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Abstrakt
Diabetes mellitus und Blut-Hirn-Schrankenfunktionsstörung: Ein Überblick
Shikha Prasad, Ravi K Sajja, Pooja Naik und Luca Cucullo
Eine Vielzahl diabetesbedingter Schädigungen des zentralen Nervensystems (ZNS) wurde bei Patienten mit Typ-1- und Typ-2-Diabetes sowie in experimentellen Tiermodellen eindeutig dokumentiert. Diese Vielzahl neurologischer Störungen umfasst hämodynamische Beeinträchtigungen (z. B. Schlaganfall), vaskuläre Demenz, kognitive Defizite (leicht bis mittelschwer) sowie eine Reihe neurochemischer, elektrophysiologischer und verhaltensbezogener Veränderungen. Die zugrunde liegenden Ursachen diabetesbedingter ZNS-Komplikationen sind multifaktoriell und relativ wenig verstanden, obwohl mittlerweile klar ist, dass Schäden an der Blut-Hirn-Schranke (BBB) eine bedeutende Rolle bei diabetesbedingten ZNS-Störungen spielen. Veränderungen des Plasmaglukosespiegels (Hyper- oder Hypoglykämie) wurden mit veränderten BBB-Transportfunktionen (z. B. Glukose, Insulin, Cholin, Aminosäuren usw.), Integrität (Störung der engen Verbindungen) und oxidativem Stress in den Mikrokapillaren des ZNS in Verbindung gebracht. Die letzten beiden deuten auf eine mögliche kausale Rolle bei der Hochregulierung und Aktivierung des Rezeptors für fortgeschrittene Glykationsendprodukte (RAGE) hin. Dieses Membranprotein vom Typ I transportiert außerdem Amyloid-beta (Aβ) über die Blut-Hirn-Schranke vom Blut ins Gehirn und stellt damit eine Verbindung zwischen Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM) und Alzheimer-Krankheit (AD, auch als „Diabetes Typ 3“ bezeichnet) her. Hyperglykämie wird mit dem Fortschreiten zerebraler Ischämie und der daraus resultierenden Verstärkung sekundärer Hirnschäden in Verbindung gebracht. Schwierigkeiten beim Erkennen von Gefäßschäden im großen, heterogenen mikrovaskulären Bett des Gehirns und bei der Analyse der Auswirkungen von Hyper- und Hypoglykämie in vivo haben zu kontroversen Ergebnissen geführt, insbesondere im Hinblick auf die Auswirkungen von Diabetes auf die Blut-Hirn-Schranke. In diesem Artikel überprüfen wir die wichtigsten Erkenntnisse und den aktuellen Wissensstand im Hinblick auf die Auswirkungen von Diabetes auf die Integrität und Funktion der Blut-Hirn-Schranke sowie die spezifischen mikrovaskulären Auswirkungen von Hyper- und Hypoglykämie auf das Gehirn.