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Titel:Studien zur Untersuchung von F2-Isoprostanen und 8-epi-PGF2α als Marker für oxidativen Stress bei Typ 1 Diabetes
Autor:Gerstner, Anemone
Weitere Beteiligte: Nüsing, Rolf (Prof. Dr.)
Veröffentlicht:2013
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2014/0005
DOI: https://doi.org/10.17192/z2014.0005
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2014-00055
DDC: Medizin
Titel (trans.):Studies for the investigation of F2-isoprostanes and 8-epi-PGF2α as a marker of oxidative stress in type 1 diabetes
Publikationsdatum:2014-01-09
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
Isoprostane, oxidative stress, Isoprostane, Antioxidantientherapie, Diabetes mellitus, isoprostanes, Diabetes mellitus, Diabetes mellitus, antioxidant therapy, Antioxidantientherapie, Oxidativer Stress, Oxidativer Stress

Zusammenfassung:
Diabetes mellitus gewinnt aufgrund steigender Fallzahlen und der dadurch bedingten Zunahme der Komplikationen, die durch die Erkrankung hervorgerufen werden, immer mehr an Bedeutung. Als ein möglicher Faktor für die Enstehung der Erkrankung und Folgeschäden wird oxidativer Stress diskutiert. Im Rahmen von oxidativem Stress verursachen freie Radikale Schäden an Proteinen, Lipiden und der DNA. Insofern wäre ein valider Marker zur Erfassung dieser Veränderungen wünschenswert. Ein bereits angewandter Parameter für die Lipidoxidation ist das MDA,das aus dem Patientenserum bestimmt wird. Daneben werden in den letzten Jahren aus dem Urin bestimmte F2-Isoprostane als zuverlässiger Marker für oxidativen Stress postuliert. Die vorliegende Arbeit besteht aus einem klinischen und einem tierexperimentellen Teil.Zunächst wurden Untersuchungen an Kindern mit Typ 1 Diabetes durchgeführt. Anschließend erfolgten ergänzend Untersuchungen an verschiedenen Mauspopulationen. Analysiert wurden dabei relevante Laborparameter wie Blutzucker, HbA1c, F2-Isoprostane, 8-epi-PGF2α und MDA. Die klinische Studie zeigt, dass sowohl MDA als auch die F2-Isoprostane bei an Typ 1 Diabetes erkrankten Kindern im Vergleich zu einer gesunden Population erhöht sind. Es kann lediglich für die F2-Isoprostane eine signifikante Korrelation zum HbA1c gefunden werden. Im Tiermodell bestätigen sich diese Ergebnisse. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der tierexperimentellen Untersuchungen, dass das Fehlen des Isoenzyms COX-1 keinen Einfluss auf den Verlauf der Erkrankung hat. Das Fehlen von COX-2 führt zu einem vorzeitigen Versterben der Tiere. Der Grund dürfte in einer erhöhten Sensibilität des Pankreas für das applizierte Streptozotozin infolge des fehlenden Isoenzyms COX-2 liegen. Des Weiteren deuten die Untersuchungsergebnisse darauf hin, dass das Isoenzym COX-2 bei der Bildung des 8-epi-PGF2α eine wesentliche Rolle spielt. Für die anderen Isoprostane wird eine radikal-vermittelte Entstehung diskutiert. Unter der Gabe des Antioxidants Tempol kommt es zu einer Verminderung der Lipidoxidation (MDA, F2-Isoprostane), allerdings ohne Besserung des Blutzuckers, der Diurese und der Proteinurie. Therapieoptionen mittels Antioxidantien sollten insofern weiter diskutiert werden, da zum aktuellen Zeitpunkt die Datenlage kontrovers ist. Abschließend verbleiben aufgrund der Ergebnisse vernünftige Zweifel, ob die F2-Isoprostane als Marker für oxidativen Stress bei Typ 1 Diabetes tatsächlich aussagekräftige Ergebnisse hinsichtlich des Erkrankungsausmaßes liefern.

Bibliographie / References

  1. Rytter E, Vessby B, Asgard R, Johansson C, Sjödin A, Abramsson-Zetterberg L, Möl- ler L, Basu S. Glycaemic status in relation to oxidative stress and inflam- mation in well-controlled type 2 diabetes subjects. Br J Nutr. 2009; 101(10):1423-6.
  2. Robertson RP. Dominance of cyclooxygenase-2 in the regulation of pancreatic islet prostaglandin synthesis. Diabetes. 1998;47(9):1379-83.
  3. Yang RL, Shi YH, Hoa G, Li W, Le GW. Increasing oxidative stress with progressive hyperlipidemia in human: relation between malondialdehyd and athero- genetic index. J Clin Biochem Nutr 2008; 43:154-158.151.
  4. Sinclair AJ, Girling AJ, Gray L, Lunec J, Barnett AH. An investigation of the rela- tionship between free radical activity and vitamin C metabolism in elderly diabetic subjects with retinopathy. Gerontology 1992;38:268-274.
  5. Wruck LG, Fragoulis A, Gurzynski A, Brandenburg LO, Kan YW, Chen K, Hassenpflug J, Freitag-Wolf S, Varoga D, Lipross S, Pufe T. Extended report: role of oxida- tive stress in rheumatoid arthritis: insights from the Nrf2-knockout mice.
  6. Robertson RP, Harmon J, Tran PO, Tanaka Y, Takahashi H. Glucose toxicity in beta-cells: type 2 diabetes, good radicals gone bad, and the glutathione connection. Diabetes 2003;52:581-587.
  7. Unger RH, Grundy S. Hyperglycaemia as an inducer as well as a consequence of impaired islet cell function and insulin resistance: implications for the management of diabetes. Diabetologia 1985;28:119-121.
  8. Wang Z, Ciabattoni G, Creminon C, Lawson J, FitzGerald GA, Patrono C, Mac- louf J. Immunological characterization of urinary 8-epi-prostaglandin F 2 alpha excretion in man. J Pharmacol Exp Ther 1995;275:94-100.
  9. Schweer H, Watzer B, Seyberth HW, Nusing RM. Improved quantification of 8- epi-prostaglandin F 2 alpha and F 2 -isoprostanes by gas chromatography/ triple-stage quadrupole mass spectrometry: partial cyclooxygenase- dependent formation of 8-epi-prostaglandin F 2 alpha in humans. J Mass Spectrom 1997;32:1362-1370.
  10. Wegmann DR, Norbury-Glaser M, Daniel D. Insulin-specific T cells are a predo- minant component of islet infiltrates in pre-diabetic NOD mice. Eur J Immunol 1994;24:1853-1857.
  11. Rokach J, Khanapure SP, Hwang SW, Adiyaman M, Lawson JA, FitzGerald GA. Nomenclature of isoprostanes: a proposal. Prostaglandins 1997;54:853- 873.
  12. Singh U, Jialal I. Oxidative stress and atherosklerosis. Pathophysiology 2006;13:129-142.
  13. Wood LG, Fitzgerald DA, Gibson PG, Cooper DM, Collins CE, Garg ML. Oxiditive stress in cystic fibrosis: dietary or metabolic factors. J AM Coll Nutr 2001;20:157-165. 156. World health organisation. Definition and diagnosis of diabetes mellitus and inter- mediate hyperglycemia. 2006
  14. Vlassara H, Bucala R, Striker L. Pathogenic effects of advanced glycosylation: biochemical, biologic, and clinical implications for diabetes and aging. Lab Invest 1994;70:138-151.
  15. Sampson MJ, Gopaul N, Davies IR, Hughes DA, Carrier MJ. Plasma F 2 isopros- tanes: direct evidence of increased free radical damage during acute hyperglycemia in type 2 diabetes. Diabetes Care 2002;25:537-541.
  16. Smith WL, Marnett LJ, DeWitt DL. Prostaglandin and thromboxane biosynthesis. Pharmacol Ther 1991;49:153-179.
  17. The Diabetes Control and Complications Trial Research Group. The effect of in- tensive treatment of diabetes on the development and progres- sion of long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus. N Engl J Med 1993;329:977-986.
  18. Szkudelski T. The mechanism of alloxan and streptozotocin action in B cells of the rat pankreas. Physiol Res 2001;50;537-546.
  19. Sharma A, Olson LK, Robertson RP, Stein R. The reduction of insulin gene transcription in HIT-T15 beta cells chronically exposed to high glucose concentration is associated with the loss of RIPE3b1 and STF-1 tran- scription factor expression. Mol Endocrinol 1995;9:1127-1134.
  20. Sametz W, Hennerbichler S, Glaser S, Wintersteiger R, Juan H. Characterization of prostanoid receptors mediating actions of the isoprostanes, 8-iso- PGE(2) and 8-iso-PGF(2alpha), in some isolated smooth muscle prepara- tions. Br J Pharmacol. 2000;130(8):1903-10.
  21. Simmons DL, Botting RM, Hla T. Cyclooxygenase isozymes: the biology of pros- taglandin synthesis and inhibition. Pharmacol Rev 2004;56:387-437.
  22. Ulker S, McMaster D, McKeown PP, Bayraktutan U. Antioxidant vitamins C and E ameliorate hyperglycaemia-induced oxidative stress in coronary endo- thelial cells. Diabetes Obes Metab 2004;6:442-451.
  23. Thomas TP, Porcellati F, Kato K, Stevens MJ, Sherman WR, Greene DA. Effects of glucose on sorbitol pathway activation, cellular redox, and metabolism of myo-inositol, phosphoinositide, and diacylglycerol in cultured human retinal pigment epithelial cells. J Clin Invest 1994;93:2718-2724.
  24. Vennemann A, Gerstner A, Kern N, Ferreiros Bouzas N, Narumiya S, Maruyama T, Nüsing RM. PTGS-2-PTGER2/4 Signaling Pathway Partially Protects From Diabetogenic Toxicity of Streptozotocin in Mice. Diabetes. 2012;61(7): 1879-87.
  25. Robertson RP, Zhang HJ, Pyzdrowski KL, Walseth TF. Preservation of insulin mRNA levels and insulin secretion in HIT cells by avoidance of chronic exposure to high glucose concentrations. J Clin Invest 1992;90:320-325.
  26. Schweer H, Watzer B, Seyberth HW. Determination of seven prostanoids in 1ml of urine by gas chromatography-negative ion chemical ionization triple stage quadrupole mass spectrometry. J Chromatogr 1994;652:221-227.
  27. Taylor AW, Bruno RS, Frei B, Traber MG. Benefits of prolonged gradient sepa- ration for high-performance liquid chromatography-tandem mass spec- trometry quantitation of plasma total 15-series F-isoprostanes. Anal Bio- chem 2006;350:41-51.
  28. Robertson RP, Harmon JS. Diabetes, glucose toxicity, and oxidative stress: A case of double jeopardy for the pancreatic islet beta cell. Free Radic Biol Med 2006;41:177-184.

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