[Development of early diagnosis of Parkinson's disease based on the search for biomarkers such as premotor symptoms and changes in blood]

Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2020;120(12):7-17. doi: 10.17116/jnevro20201201217.
[Article in Russian]

Abstract

Objective: To determine changes in the chemical composition of blood plasma in subjects at risk of Parkinson's disease (PD) at the prodromal stage compared with age control.

Material and methods: Subjects at risk were selected for the presence of characteristic premotor symptoms, including impairments of sleep, olfaction and constipation.The risk group included 12 people, the control group - 8 people.

Results: Among seven catecholamines and their metabolites detected in the blood, only the concentration of L-dioxiphenylalanine (L-DOPA) changed (decreased) in subjects at risk compared with the control. A decrease in the concentration of L-DOPA is considered as a manifestation (marker) of selective degeneration of central and peripheral catecholaminergic neurons in PD. In contrast to L-DOPA, the concentration of seven of the twelve detected sphingomyelins in the blood of the subjects at risk increased. Given that a change in the metabolism of sphingomyelins is associated with processes such as apoptosis, autophagy, and synucleinopathy, an increase in their concentration in the blood of patients at risk is considered as a manifestation of systemic general degeneration of central and peripheral neurons. Finally, in the blood of subjects at risk, we found a trend towards a decrease in the concentration of urates, which are endogenous neuroprotectors.

Conclusion: The changes in the level of L-DOPA, sphingmyelins and urates in the blood of subjects at risk may serve as diagnostic markers of PD at the prodromal stage.

Цель исследования: Определение изменения биохимического состава плазмы крови в группе риска развития болезни Паркинсона (БП) на продромальной стадии в сравнении с возрастным контролем.

Материал и методы: Испытуемые в группу риска отбирались по наличию нарушений сна, обоняния и перистальтики. Группу риска составили 12 человек, группу контроля — 8 человек.

Результаты: Показано, что в крови среди 7 катехоламинов и их метаболитов только концентрация L-диоксифенилаланина (L-ДОФА) снизилась в группе риска по сравнению с контролем. Снижение концентрации L-ДОФА рассматривается как маркер избирательной дегенерации центральных и периферических катехоламинергических нейронов при БП. В отличие от L-ДОФА в крови в группе риска выросла концентрация 7 из 12 сфингомиелинов. Учитывая то, что изменение метаболизма сфингомиелинов сопряжено с апоптозом, аутофагией и синуклеинопатиями, увеличение их концентрации в группе риска рассматривается как показатель системной дегенерации центральных и периферических нейронов. Кроме того, в группе риска обнаружена тенденция к снижению концентрации уратов, являющихся эндогенными нейропротекторами.

Заключение: Полученные данные позволяют предположить, что изменения уровня L-ДОФА, сфингомиелинов и уратов в крови в группе риска могут служить диагностическими маркерами развития БП на продромальной стадии.

Keywords: Parkinson’ disease; blood markers; early diagnostics; neurodegenerative diseases; premotor symptoms.

MeSH terms

  • Biomarkers
  • Catecholamines
  • Early Diagnosis
  • Humans
  • Parkinson Disease* / diagnosis
  • Prodromal Symptoms

Substances

  • Biomarkers
  • Catecholamines