravými kontrolami, což může poukazovat na snížený regenerační potenciál těchto vláken u diabetiků (Bursova et al. 2012a). Tyto funkční změny pravděpodobně předchází následné redukci IENFD hodnocené pomocí PGP9.5, jakožto výsledek převahy axonální degenerace. Poruchu regenerace u diabetiků však nelze vysvětlit pouze nedostatečnou expresí GAP43, jelikož i vysoká exprese tohoto proteinu nezaručuje patřičnou regenerační schopnost Role cytokinů a chemokinů v patofyziologii bolestivé diabetické neuropatie Kůže představuje pravděpodobně jeden ze nejhustěji inervovaných savčích orgánů, zahrnující senzitivní i autonomní nervová vlákna. Tato vlákna obsahují řadu neuropeptidů a neurotransmiterů. Kožní inervace, stejně jako exprese přítomných neurotrofinů a jejich receptorů se významně mění jednak během morfogeneze, ale také během remodelace u dospělých jedinců v závislosti na různých fyziologických i patologických podmínkách. 18

19 Některá zánětlivá kožní onemocnění jsou pravděpodobně asociována se zvýšenou kožní inervací. Kožní expresi neurotrofinů ovlivňují mimo jiné i pro- a antiinflamatorní cytokiny, zvažována je i jejich role v regeneraci periferních nervů (Hendrix a Peters 2007). V posledních letech je centrem intenzivního výzkumu mimo jiné i role cytokinů a chemokinů v patofyziologii rozvoje DM2 a jeho komplikací, včetně diabetické neuropatie (Goldberg 2009, Doupis et al. 2009, Herder et al. 2009, Weigelt et al. 2009, Skundric a Lisak 2003, King 2008), resp. bolestivé polyneuropatie obecně (Lindenlaub a Sommer 2003, Uçeyler et al. 2007, Uçeyler a Sommer 2008, Lee et al. 2010, Uçeyler et al. 2010). Přes řadu přesvědčivých nálezů (viz níže) zůstává však otevřená otázka kauzality vedou metabolické změny u diabetu indukované hyperglykémií k dysregulaci cytokinů (Skundric a Lisak 2003) nebo je porucha regulace cytokinů prediktorem rozvoje DM2 a jeho komplikací (Goldberg 2009, King 2008)? Cytokiny jsou malé regulační proteiny, které jsou produkovány zejména buňkami imunitního systému, ale i řadou jiných buněk, včetně buněk nervového systému (T lymfocyty, makrofágy, keratinocyty, dendritické buňky, fibroblasty, Schwannovy buňky, gliové buňky CNS a jiné). Molekulární struktura cytokinů je velmi různorodá. Cytokiny působí na krátkou vzdálenost ve velmi malých koncentracích skrze vysokoafinitní receptory. Vzhledem k jejich především lokálnímu působení v malých koncentracích nemusí tedy sérové koncentrace spolehlivě odrážet jejich lokální aktivaci. Na rozdíl od hormonů, cytokiny vykazují pleiotropní efekt a jsou redundantní. Cytokiny ovlivňují zejména buňky imunitního systému a modulují zánětlivou odpověď organizmu, rovněž představují možnost propojení imunitního a nervového systému a podílí se na udržení homeostázy buněk periferního i centrálního nervového systému. Jsou obecně klasifikovány jako pro- a anti-inflamatorní, avšak některé cytokiny jsou schopny jak pro- tak protizánětlivých účinků v závislosti na jejich koncentraci a podmínkách prostředí. Prozánětlivé cytokiny jsou označovány většinou jako algické, zatímco protizánětlivé jako analgetické. Porucha regulace cytokinů je zvažována v řadě onemocnění, jako např. sepse, revmatoidní artritida, Crohnova choroba nebo sclerosis multiplex. Dle recentních publikací je zvažována i jejich role při rozvoji bolesti - nociceptivní i neuropatické - a hyperalgézie (Sommer a Kress 2004, Uçeyler et al. 2007, Uçeyler a Sommer 2008, Uçeyler et al. 2010). Většina autorů se shoduje na příčinné nerovnováze mezi pro- a antiinflamatorními cytokiny s převahou prozánětlivých cytokinů u bolestivých stavů, včetně neuropatické bolesti. Autoři Lindenlaub a Sommer například při vyšetření biopsií n. suralis u pacientů s 1) neuropatií na podkladě vaskulitidy a 2) nezánětlivé chronické axonální neuropatie našli vyšší expresi proinflamatorních cytokinů (IL-1ß, IL-6, TNFα) ve skupině 19

20 pacientů s neuropatickou bolestí u obou vyšetřovaných skupin pacientů. Jelikož zánětlivé buňky produkují větší množství proinflamatorních cytokinů, jejichž množství je závislé na počtu infiltrujících buněk, autoři prezentují hypotézu, že přítomnost cytokinů u nezánětlivých neuropatií je pravděpodobně více asociována s neuropatickou bolestí než u zánětlivých neuropatií (Lindenlaub a Sommer 2003). Autoři Uçeyler et al. našli vyšší expresi proinflamatorních cytokinů (IL-2, TNFα) v krvi u pacientů s bolestivou polyneuropatií ve srovnání s pacienty s nebolestivou formou a zdravými subjekty, naopak vyšší exprese antiinflamatorních cytokinů (IL-4, IL-10) prokázali u pacientů s nebolestivou formou polyneuropatie ve srovnání se zdravými dobrovolníky, nicméně vyšší exprese IL-4 byla pozorována i u bolestivých pacientů (Uçeyler et al. 2007). Je však třeba opatrnosti při interpretaci výsledků systémové exprese cytokinů, jelikož může být ovlivněna řadou jiných faktorů (přidružené choroby včetně např. deprese, fyzická aktivita, konzumace alkoholu, infekční onemocnění, etiologie polyneuropatie apod.). Stejná skupina autorů našla vyšší lokální expresi proinflamatorních cytokinů (IL-6, IL-8) v distálních vzorcích kožních biopsií u pacientů s bolestivou NTV ve srovnání se zdravými dobrovolníky. Dále našli vyšší expresi proinflamatorních cytokinů (TNFα, IL-1ß, významněji však IL-6 a IL-8) v distálních vzorcích ( postižených ) ve srovnání s proximálními vzorky kožních biopsií ( nepostiženými ) u pacientů s NTV závislé na délce nervového vlákna ( length-dependent ) - tedy u pacientů, jejichž proximální IENFD byla 5x vyšší než distální IENFD (Uçeyler et al. 2010). Autoři prezentují hypotézu, že zbývající částečně poškozená intraepidermální tenká nervová vlákna u pacientů s NTV mohou být zvýšeně citlivá k působení proinflamatorních cytokinů. Interleukin-6 (IL-6) patří mezi proinflamatorní cytokiny a experimentálně dochází k výraznému zvýšení jeho exprese během různých patologických situací obecně asociovaných s bolestí a hyperalgézií. Zvýšené sérové koncentrace IL-6 byly detekovány u pacientů s neuropatií, maligními tumory, muskuloskeletálními poruchami, popáleninami, ale také u autoimunitních a chronických zánětlivých onemocnění (Sommer a Kress 2004). U pacientů s NTV byla prokázána vyšší lokální exprese IL-6 v distálních vzorcích kožních biopsií ve srovnání se zdravými dobrovolníky, dále byla prokázána i vyšší exprese v distálních vzorcích ve srovnání s proximálními u pacientů s NTV závislou na délce (viz výše). Podobné nálezy byly publikovány i u dalšího ze skupiny proinflamatorních cytokinů - interleukin IL-8 (Uçeyler et al. 2010). Autoři Herder et al. našli vyšší hladiny cirkulujících IL-6 u pacientů s DN ve srovnání s pacienty bez neuropatie (Herder et al. 2009), avšak diagnóza DN byla v jejich studii stanovena pouze na základě dotazníku MNSI ( The Michigan Neuropathy 20

21 Screening Instrument ). Tumor necrosis factor α (TNFα) je dalším prototypickým zástupcem proinflamatorních cytokinů, hraje důležitou roli zejména při zahájení kaskády aktivace dalších cytokinů a růstových faktorů při zánětlivé odpovědi organizmu. TNFα je uvolňován řadou buněk v reakci na jejich poškození nebo během zánětu. Rovněž Schwannovy buňky jsou schopny produkovat TNFα následkem poškození, což svědčí pro možnou roli i v patofyziologii neuropatické bolesti (Sommer a Kress 2004). Asociace tkáňových koncentrací TNFα a bolesti či hyperalgézie byla navržena u řady onemocnění spojených s bolestí (Lindenlaub a Sommer 2003). Dle experimentálních studií intraplantární injekce TNFα u krys vedla k indukci mechanické alodynie a termální hyperalgézie, naopak blokáda TNFα vedla k redukci hyperalgézie u modelu bolestivé neuropatie. Vyšší exprese TNFα byla prokázána i v krvi u pacientů s bolestivou formou polyneuropatie různorodé etiologie (Uçeyler et al. 2007). Zvýšená sérová hladina cytokinů TNFα a IL-6 je dle některých prací považována za prediktory rozvoje inzulinové rezistence a diabetu, resp. zvýšené morbidity u pacientů s prediabetem či diabetem (Goldberg 2009, Satoh et al. 2003). RANTES ( regulated upon activation normal T cell expressed and secreted ) patří mezi chemokiny produkované trombocyty, cirkulujícími lymfocyty a tkáňovými monocyty, a předpokládá se jeho zapojení v iniciálním rozvoji aterosklerózy, podobně jako interferon γ inducibilní protein (IP-10) (Doupis et al. 2009). Oba tyto chemokiny jsou rovněž prezentovány jako klíčové v procesu hojení ran (Weigelt et al. 2009). Chemokiny jsou podskupinou cytokinů, které navozují migraci (pohyb, chemotaxi) určitých buněk. Autoři Doupis et al. našli nižší systémovou expresi IP-10 u DM pacientů bez neuropatie ve srovnání se zdravými dobrovolníky, zatímco Herder et al. našli vyšší cirkulující hladiny IP-10 u pacientů s DN ve srovnání s pacienty bez neuropatie (Doupis et al. 2009, Herder et al. 2009). Leptin je protein o 167 aminokyselinách, označován jako pleiotropní hormon s proinflamatorními účinky, který bývá spojován s různými metabolickými pochody v organizmu. Často je v literatuře asociován s metabolickým syndromem, obezitou, dyslipidémií či arteriální hypertenzí (Sari et al. 2010, Asakawa et al. 2001), výsledky publikovaných studií u pacientů s DM2 se však různí (viz níže). IGF-1 ( insulin-like growth factor 1 ) patří do skupiny neurotrofických faktorů, které mimo jiné podporují a ovlivňují růst a regenerační kapacitu nervových buněk (Sullivan et al. 2008). Tzv. IGF systém zahrnuje IGF (IGF-1 a IGF-2), jejich receptory, vazebné proteiny ( insulinlike growth factor binding proteins : IGFBP-1 až IGFBP-6) a IGFBP proteázy. IGF-1 a IGF-2 jsou strukturálně podobné inzulinu, jedná se o malé peptidy o molekulární hmotnosti cca 7 kda. IGF jsou důležité mitogeny, které ovlivňují buněčný růst a proliferaci (Hwa et al. 1999). 21

22 IGF mohou působit jednak jako hormony - endokrinně, ale také lokálně parakrinní či autokrinní působení. Dle experimentálních studií dodání IGF-1 zabraňuje vzniku neuropatie u diabetu (Sullivan et al. 2008). IGFBP jsou neobyčejně pleiotropní molekuly, které kromě funkce vazebních proteinů částečně působí i jako růstové faktory nezávisle na IGF (Mohan a Baylink 2002). 22

23 5. KLINICKÉ ASPEKTY NEUROPATIE TENKÝCH VLÁKEN 5.1. Subjektivní senzitivní symptomy Tenká nervová vlákna tvoří % periferních nervových vláken (Malik et al. 2011). Klinické projevy poškození tohoto typu nervových vláken se významně liší od projevů dysfunkce silných nervových vláken, i když se často jedná o kontinuum zahrnující různou měrou postižení obou typů vláken (Vlčková 2010a), a tedy i různé kombinace klinických projevů. Stále více se však ukazuje, že poškození tenkých nervových vláken je prerekvizitou rozvoje příznaků bolestivé diabetické neuropatie, které jsou typicky symetrické, lokalizované distálně na dolních končetinách s akrální akcentací ( length-dependent ), časté jsou noční exacerbace obtíží (Boulton et al. 2005, Malik et al. 2011). Tyto příznaky však mohou být lokalizovány i asymetricky či difuzně. Pro pacienty s NTV je typická přítomnost pozitivních senzitivních symptomů, nejčastěji popisovaných jako parestézie či dysestézie, pálivá bolest, ale často také jako pocity chladu (bolestivý chlad) či pocity elektrických výbojů (Lacomis 2002, Hoitsma et al. 2004, Malik et al. 2011). Velmi často udávanými příznaky jsou křeče, které jsou však diagnosticky nespecifické. Dále mohou pacienti udávat pocit zmrtvění (necitlivost) nebo pocit stažení. NTV se někdy může prezentovat i jako syndrom neklidných nohou (Polydefkis et al. 2000). Subjektivní příznaky jsou často horší v noci, což může vést i k poruchám spánku a celkovému zhoršení kvality života pacientů (Galer et al. 2000, Ehler 2010) Neuropatická bolest Bolest většinou vzniká následkem aktivace primárních aferentních nociceptorů působením škodlivých či potenciálně škodlivých stimulů a zpracováním této aktivity v rámci nociceptivního systému. Tento typ bolesti je fyziologický. Bolest, která vzniká bez adekvátní stimulace nociceptorů následkem aktivity generované v rámci nervového systému, bývá označována jako neuropatická bolest (NP = Neuropathic Pain ). Dříve byla NP definována jako bolest způsobená primární lézi či dysfunkcí nervového systému (Merskey a Bogduk 1994). Tato definice je použitelná k odlišení neuropatické a nociceptivní bolesti, nicméně nelze pomocí ní odlišit neuropatické změny od fyziologické neuroplasticity a rovněž je nedostatečná k odlišení neuropatické a například muskuloskeletální bolesti. Proto byla v roce 2008 navržena nová definice, označující NP jako bolest vznikající přímým následkem léze či 23

24 onemocnění postihující somatosenzorický systém (Treede et al. 2008). Neuropatická bolest může být klasifikována jako periferní a centrální na základě anatomické lokalizace léze či onemocnění. Dále bylo navrženo odstupňování NP na základě diagnostické jistoty na možnou, pravděpodobnou a definitivní neuropatickou bolest. Jako možná NP je označována bolest s patřičnou neuroanatomickou distribucí u pacienta s anamnézou nasvědčující přítomnosti léze či onemocnění, potenciálně postihující periferní či centrální somatosenzorický systém. Pravděpodobná NP vyžaduje potvrzení odpovídající neuroanatomické distribuce nebo relevatní léze či onemocnění, vždy alespoň jedním konfirmačním testem. Jako definitivní NP označíme bolest při splnění všech zmíněných kriterií (Treede et al. 2008). Diabetes mellitus spadá do skupiny onemocnění, která mohou dle všobecného konsensu způsobovat neuropatickou bolest. Diabetická periferní neuropatická bolest (DPNP) představuje spolu s dalšími senzitivními symptomy častý iniciální příznak DN. Tato bolest může být spontánní (trvalá nebo paroxysmální) a evokovaná (hyperalgézie, alodynie) (Baron 2009). DPNP bývá nejčastěji popisována jako pálivá, bodavá či píchavá, méně často jako tupá nebo vystřelující, lancinující (Hoitsma et al. 2004, Ehler 2010). Přítomnost DPNP je spolehlivým markerem neuropatie tenkých vláken u pacientů s časnými stádii DM2 či prediabetu (Divisova et al. 2012). Ne všichni pacienti s NTV však trpí bolestí Autonomní symptomy Diabetická autonomní neuropatie (DAN) vede k signifikantnímu zvýšení morbidity a může zvyšovat i mortalitu u některých pacientů s diabetem (Mazanec et al. 2009, Nedělka et al. 2012). Proto je třeba po příznacích autonomní dysfunkce aktivně pátrat. Pacienti si často nejsou těchto příznaků vědomi nebo je spontánně neuvedou. Mezi nejčastější manifestace DAN patří příznaky kardiovaskulární, gastrointestinální, urogenitální, sudomotorické, dále také zpomalená fotoreakce a v neposlední řadě také porucha schopnosti rozpoznat hypoglykémii. Prevalence DAN je v literatuře značně variabilní (v rozmezí od 1,6-90 %) v závislosti na charakteristikách souboru zařazených pacientů a na zvolených metodách hodnocení. Rizikovými faktory pro rozvoj DAN jsou délka trvání diabetu, věk a dlouhodobě špatná kontrola glykémie. Významná je i přítomnost dalších kardiovaskulárních rizikových faktorů, jako jsou hypertenze a dyslipidémie (Boulton et al. 2005, Tesfaye et al. 2010). Pozornost je nejvíce koncentrována na příznaky kardiovaskulární autonomní dysfunkce pro své významné klinické konsekvence a rovněž relativně uspokojivou dostupnost 24

25 diagnostických testů. Mezi klinické projevy patří klidová tachykardie (tepová frekvence >100/min), ortostatická hypotenze (pokles systolického krevního tlaku o více než 20 mmhg v reakci na postavení) nebo intolerance tepla či fyzické námahy. U pacientů s diabetem je zvýšené riziko náhlé srdeční smrti a němé ischémie myokardu, což je přisuzováno právě kardiovaskulární formě DAN. Pro časnou detekci kardiovaskulární autonomní dysfunkce je anamnéza a klinické vyšetření nedostatečné. Indikovány jsou dostupné testy variability srdeční frekvence. Příznaky gastrointestinální zahrnují velmi častou obstipaci, mohou být však i častější průjmy, dále gastroparéza projevující se pocitem plnosti dlouho po jídle, atonie žlučníku či inkontinence stolice. Může být postižena kterákoli část gastrointestinálního traktu. Při podezření je vhodné vyšetření gastrointestinální pasáže, někdy je nutné doplnění endoskopického vyšetření k vyloučení jiných příčin obtíží. S poruchami gastrointestinální pasáže může být spojena i porucha absorpce užívané perorální medikace a s tím spojená horší kontrola glykémie. Mezi urogenitální příznaky patří časté močové infekce, pyelonefritidy, močová inkontinence, častá je erektilní dysfunkce (udávaná prevalence %). Rovněž sudomotorické funkce bývají často ovlivněny bývá zvýšená potivost (hyperhidróza) na horní polovině těla a naopak snížená potivost (hypo- až anhidróza) na dolních končetinách, časté je pocení po jídle Objektivní neurologický nález Pacienti s NTV mohou mít zcela minimální abnormity objektivního neurologického nálezu při klinickém vyšetření, u řady pacientů může být objektivní nález dokonce zcela v normě. Často však nacházíme poruchu termického a/nebo algického čití zejména v akrální distribuci při normální svalové síle, propriocepci a výbavnosti šlachookosticových reflexů. Často bývá popisována mechanická alodynie a hyperalgézie či hyperestézie. Vibrační čití je obvykle v normě, ačkoli podle definice NTV je možná určitá míra pallhypestézie v oblasti palců u nohou, jakožto povolená míra dysfunkce silných nervových vláken (Lacomis 2002). Léze tenkých nervových vláken může rovněž přispívat k rozvoji kožních ulcerací cestou ovlivnění sudomotorických funkcí a termoalgického čití. Objektivní známky autonomní dysfunkce mohou zahrnovat chladná akra končetin, suchou kůži nebo změny kožního zabarvení na dolních končetinách či zarudnutí v obličeji (Boulton et al. 2005, Hoitsma et al. 2004). 25

26 6. DIAGNOSTICKÉ METODY DIABETICKÉ NEUROPATIE Jak již bylo řečeno, diabetická neuropatie není izolovanou klinickou jednotkou, nýbrž heterogenní skupinou onemocnění (viz výše). S ohledem na předpokládané postižení různých typů nervových vláken (somatická tenká a silná nervová vlákna, autonomní tenká nervová vlákna) je třeba volit i patřičné diagnostické metody. Volba diagnostických metod se může částečně lišit dle stádia DM2, resp. předpokládané tíže či typu neuropatie. Dostupnost rutinních elektrofyziologických metod je standardní, postupně je v České republice rozšiřována i možnost diagnostiky, resp. průkazu léze tenkých nervových vláken (QST, kožní biopsie). Některé speciální diagnostické metody slouží stále spíše k výzkumným účelům a jsou prozatím v České republice nedostupné (CHEPs, LEPs, PREPs, mikroneurografie, Current perception threshold testing a jiné). Biopsie n.suralis není mimo jiné pro svou invazivitu využívána v diagnostice DN. Co se týče možností průkazu autonomní neuropatie, jsou v oboru neurologie nejvíce využívány diagnostické metody k průkazu kardiovaskulární či sudomotorické autonomní dysfunkce. Standardně dostupné v ČR je např. sympatická kožní odpověď, Ewingovy kardiovagální testy nebo spektrální analýza variability srdeční frekvence (SAVSF). Další možností jsou metody nelineární analýzy, schopné lépe popsat systém nadřazené kontroly srdečního rytmu, jako například rekurentní analýza variability srdeční frekvence, která disponuje u diabetiků velmi vysokou senzitivitou (Nedělka et al. 2012). Existuje však celá řada dalších diagnostických metod k průkazu autonomní dysfunkce (kvantitativní sudomotorický test = QSART, termoregulační potní test, Silastic skin imprint method, Neuropad test, laserová dopplerovská flowmetrie, scintigrafie pomocí radionuklidem značeného metajodobenzylguanidinu a jiné), opět užívaných spíše na několika málo pracovištích k výzkumným účelům, které jsou v ČR prozatím nedostupné. Každá z těchto metod má své výhody i nevýhody, senzitivita jednotlivých testů kolísá dle dostupných údajů od % (Lacomis 2002) a jednotlivé metody jsou navzájem komplementární, doporučováno je využití kombinace několika diagnostických testů. Jelikož problematice diagnostiky neuropatie tenkých vláken včetně autonomní neuropatie byla věnována již řada prací (Vlčková 2010a), následující kapitola bude zaměřena na specifika diagnostiky diabetické neuropatie, resp. nálezy vybraných diagnostických metod u diabetu mellitu. 26

27 6.1. Dotazníky a škály používané v diagnostice diabetické neuropatie Ke screeningu diabetické neuropatie jsou používány jak jednotlivé jednoduché klinické testy (nejčastěji vyšetření vibrační citlivosti ladičkou nebo tlakové citlivosti 10g monofilamentem), tak komplexní validované screeningové testy, které obsahují exaktně definovanou kombinaci klinických vyšetření, v některých případech současně s identifikací senzitivních symptomů. Mezinárodně zřejmě nejrozšířenějším screeningovým testem DN je The Michigan Neuropathy Screening Instrument (MNSI) (Moghtaderi et al. 2006), který má sebehodnotící dotazníkovou část, vyplňovanou pacientem a následně skórovanou (MNSI I), a dále část klinickou, založenou na jednoduchém hodnocení trofických změn, reflexu Achillovy šlachy, vibrační a tlakové citlivosti (MNSI II). Tento screeningový test je pro potřeby definitivního stanovení diagnózy doplněn elektrofyziologickým vyšetřením ( The Michigan Diabetic Neuropathy Score MDNS) (Feldman et al. 1994), podobně jako další často užívaný test: The Total Neuropathy Score (Cornblath et al. 1999). Dle našich výsledků u pacientů s časnými stádii poruchy glukózového metabolizmu však není MNSI I při užití doporučované cut-off hodnoty skóre (>7) vhodný nástroj pro screening diabetické neuropatie u těchto pacientů, dokáže však dobře odlišit pacienty s klinicky podporovanou NTV při užití cut-off hodnoty skóre >1; MNSI II potom u těchto pacientů spolehlivě diskriminoval jedince s a bez neuropatie silných vláken (Buršová et al. 2012d). V současnosti existuje více než 10 publikovaných a validovaných systémů ke skórování tíže polyneuropatie, např. Neuropathy Disability Score (NDS) nebo Neuropathy Impairment Score (NIS, resp. varianta s vyšetřením jen dolních končetin NIS LL) (Cornblath 2004). Většina screeningových testů, stejně jako škál, užívaných k detekci a skórování tíže jak obecně polyneuropatie, tak specificky DSPN, favorizuje postižení silných nervových vláken. Nověji byla zavedena The Utah Early Neuropathy Scale (UENS), která reflektuje nové poznatky o významném a častém postižení tenkých nervových vláken zejména v časných stádiích DN. Je založena na jednoduchém klinickém vyšetření obsahujícím hodnocení svalové síly, vibrace a polohocitu palců u nohou, přítomnosti alodynie nebo hyperestézie na noze, výbavnosti reflexu Achillovy šlachy a zejména klade důraz na vyšetření algické percepce na dolních končetinách. Tento test má vyšší senzitivitu a lépe koreluje s nálezy laboratorních metod než MDNS u pacientů s převážně senzitivní neuropatií (Singleton et al. 2008). V naší studii u pacientů s prediabetem a časným DM2 jsme prokázali schopnost UENS spolehlivě diskriminovat jedince s a bez neuropatie silných vláken a dokonce i jedince s klinicky podporovanou NTV; ani tato škála však neprokázala dostatečnou validitu v detekci preklinické NTV, což je nejčastější iniciální 27

28 typ neuropatie u pacientů s časnými stádii poruchy glukózového metabolizmu (Buršová et al. 2012d). Neuropatická bolest představuje spolu s dalšími senzitivními symptomy častý iniciální příznak DN. Existuje několik validovaných screeningových testů, které jsou schopny diskriminovat neuropatickou a nociceptivní bolest (Bennett et al. 2007). Mezi nejčastěji používané a přitom jednoduché patří Douleur Neuropathique en 4 questions (DN4) (Bouhassira et al. 2005). Obsahuje dvě varianty skóre: dotazníkovou část (DN4 I), založenou na zjištění deskriptorů bolesti a přítomnosti doprovodných pozitivních senzitivních symptomů, a rozšířenou verzi skóre (DN4 II), v níž je dotazníková část doplněna třemi jednoduchými klinickými testy kožní citlivosti. V naší studii u pacientů s časnými stádii DM2 prokázal DN4 při diskriminaci jedinců s DPNP při použití doporučované cut-off hodnoty skóre ( 4) spíše charakter konfirmačního než screeningového testu s vysokou specificitou a nižší senzitivitou (Buršová et al. 2012d). Nejjednodušší a pravděpodobně nejstarší škálou, užívanou ke zhodnocení tíže neuropatických symptomů, zejména NP je vizuální analogová škála (VAS) nebo např. 11bodová Lickertova škála (0 = žádná bolest, 10 = nejhorší představitelná bolest ) Role kondukčních studií a elektromyografie v diagnostice diabetické neuropatie Kondukční studie (NC) a elektromyografie zůstávají vedle klinického vyšetření základní diagnostickou metodou k průkazu polyneuropatie včetně diabetické neuropatie, resp. zejména DSPN jako její nejčastější formy v pokročilejších stádiích DM2; jedná se o objektivní metodu s vysokou senzitivitou a specificitou (Dyck et al. 2011a, Tesfaye et al. 2010, England et al. 2005). Role NC je nezastupitelná vzhledem k relativně jednoznačné definici abnormit a odstupňování tíže polyneuropatie. Pro výzkumné účely je nutné dopředu specifikovat výběr atributů, resp. jejich kombinace, které budou hodnoceny. Jako atributy NC s nejčastější abnormitou v souboru DM pacientů na úrovni 2,5./97,5. percentilu byly stanoveny: rychlost vedení (MNCV) n.peroneus (26,3 %), SNAP n.suralis (25,4 %), MNCV n.tibialis (24,8 %), MNCV n.ulnaris (21,3 %), latence F-vln n.peroneus (16,9 %) a latence F-vln n.ulnaris (16,0 %); byla zjištěna vysoce signifikantní shoda těchto atributů pro diagnózu DSPN (Dyck et al. 2011b). Pro účely definice abnormit kondukčních studií pro potenciální diagnózu DSPN autoři Dyck et al. hodnotí senzitivitu a specificitu osmi různých kritérií u DM pacientů a zdravých kontrol, z nichž nejlépe vychází použití kompozitních skore různých vybraných atributů NC (kritérium 5-8); jako akceptovatelné hodnotí i kritérium 2 ( 1 abnormita u 2 28

29 rozdílných nervů) a kritérium 3 ( 1 abnormita u 2 rozdílných nervů, z nichž 1 je n.suralis). Kritérium 1 ( 1 abnormita jakéhokoli z vybraných atributů NC) není doporučováno pro příliš vysoké procento falešně pozitivních výsledků, jelikož může být zahrnuta ojedinělá abnormita v rámci např. mononeuropatie; kritérium 4 (abnormita MNCV n.peroneus a SNAP n.suralis) je rovněž neakceptovatelné pro příliš nízkou senzitivitu. Zahrnuto bylo těchto 14 NC atributů: z motorických nervů CMAP, MNCV, DML a latence F-vln n.ulnaris, n.peroneus a n.tibialis; u senzitivních nervů SNAP n.suralis a n.ulnaris. Abnormita kondukčních studií, hodnotící však výhradně funkci silných nervových vláken, je dle některých definic stále součástí minimálních kritérií pro diagnózu subklinické DSPN, která je předpokladem i pro všechna další stadia DSPN (Dyck et al. 2011a). Vzhledem k relativně častému izolovanému postižení tenkých nervových vláken, zejména v časných stádiích poruchy glukózového metabolizmu (Divisova et al. 2012, Malik et al. 2011), mohou být standardní NC u části pacientů zcela v normě. Při přetrvávajícím klinickém podezření na diabetickou neuropatii, resp. NTV by měla při normálním nálezu NC automaticky následovat některá z dostupných metod vyšetření funkce či morfologie tenkých nervových vláken. Největší výhodou kondukčních studií v diagnostice diabetické neuropatie je jejich široká dostupnost Kvantitativní testování senzitivity Termínem kvantitativní testování senzitivity (QST) je v současnosti označována skupina přístrojově asistovaných a/nebo jednoduchých klinických testů, které umožňují exaktně kvantifikovat percepci široké škály senzitivních modalit. Přístrojově asistované QST se stanovením termických ( Thermal Perception Threshold = TPT) a vibračních ( Vibration Perception Threshold = VPT) prahů patří v současnosti mezi klíčové metody v diagnostickém algoritmu senzitivních neuropatií, včetně NTV resp. neuropatické bolesti (Lacomis 2002, Hoitsma et al. 2004). Metodika je velmi podrobně popsána v řadě našich prací (Buršová et al. 2012b, Vlčková 2010a), včetně ilustrace normálních a abnormálních nálezů (Obr.1). Z naší studie týkající se vyšetření QST u zdravých dobrovolníků jednoznačně vyplývá doporučení věkové stratifikace normativních dat, nejlépe zvlášť pro jednotlivá pohlaví (Buršová et al. 2012b), což je v souladu i s ostatními publikovanými studiemi (Rolke et al. 2006). Jelikož hodnocení termické a termoalgické percepce je součástí QST vyšetření, získáváme tak mimo jiné i základní informaci ohledně funkce tenkých nervových vláken, jejichž postižení nelze detekovat pomocí rutinního elektromyografického vyšetření. Vzhledem k tomu, že je tato metoda validní, zcela bezpečná a neinvazivní, je možné ji doporučit jako 29

30 screening v rámci hodnocení funkce tenkých nervových vláken nejenom u pacientů s DM2. Senzitivita QST vyšetření je udávána v rozmezí % (Lacomis 2002, Hoitsma et al. 2004), je nutné však vzít v potaz relativně nižší specificitu této metody vzhledem k přítomnosti abnormity u 17,5 % zdravých dobrovolníků v naší studii (Divisova et al. 2012). Rovněž je třeba zmínit, že vyšetření QST nemá topizační hodnotu, tudíž ke stejnému výsledku může vést léze kdekoli v průběhu somatosenzitivní dráhy včetně CNS. Vždy je tedy nutné, stejně jako u ostatních laboratorních metod, zohlednit anamnézu a klinický nález pacienta. Dalším aspektem při hodnocení této metody je psychofyzikální charakter QST vyšetření, který může být u některých nespolupracujících pacientů limitujícím faktorem. Naše studie ale neprokázala nižší využitelnost této metodiky u seniorů, při zohlednění věkově stratifikovaných normativních dat (Buršová et al. 2012b). U DM2 pacientů je dle některých autorů udávána jako nejčastější abnormita QST elevace prahu pro vnímání tepla (60 %), kdežto abnormita prahu pro vnímání chladu byla přítomna u 40 % pacientů, žádný s QST parametrů však nedokáže odlišit DM2 pacienty s a bez neuropatické bolesti (Malik et al. 2011). Dle jiných prací byla prokázána častější abnormita prahu pro vnímání chladu u symptomatických i asymptomatických DM pacientů ve srovnání se zdravými jedinci, kdežto abnormita prahu pro vnímání tepla byla prokázána signifikantně častěji pouze u symptomatických jedinců (Løseth et al. 2008). U pacientů s bolestivou formou DN byla prokázána častější přítomnost abnormity prahu pro vnímání tepla (86,7 %) než chladu (60,0 %); dále byla prokázána výraznější abnormita QST nálezu u pacientů se současnou lézí silných nervových vláken ( mixed-fibre neuropathy ) ve srovnání s pacienty s izolovanou NTV (Vlckova-Moravcova et al. 2008a). Metody přístrojově asistovaného stanovení termického a vibračního prahu jsou již dostupné na více pracovištích v rámci České republiky a lze předpokládat, že jejich využití bude dále narůstat Kožní biopsie Hodnocení intraepidermální hustoty nervových vláken (IENFD) z kožní biopsie patří v současnosti mezi stěžejní metody diagnostického algoritmu senzitivních neuropatií včetně DN, zejména pak neuropatie tenkých vláken (Lauria et al. 2010a, Devigili et al. 2008, Lacomis 2002, Malik et al. 2011). Dle recentně publikovaných doporučení patří kožní biopsie s hodnocením IENFD také mezi nejdůležitější diagnostické metody neuropatické bolesti obecně (Cruccu et al. 2010, Haanpää et al. 2011). Podrobný popis námi používané metodiky odběru kožní biopsie i následného zpracování pomocí nepřímé imunofluorescence je součástí 30

31 řady publikací našeho pracoviště (Buršová et al. 2012c, Vlčková 2010a, Vlckova-Moravcova et al. 2008b, Moravcová et al. 2005), včetně ilustrace normálních a abnormálních nálezů (Obr.2) a navazuje na platná doporučení (Lauria et al. 2010a). Řada jiných pracovišť využívá alternativní imunohistochemickou metodu barvení (Lauria et al. 2010b, Umapathi et al. 2007), obě metody jsou z hlediska validity zcela srovnatelné. Jedná se o minimálně invazivní metodu, umožňující hodnocení morfologických změn a především redukce počtu tenkých nervových vláken v oblasti epidermis. Na rozdíl od vyšetření QST se jedná o objektivní metodu průkazu léze tenkých nervových vláken, zcela nezávislou na spolupráci pacienta. Dle našich zkušeností se jedná o metodu bezpečnou a pacienty dobře tolerovanou, při dodržení platných doporučení se zcela minimálním rizikem komplikací (Buršová et al. 2012c), což je v souladu s výsledky jiných publikovaných prací (Lauria et al. 2010a). Standardním a nejčastěji používaným parametrem při hodnocení kožní biopsie je IENFD, zjišťovaná prostřednictvím panaxonálního markeru PGP9.5 ( protein gene product 9.5 ). Tak jako u jiných laboratorních metod, i u kožní biopsie byla opakovaně prokázána potřeba stratifikace normativních dat dle věku a pohlaví, vzhledem k signifikantnímu poklesu IENFD s věkem a nižším hodnotám IENFD u mužů ve srovnání se ženami (Buršová et al. 2012c, Lauria et al. 2010a,b). Ve shodě s našimi výsledky nebyl ani v jiných studiích prokázán signifikantní vliv výšky či váhy jedince na hodnoty IENFD. Současným trendem v oblasti kožních biopsií je pak snaha o nalezení markerů umožňujících detekci časnějších stádií periferně neurogenního postižení, než dovoluje rutinní hodnocení počtu vláken pomocí PGP 9.5, a to jak ve smyslu změn exprese specifických proteinů na hodnocených nervových vláknech, tak ve smyslu morfologických změn těchto vláken. Z hlediska změn exprese specifických proteinů se velmi perspektivně jeví např. marker regenerujících nervových vláken GAP43 (viz výše). Tento typ markerů vykazuje signifikantní pokles imunoreaktivity intraepidermálních vláken v časných stádiích diabetické neuropatie, kde tato změna u části pacientů předchází poklesu počtu PGP9.5 imunoreaktivních vláken (Bursova et al. 2012a). Z morfologického hlediska je v časných fázích periferně neurogenního postižení prokazována častější fragmentace vláken, výskyt varikozit nervových vláken nebo změny jejich větvení, přičemž i tyto změny předcházejí vlastní redukci IENFD (Lauria et al. 2003, Gibbons et al. 2006). Senzitivita kožní biopsie u pacientů s NTV s hodnocením IENFD je udávána v rozmezí %, specificita v rozmezí od % (Lacomis 2002, Hoitsma et al. 2004, Vlckova-Moravcova et al. 2008b, Lauria et al. 2010a). Dle recentních doporučení je IENFD spolehlivá a validní metodika k potvrzení diagnózy NTV (úroveň doporučení A) (Lauria et al. 2010a). U DM2 pacientů s DSPN je udávána senzitivita v rozmezí % a specificita % (Malik et al. 2011), 31

32 přičemž záleží nejvíce na použité definici a také na nastavení a event. věkové stratifikaci normativních dat. V naší studii týkající se pacientů s časnými stádii DM2 či prediabetu měl parametr IENFD největší validitu ze všech použitých klinických i laboratorních testů (Divisova et al. 2012), což je ve shodě i s ostatními publikovanými pracemi (Løseth et al. 2008). Nebyla však prokázána korelace IENFD s délkou trvání diabetu (Løseth et al. 2008, Umapathi et al. 2007, Vlckova-Moravcova et al. 2008a), což autoři vysvětlují ztíženým odhadem trvání diagnózy u některých pacientů. Obecně je však redukce IENFD považována za relativně časný marker DN, progredující se vzrůstající tíží neuropatie a může dojít k jeho alespoň částečné obnově při časné intervenci (Tesfaye et al. 2010, Smith et al. 2006). Byla prokázána výraznější redukce IENFD u DM2 pacientů se současnou lézí silných nervových vláken ( mixed-fibre neuropathy ) ve srovnání s pacienty s izolovanou NTV; redukce IENFD byla prokázána u 86,7 % DM2 pacientů s bolestivou DN (Vlckova-Moravcova et al. 2008a). Na základě publikovaných výsledků se dá říci, že redukce IENFD může být asociována s přítomností či rizikem rozvoje neuropatické bolesti, zejména v případě izolované neuropatie tenkých vláken, avšak hodnota IENFD nekoreluje s intenzitou bolesti (Lauria et al. 2010a). Nicméně ani IENFD neodliší pacienty s a bez neuropatických symptomů (Malik et al. 2011). Vzhledem k relativní invazivitě a malé dostupnosti není kožní biopsie ideální screeningovou metodou pro rutinní účely v diagnostice diabetické neuropatie Spektrální analýza variability srdeční frekvence Spektrální analýza variability srdeční frekvence (SAVSF) je popisována jako spolehlivá a reprodukovatelná metoda k průkazu autonomní dysfunkce, umožňující alespoň částečně vyhodnotit odděleně funkci sympatiku a parasympatiku. Na rozdíl od např. Ewingových kardiovagálních testů nebo sympatické kožní odpovědi s relativně nízkou senzitivitou umožňuje SAVSF kvantitativní vyjádření event. autonomní neuropatie. Na našem souboru zdravých dobrovolníků byl prokázán v souladu s ostatními publikovanými studiemi signifikantní vliv věku na jednotlivé parametry spektrální analýzy (Obr.3) a také byla prokázána extrémní fyziologická interindividuální variabilita nálezů, což komplikuje nastavení normativních dat, zejména vzhledem k výraznému překryvu mezi zdravými jedinci a pacienty s mírnou autonomní dysfunkcí. Při interpretaci výsledků a zejména při hodnocení změn nálezu při opakovaném vyšetření je nutno zohlednit také relativně vysokou intraindividuální variabilitu (Vlčková et al. 2010b). Dle publikovaných prací se autonomní symptomy mohou vyskytovat relativně často u DM2 pacientů (Zilliox et al. 2011). U pacientů 32

33 s bolestivou formou DN byla autonomní dysfunkce prokázána u téměř poloviny pacientů (43 %), avšak přítomnost autonomní dysfunkce nekorelovala s žádnými klinickými či QST parametry ani s IENFD (Vlckova-Moravcova et al. 2008a). V našem souboru pacientů s časnými stádii DM2 či prediabetu jsme však neprokázali signifikantní rozdíl v přítomnosti abnormit SAVSF ve srovnání se zdravými dobrovolníky (Divisova et al. 2012), což poukazuje na fakt, že léze autonomních nervových vláken v časných stádiích poruch glukózového metabolizmu není tak častá jako léze somatických tenkých nervových vláken Další vybrané diagnostické metody k verifikaci léze tenkých vláken Laserem evokované potenciály (LEPs) Potenciály evokované různými senzorickými či potenciálně škodlivými stimuly působícími na kůži mohou poskytnout objektivní informaci ohledně integrity nociceptivních zakončení jakožto součásti PNS. Termická stimulace pomocí infračerveného CO 2 laseru vyvolá pulz tepelného záření, který je absorbován povrchovými vrstvami kůže, což má za následek prudký vzestup kožní teploty, který je registrován jako bolestivý vjem a je zprostředkován pomocí A- delta a C vláken. Stimulace se provádí většinou na dorsu nohy nebo ruky. Registrace pomocí skalpových elektrod umožní záznam evokovaných potenciálů s dlouhými a ultradlouhými latencemi ( ms pro A-delta vlákna, resp ms pro C vlákna). Kortikální odpověď je snímána v oblasti vertexu a jeho amplituda koreluje s intenzitou podnětu a udávanou intenzitou percipované bolesti. Opakované stimuly vedou pouze k minimální habituaci a nedochází ke tkáňovému poškození. K získání hodnotitelného záznamu je třeba zprůměrování cca odpovědí. Nejčastější abnormitou je absence odpovědi či pokles amplitudy LEPs (Hoitsma et al. 2004, Truini et al. 2004). Dle recentních doporučení jsou LEPs jednoduchou a spolehlivou objektivní neurofyziologickou metodou k hodnocení funkce nociceptivních drah zprostředkovaných zejména A-delta vlákny u pacientů s NP s vysokou specificitou, avšak nízkou senzitivitou (Cruccu et al. 2010, Haanpää et al. 2011); rovněž byly vyhodnoceny jako spolehlivá a senzitivní metoda k hodnocení funkce A-delta vláken u pacientů se senzitivní neuropatií, u nichž byla prokázána dobrá korelace LEPs a IENFD (Casanova-Molla et al. 2010, Truini et al. 2004). Hodnocení potenciálů s ultradlouhými latencemi, poukazující na funkci C vláken, je technicky náročnější a prozatím není standardizováno. Autoři Devigili et al. však nenašli signifikantní rozdíl latence či amplitudy LEPs u pacientů s NTV ve srovnání se zdravými dobrovolníky (Devigili et al. 2008), naproti 33

34 tomu kolektiv autorů Lefaucheur et al. prokázali oboustrannou absenci odpovědi LEPs u všech pacientů s NTV (vyšetřeno 6 pacientů), za použití jiného typu laseru - Nd:YAG laser (Lefaucheur et al. 2002). Autoři Ragé et al. prokázali velmi dobrou senzitivitu (91 %) i specificitu (83 %) LEPs u asymptomatických DM pacientů za použití CO 2 laseru (nejčastěji používaný typ laseru), pokud zvolili jako zlatý standard redukci IENFD (Ragé et al. 2011). Schopnost vyvolání odpovědi závisela na charakteristikách stimulu a také na velikosti exponovaného povrchu. Autoři hodnotí tuto metodu jako srovnatelnou s QST, výhodou je však objektivita metody nezávislá na spolupráci pacienta; nevýhodou zůstává limitovaná dostupnost na většině pracovišť. V ČR je tato metoda prozatím nedostupná Potenciály evokované kontaktním teplem (CHEPs) Potenciály evokované kontaktním teplem (CHEPs) jsou objektivní a neinvazivní metodou schopnou průkazu léze tenkých nervových vláken (zejména A-delta). K vyvolání CHEPs je třeba extrémně rychlý vzestup teploty (70 C/s), rychlost ochlazování je 40 C/s, výchozí teplota je 32 C a cílová teplota je 51 C. Záznam je možný pomocí skalpových elektrod v oblasti vertexu (Hoitsma et al. 2004). Při analýze CHEPs se využívá zprůměrování alespoň 16 hodnotitelných záznamů (bez artefaktů). U zdravých subjektů stimulace kontaktním teplem v oblasti horní nebo dolní končetiny vyvolá dobře definované vlny s iniciálním negativním vrcholem (N-vlna), následovaným pozitivním vrcholem (P-vlna) (Obr.4). Latence N-vlny je označována jako CHEPs latence a rozdíl amplitud N- a P-vlny jako CHEPs amplituda. Kolektiv autorů Atherton et al. potvrzují dobrou senzitivitu CHEPs u pacientů se symptomatickou NTV signifikantní redukce amplitud CHEPs v souboru pacientů ve srovnání se zdravými dobrovolníky (Atherton et al. 2007); dále byla prokázána dobrá korelace CHEPs a IENFD u pacientů s bolestivou senzitivní neuropatií (Casanova-Molla et al. 2010). Autoři Chao et al. prokázali signifikantní redukci amplitudy CHEPs u symptomatických DM2 pacientů ve srovnání se zdravými dobrovolníky. Abnormální vzorce CHEPs (redukce amplitudy, prolongace latence) zaznamenali u většiny (81,3 %) DM2 pacientů s bolestivou diabetickou neuropatií. Prokázali korelaci amplitudy CHEPs a IENFD; CHEPs jakožto kortikální odpověď na termický bolestivý stimulus, zprostředkovaný pomocí nociceptivních nervových zakončení v oblasti epidermis. Zajímavé je, že podskupina pacientů s přítomností evokované neuropatické bolesti měla signifikantně vyšší amplitudu CHEPs ve srovnání s pacienty bez tohoto typu bolesti (bez rozdílu IENFD mezi těmito hodnocenými skupinami), což autoři vysvětlují mechanizmy centrální senzitizace u NP (Chao et al. 2010). Podobně 34

35 Wong et al. rovněž prokázali signifikantní rozdíl velikosti amplitud CHEPs u symptomatických DM pacientů ve srovnání s asymptomatickými DM pacienty a zdravými dobrovolníky (Wong et al. 2011). Celkově je tato metoda hodnocena jako přínosná v diagnostice časných stádií DN či NTV a neuropatické bolesti obecně s relativně vysokou senzitivitou (Atherton et al. 2007, Chao et al. 2010, Wong et al. 2011). Tato metoda není rovněž v ČR prozatím dostupná Elektricky evokované nociceptivní potenciály (PREPs) Pain-related evoked potentials (PREPs) jsou další ze skupiny nociceptivních evokovaných potenciálů. K vyvolání odpovědi se využívá transkutánní elektrická stimulace pomocí koncentrické planární stimulační elektrody, která vyvolá bolestivý vjem ( píchnutí ). Depolarizace je limitována na povrchové vrstvy dermis, obsahující zejména nociceptivní A- delta vlákna, nedosahuje však hlubších vrstev obsahujícících převážně A-beta vlákna. Tento typ stimulace je neinvazivní, provedení je dle autorů jednoduché a s nízkými náklady. Hodnocenými parametry jsou opět latence a peak-to-peak amplituda odpovědi. Zjištěná rychlost vedení opět odpovídá nejpravděpodobněji A-delta vláknům (Katsarava et al. 2006). Autoři Mueller et al. ve své studii vyšetřili 57 DM pacientů s normálními kondukčními studiemi s a bez neuropatických symptomů a prokázali signifikantní rozdíl v přítomnosti abnormit PREPs (prodloužení latencí nebo pokles velikosti amplitudy PREPs) ve srovnání se zdravými dobrovolníky a prezentují tuto metodu jako vhodnou pro časnou detekci diabetické neuropatie (Mueller et al. 2010). 35

36 6.7. Obrazové přílohy Obr. 1. Srovnání protokolů normálních a abnormálních nálezů vybraných algoritmů vyšetření přístrojově asistovaného kvantitativního vyšetření senzitivity. 36

37 2a, b) Vyšetření TPT nerandomizovanou variantou metody reakčního času: Vyšetřeno je vždy 5 po sobě jdoucích chladných podnětů a následně 5 podnětů teplých, teplota podnětu narůstá/klesá z neutrální teploty 32 C a vyšetřovaný reaguje stisknutím tlačítka myši v okamžiku percepce podnětu (čímž zastaví jeho další nárůst). Obr. 2a představuje normální nález, obr. 2b pak nález abnormální s překročením termického prahu pro obě tepelné modality. 2c, d) Vyšetření TPT randomizovanou variantou metody reakčního času: Vyšetřeno je 5 chladných a 5 teplých podnětů, které se v náhodném pořadí střídají. Úkolem vyšetřovaného je kromě stanovení okamžiku percepce podnětu (opět stisknutím tlačítka myši) určit také jeho tepelnou modalitu (teplo/chlad). Obr. 2c představuje normální nález, obr. 2d pak nález abnormální s překročením termického prahu pro obě tepelné modality. 2e, f) Vyšetření TPT pro teplo metodou konstantního stimulu: Aplikovány jsou podněty předem určené teploty a vyšetřovaný určuje, zda je vnímal či nikoli. Zpočátku je patrný postupný nárůst teploty podnětu (a tedy výšky sloupců) až do okamžiku percepce podnětu subjektem a poté mírný pokles a následné kolísání, během něhož dochází ke zpřesnění výšky prahu. Obr. 2e představuje normální nález, obr. 2f pak nález abnormální s překročením termického prahu pro teplo. 2g, h) Vyšetření VPT metodou reakčního času: Aplikováno je 6 podnětů, u každého z nich dochází postupně k nárůstu intenzity vibrací a vyšetřovaný reaguje stisknutím tlačítka myši v okamžiku percepce podnětu (čímž zastaví jeho další nárůst). Obr. 2g představuje normální nález, obr. 2h pak nález abnormální s překročením doporučených hodnot vibračního prahu. Bližší popis metodiky viz [Buršová et al. 2012b]. 37

38 Obr. 2. Srovnání normálního nálezu kožní biopsie (A) s nálezy abnormálními (B, C), zvětšení 400x. Převzato z [Moravcová et al. 2005]. 1A) Normální nález kožní biopsie u zdravého jedince: 1. PGP9.5 imunoreaktivní intraepidermální nervové vlákno. 2., 3. epidermis (2. stratum basale, spinosum, granulosum a lucidum. 3. stratum corneum), 4. dermis, 5. dermo-epidermální junkce. 1B) Abnormální nález kožní biopsie: absence intraepidermálních vláken + redukce denzity subepidermálního plexu. 1C) Abnormální nález kožní biopsie: výrazná redukce počtu intraepidermálních vláken (zachyceno pouze jedno vlákno s patrnými predegenerativními změnami fragmentace, varikozity). 38

39 Obr. 3. Záznam vyšetření spektrální analýzy variability srdeční frekvence (SAVSF) u zdravých osob v různých věkových kategoriích: A) 26 let, B) 74 let, demonstrující fyziologický pokles parametrů variability srdeční frekvence s věkem. Na ose X jsou znázorněny jednotlivé frekvence, na nichž dochází k oscilaci záznamu, na ose Y jsou pak hodnoty výkonové spektrální hustoty a osa Z znázorňuje časový průběh záznamu. Bližší popis metodiky viz [Vlčková et al. 2010b]. 39