Gastrointestinal disorders as early non-motorized symptom in patients with REM sleep behavior disorder and idiopathic Parkinson's disease
Gastrointestinal disorders as early non-motorized symptom in patients with REM sleep behavior disorder and idiopathic Parkinson's disease
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Original abstract
Die verzögerte Magenentleerung als gastrointestinale Störung kann als frühes nicht-motorisches Symptom den motorischen Symptomen des Morbus Parkinson um Jahre vorausgehen. Die hierdurch hervorgerufenen gastrointestinalen Symptome wie Übelkeit und Erbrechen können die Lebensqualität der Patienten stark beeinträchtigen und die verzögerte Magenentleerung die Wirksamkeit der medikamentösen dopaminergen Therapie beeinflussen. Involviert in den neurodegenerativen Prozess der Erkrankung ist nach der Hypothese nach Braak bereist zu einem sehr frühen Zeitpunkt der dorsale motorische Vaguskern (DMNV). Bei Patienten mit der REM-Schlaf-Verhaltensstörung, als mögliche Vorstufe des Morbus Parkinson, könnten pathoanatomische Veränderungen im Sinne von Lewy Körperchen bereits im DMNV vorhanden sein und somit die gastrointestinale Motilität durch eine gestörte parasympathische Aktivität reduzieren. Ebenso ist bisher ungeklärt, inwieweit humorale Veränderungen eine Rolle bei gastrointestinalen Störungen bei Morbus Parkinson spielen. Das Peptidhormon Ghrelin steigert die gastrointestinale Motilität und weist mögliche neuroprotektive Effekte auf die Substantia nigra im MPTP-Modell der Maus auf. Ziel dieser Studie ist es die nervalen und humoralen Veränderungen der verzögerten Magenentleerung bei Patienten in sehr frühen Stadien des Morbus Parkinson besser verstehen und diagnostizieren zu können. Hierfür wurden die Magenentleerung mit Hilfe des 13C-Octanoat-Atemtest sowie die postprandialen Blutserumkonzentrationen von Ghrelin bei gesunden Kontrollprobanden, Patienten mit der REM-Schlaf-Verhaltensstörung sowie nicht medikamentös und medikamentös therapierten Patienten mit Morbus Parkinson, als verschiedene Stadien der Erkrankung, untersucht. Bei 20 gesunden Kontrollprobanden, 13 Patienten mit der REM-Schlaf-Verhaltensstörung (RBD), 21 nicht medikamentös therapierten Patienten mit Morbus Parkinson (de novo MP) und 18 medikamentös therapierten Patienten mit Morbus Parkinson (MP) wurde die Magenentleerung mit Hilfe des standardisierten 13C-Octanoat-Atemtest untersucht. Daten der postprandialen Ghrelin Konzentrationen im Blutserum liegen von 20 gesunden Kontrollpersonen, 11 Patienten mit RBD sowie 19 de novo MP und 20 MP Patienten vor. Eine signifikant verzögerte Magenentleerung ließ sich bei de novo MP (p < 0,001) und bei MP Patienten (p < 0,001) nachweisen. Eine normale Magenentleerung zeigten dagegen die Probanden mit RBD. Physiologisch zeigt sich bei gesunden Kontrollpersonen ein Abfall der Serumkonzentration von Ghrelin nach dem Essen, um dann nach 60 Minuten langsam anzusteigen und ein Maximum nach 300 Minuten zu erreichen. Ein signifikanter Unterschied des späten postprandialen Anstiegs zeigte sich zwischen der gesunden Kontroll- und der RBD Gruppe (p=0,037) sowie zwischen der Kontrollgruppe und allen Patienten mit Morbus Parkinson (p=0,002). Bei de novo MP und MP Patienten lässt sich mit Hilfe des 13C-Octanoat-Atemtest eine signifikant verzögerte Magenentleerung im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden und RBD Patienten nachweisen. Es zeigt sich somit ein Auftreten in einem sehr frühen Stadium der Erkrankung. Die normale Magenentleerung bei Patienten mit RBD, als mögliche Vorstufe des MP, schließt pathoanatomische Veränderungen allerdings nicht aus. Möglicherweise reichen die neurodegenerativen Veränderungen im DMNV und enterischen Nervensystem noch nicht aus, um sie mit dem 13C-Octanoat-Atemtest detektieren zu können. Die gestörte Ghrelinsekretion bei Patienten mit RBD und MP könnte eine weitere Ursache der verzögerten gastrointestinalen Motilität sein und eine verminderte vagale Innervation durch neurodegenerative Veränderungen frühzeitig aufzeigen. Inwieweit Ghrelin als möglicher Biomarker oder als Medikament zur Neuroprotektion genutzt werden kann muss in weiteren Studien geklärt werden. Delayed gastric emptying is an early non-motor symptom of Parkinson’s disease and can preexist several years before the typical motor symptoms tremor, rigidity and hypokinesia occur. Nausea and vomitus have an affect on the health-related quality of life. Moreover the delayed gastric emptying can influence the L-dopa resorption and the resulting motor fluctuations. Braak et al described one of the earliest lesions-Lewy bodies- of the neurodegenerative process in the dorsal motor nucleus of the vagal nerve (DMNV) of the central nervous system. In further stages the Lewy bodies are seen in nuclei of the lower brainstem and the cerebral cortex. Moreover this degenerative process of DMNV could also be in patients with the idiopathic rapid-eye-movement sleep behavior disorder (RBD), a presumable pre-motor stage of Parkinson’s disease. The consequence is delayed gastric emptying because of the reduced parasympathetic activity of the vagal nerve. A hormonal cause of the delayed gastric emptying could be an orexigenic peptide namely Ghrelin, that promotes gastrointestinal motility. It has been shown that Ghrelin has also a neuroprotective potential in the MPTP-toxin mouse model of Parkinson disease. The aim of the study was to analyze the nerval und humoral changes of the delayed gastric emptying in different and early stages of Parkinson disease. We therefore investigated the delayed gastric emptying with the 13C-octonaote breath test and the postprandial Ghrelin response in healthy volunteers, in patients with RBD, and in patients with Parkinsons disease with medication and those without. 20 healthy controls, 13 patients with RBD, 21 drug-naïve patients with Parkinson’s disease (de novo PD) and 18 under treatment (PD) underwent standardized 13C-octonaote breath test to measure changes in gastric emptying. Furthermore the fasting and postprandial Ghrelin serum concentrations were measured using a commercial radioimmunassay in 20 healthy controls, 11 patients with RBD and 39 (including 19 drug-naïve) patients with Parkinson’s disease (all PD). The patients with de novo PD and PD showed significant delayed gastric emptying compare to the healthy controls (p< 0.001). The patients with RBD had normal gastric emptying as well. The serum concentration of Ghrelin on healthy controls was decreased in the early postprandial phase and increased after 60 minutes following the feeding and reached the maximum level on 300 minutes. In the late post prandial phase a significant change in Ghrelin concentration was seen between healthy controls and RBD (p=0.037) as well as between healthy controls and all PD patients (p=0.002) Our results pointed out the delayed gastric emptying of the patients in the early stage of drug-naïve PD in comparison to healthy controls and RBD. The RBD patients, presumable pre-motor stage of PD, had normal gastric emptying, however it doesnt exclude the pathoanatomic changes in RBD. Probably the neurodegenerative changes of RBD in DMNV and enteric nervous system could not detectable using 13C-octonaote breath test. The abnormal Ghrelin concentrations in RBD and PD could be a possible cause of delayed gastric emptying, leading to reduced vagal innervation due to neurodegenerartive changes. The potential of Ghrelin as a biomarker or as a neuro protective agent for therapeutical aspects should be investigated in further studies.