Reduzierte nächtliche Melatoninsekretion bei Patienten mit diabetischer Neuropathie

Abstract

Melatonin wird in der Epiphyse gebildet. Synthese und Freisetzung wird durch Beleuchtung der Retina gesteuert. Die Information wird über den retinohypothalamischen Trakt zunächst zum Hypothalamus geleitet, von dort über die absteigende Sympathikusbahn und prae- und postganglionäre sympathische Fasern zur Epiphyse. Dieses neuronale System wird durch Dunkelheit stimuliert und durch Licht gehemmt. Das Maximum der Melatoninsekretion liegt nachts zwischen zwei und vier Uhr, das Minimum waehrend des Tages zwischen 12.00 und 14.00 Uhr. In der Leber wird Melatonin schnell hauptsaechlich zu 6-Hydroxymelatoninsulfat metabolisiert und mit dem Urin ausgeschieden. Die im nächtlichen Sammelurin gemessene Konzentration von 6-Hydroxymelatoninsulfat korreliert gut mit der Konzentration des Serummelatonins. Ziel unserer Arbeit war es herauszufinden, ob bei Diabetikern mit vegetativer Neuropathie die Melatoninproduktion gestoert ist. Wir untersuchten 20 Patienten mit Diabetes mellitus im Alter von 51 bis 83 Jahren. 15 dieser Patienten (Gruppe 3) hatten eine sensomotorische und vegetative Neuropathie. Die übrigen 5 untersuchten Patienten (Gruppe 2) hatten keine klinischen Symptome einer vegetativen oder sensomotorischen Neuropathie. Weiterhin untersuchten wir eine Kontrollgruppe (Gruppe 1) von 25 Probanden im Alter von 52 bis 86 Jahren ohne Diabetes mellitus und ohne Neuropathie. Wir bestimmten 6-Hydroxymelatoninsulfat im Urin. Die Probengewinnung zur Erfassung der Maximalsekretion erfolgte aus einem 6-Stunden-Sammelurin von 0 bis 6 Uhr, eine weitere Probengewinnung zur Erfassung des Minimums der Melatoninsekretion erfolgte aus einem 6-Stunden- Sammelurin von 12 bis 18 Uhr. Aus den gemessenen 6-Hydroxy-Melatonin-Sulfat- Konzentrationen wurde die ausgeschiedene Menge bezogen auf das ausgeschiedene Kreatinin (mg/mol Krea) berechnet. Zwischen den Gruppen ergeben sich keine signifikanten Unterschiede bezueglich der Ausscheidung am Tag. Nachts war die Ausscheidung in der Normalgruppe signifikant hoeher als in der Gruppe mit vegetativer Neuropathie. Die Ergebnisse unserer Arbeit zeigen, dass Pat. mit Diabetes mellitus und vegetativer Neuropathie einen verminderten naechtlichen Anstieg ihrer Melatoninproduktion im Vergleich zur Normalgruppe haben. Als Ursache hierfür nehmen wir eine Stoerung der neuronalen Stimulation der Pinealis im Rahmen der vegetativen Neuropathie an. Die Patienten mit Diabetes mellitus ohne gravierende Polyneuropathie lagen mit ihrer naechtlichen Melatonin-Sulfat -Ausscheidung tendenziell zwischen der Normalgruppe und der Neuropathiegruppe, jedoch kann auf Grund der geringen Probandenzahl in dieser Gruppe keine sichere Aussage gemacht werden. Es zeigte sich eine relativ hohe Streubreite der Melatonin-Sulfat -Ausscheidung in der Normalgruppe, so dass ein cut off-Wert nicht sicher festgelegt werden konnte. In Anbetracht der noch geringen Patientenzahl waeren daher weitere Untersuchungen notwendig.

Melatonin is synthesized in the pineal gland. Synthesis and release are regulated by the illumination of the retina. The information travels via the retinohypothalamic tract to the hypothalamus, from there via the descending central sympathetic tract and the pre- and postganglionic sympathetic fibers to the pineal gland. This neuronal system is stimulated by darkness and inhibited by light. The maximum of melatonin secretion occurs between 2.00 and 4.00 a.m., the minimum is during the day time between 12.00 and 2.00 p.m. In the liver melatonin is rapidly metabolized by hydroxylation and conjugation and is excreted by the kidney as 6-sulfatoxymelatonin (the main metabolite of melatonin) .The urinary excretion of 6-sulfatoxymelatonin closely parallels serum melatonin concentrations. We examined whether the involved pathways are disturbed by diabetic vegetative neuropathy. We examined 20 patients with diabetes mellitus aged 51 to 83 years. 15 of these patients (group 3) had a symmetric sensorimotor and vegetative neuropathy. The other 5 patients had no or only minor symtoms of neuropathy (group 2). In addition to these two groups we examined a group of 25 normals aged 52-86 without diabetes mellitus or neuropathy (group 1). We examined 6-sulfatoxymelatonin in the urine. Urine was collected between 0.00 and 6.00 a.m. to examine the maximal secretion; the second sample of urine was taken between 12.00 and 6.00 p.m. in order to examine the time of minimal melatonin secretion. The amount of 6-sulfatoxymelatonin, secreted during the two collecting periods, was expressed in relation to the excreted creatinine (mg/mol crea). There were no significant differences between the groups with respect to melatonin secretion during day time; however melatonin secretion at night was significantly higher in the group of normals than in the group of patients with polyneuropathy. The results show that diabetic patients with sensorimotor and vegetative neuropathy only have a minor nocturnal increase of melatonin secretion; this increase is significantly smaller than in the group of normals. We assume that the vegetative neuropathy leads to an impaired neuronal stimulation of the pineal gland. Patients with diabetes mellitus without clinically evident neuropathy show nocturnal melatonin values which were between those of the normal group and the group of patients with neuropathy .Due to the small number in this group a definite statement is not possible . In the group of normals melatonin secretion varied considerably. Therefore at least until now a definite cut off value cannot be determinated. Further studies are necessary.