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Klinische und biochemische Korrelate von Serum mittleren Alters und ältere L- Ergothionein -Konzentrationen in der GemeinschaftswohnungErwachsene
Zusammenfassung
Hintergrund
Trotz des wachsenden Interesses in der biologischen Rolle von L- Ergothionein , ist wenig über die Serumkonzentrationen von dieser ungewöhnlichen Aminothiols bei älteren Menschen bekannt. Wir sind dieser Frage in einer repräsentativen Stichprobe von Personen mittleren Alters und ältere Community-Wohnung Erwachsenen Alter.
Methoden
Body-Mass -Index, die geschätzte glomeruläre Filtrationsrate , die Serumkonzentrationen von L- Ergothionein , Taurin , Homocystein , Cystein , Glutathion, Cysteinylglycin , Glutamylcysteingruppen und wurden in 439 Probanden ( Alter 55-85 Jahre) ausgewertet zufällig aus der Community Hunter Studie ausgewählt .
Ergebnisse
Der Mediankonzentration von L- Ergothionin in der gesamten Kohorte 1,01 IQR 0,78-1,33 pmol / L. Die Konzentrationen sind nicht nach Geschlecht ( P = 0,41) oder das Vorhandensein von chronischen Krankheiten (P = 0,15 ) betroffen. Betrachtet man nur gesunde Probanden definierten wir ein Referenzintervall für die Serumkonzentrationen von L- Ergothionein 0,36 (90% CI 0,31 bis 0,44 ) auf 3,08 (90% CI 2 45 bis 3,76 ) pmol / L. Mit mehrstufigen linearen Regressionsanalyse L- Ergothionein negativ mit dem Alter korreliert ( = -0,15 rpartial , p = 0,0018 ) und mit Konzentrationen von Glutamylcysteingruppen ( rpartial = -0,13 , p = 0 , 0063) .
Schlussfolgerungen
Eine gründliche Analyse der Serum-Konzentrationen von L- Ergothionein wurde in einer großen Gruppe von Personen mittleren Alters und ältere Community-Wohnung Erwachsenen im Alter durchgeführt. Die Referenzbereiche wurden eingerichtet . Glutamylcysteingruppen Alter wurden unabhängig voneinander negativ mit Serum- Konzentration von L- Ergothionein verbunden.
Einführung
Es wird allgemein angenommen , dass die Schädigung durch freie Radikale ist ein Merkmal der Alterung mit möglichen klinischen Konsequenzen. [1] Beim Menschen eine komplexe enzymatische und nicht-enzymatische Antioxidantien reagieren , um diese schädlichen Moleküle neutralisieren und körperfremde Stoffe können eine entscheidende Rolle in diesem Zusammenhang spielen [1]. Obwohl die spezifische physiologische Rolle und die Folgen seiner Mangel sind nicht klar unter den exogenen Verbindungen mit antioxidativen Aktivität möglich ist, ist das Interesse an Ergothionein (ERT 2 mercaptohistidine trimethylbetaine ) in den letzten Jahren erhöht. ERT ist ein hydrophiles Thiol ungewöhnlich niedrigem Molekulargewicht [2] , die ausschließlich in einigen Organismen , wie Pilzen Nicht-Hefe -ähnliche einschließlich Pilzen synthetisiert [3] , Mykobakterien [4] und Cyanobakterien [5].
Erste Studien haben [2] gezeigt, dass Menschen und anderen Wirbeltieren sind nicht imstande, ERT -Biosynthese , und bei Säugetieren, nur durch Nahrungsmittelerworben wird . Organischen Kationentransporter spezifische Protein (ETT ) , von der SLC22A4 Gen kodifiziert [6] , ist für die Akkumulation im Körper bei millimolaren Niveaus verantwortlich [7 ], [ 8]. ETT ist hoch in der fötalen Leber , Dünndarm, Trachea , Niere , des Kleinhirns , der Lunge, und Zellen der myeloischen Linie ausgedrückt , wie Erythrozyten -Vorläuferzellen im Knochenmark und Monozyten [8] . Zellen ohne ETT nicht die Expression von mRNA ETT akkumulieren ERT und seiner Annahme scheint nicht zu Nahrungsquellen bezogen werden, sondern [2]. Die Existenz eines spezifischen Transporter schlägt eine biologische Rolle von ERT . Darüber hinaus haben die Fall-Kontroll- Studien Assoziationen zwischen Polymorphismen im Gen SLC22A4 und Anfälligkeit für bestimmte chronische Entzündungserkrankungen wie Morbus Crohn [9] , UC [10] , rheumatoide Arthritis [11] gezeigt, und Typ I [12] Diabetes. ERT wird in den Mitochondrien in Zellen und Geweben normalerweise auf oxidativen Stress und den Menschen in der Entzündungsreaktion beteiligt ausgesetzt konzentriert [3]. Diese Beobachtungen legen nahe , dass ERT kann antioxidative Aktivität und Scannen haben , ähnlich Haupt Thiol Antioxidans Glutathion löslich in Wasser [13]. ERT Chemie, unterscheidet sich jedoch von herkömmlichen schwefelhaltige Antioxidantien. ERT in der Tat gibt es in Form von deren Tautomer zwischen Thiol-und Thion- Form, mit Überwiegen davon unter physiologischen Bedingungen [7]. Daher ERT zeigt eine besondere Stabilität und Reaktivität auf andere natürlich vorkommende Thiole, da es nicht autooxidize [6] , nicht Disulfide und gemischte Disulfide bilden [14] erfordert oxidativen Stress schwieriger zu oxidieren und begünstigt nicht den klassischen Fenton-Reaktion [6].
Die Kenntnis der Konzentrationsverteilung des ERT Gewebe an der Bevölkerung ist einer Studie in 400 gesunden Männern [15] begrenzt. Konzentration berichtet ERT Erythrozytendurchschnittswerteund Reichweiten nach Altersgruppen unterschieden , von 65,42 bis 109,03 uM (1-10 Jahre) , 161,36 mm ( 11-18 Jahre ), 100 30-130,83 uM ( 19-50 Jahre) und 122.11 uM (≥ 51 Jahre ) [15] . Keine Daten , sondern sind von den Konzentrationen der EIU im menschlichen Serum vorhanden . Dies ist wahrscheinlich auf das Fehlen zuverlässiger analytischer Methoden mit ausreichender Sicherheit , daß die Serumkonzentration von ERT ist viel niedriger im Vergleich zu Erythrozyten Empfindlichkeit . In diesem Zusammenhang haben wir kürzlich für die schnelle Beurteilung von ERT Konzentrationen von Plasma oder Serum [16] entwickelten die erste Elektrophorese - Kapillare laserinduzierte Fluoreszenz -Verfahren ( CE - LIF) . Das Analyseverfahren war in der Lage zu erkennen und quantitativ zu messen Konzentrationen so niedrig wie ERT 0,27 pmol / L mit einer Nachweisgrenze von 90 nmol / l
Angesichts der Verfügbarkeit dieser neuen Methode empfindlicher Test , untersuchten wir die Verteilung der Serumkonzentrationen von EIU in einer epidemiologischen Kohorten bestehend aus menschlichen Alterns , Jäger Gemeinschaftsstudie ( HCS) [17] , und suchte zu identifizieren klinische und biochemische Korrelate .
Material und Methoden
Studienpopulation
Die Teilnehmer waren eine repräsentative Probe des Hunter Gemeinschaftsstudie ( HCS ), einer Kohortenstudie auf der Basis der Bevölkerung , um die Auswirkungen von klinischen, genetischen, biochemischen , Verhaltens-und sozioökonomische auf den menschlichen Alterungsprozess [17 bewerten ] . Die Kohorte bestand aus Männern und Frauen in der Gemeinde im Alter von 55-85 Jahren mit Wohnsitz leben in Newcastle (New South Wales , Australien) , die zufällig aus der Wahlliste und zwischen Dezember 2004 und Dezember 2007 kontaktiert . Von den 9784 Menschen, die das Schreiben mit der Aufforderung erhalten , insgesamt 3253 tatsächlich teilgenommen (Rücklaufquote von 44,5 % nach dem Entfernen falsche Adressen und nicht- Kontakt) und absolvierte eine Reihe von Fragebögen zur Selbst berichteten , besuchte eine Klinik besuchen , stimmte zu Gesundheitsdaten zu verknüpfen und zu einer Reihe von klinischen und biochemischen Maßnahmen vor. Die Probe für diese Umfrage (n = 500) wurde von der ursprünglichen Kohorte durch einfache Zufallsstichprobe abgeleitet . Unter den 500 zufällig ausgewählten Personen , eine vollständige Exposition und Outcome-Daten zu Studienbeginn waren 439 Patienten , 227 Männer und 212 Frauen. Vergleich dieser Probe mit der gesamten Kohorte zeigten keinen signifikanten Unterschied für eine Reihe von klinischen , sozioökonomischen und Verhaltensfaktoren , ( Daten nicht gezeigt ), biochemische, um sicherzustellen , dass die Abtastung Vertreter der ursprünglichen Kohorte ist . Die Erlaubnis zur Durchführung der Forschung wurde durch die Universität Human Research Ethics Committees von Newcastle gewährt wurde in Übereinstimmung mit den Richtlinien der Deklaration von Helsinki und nach dem alle Teilnehmer informiert gemacht gaben ihre schriftliche Einverständniserklärung .
Blutentnahme und Analyse ERT
Das Blut wurde in Röhrchen ohne Antikoagulans gesammelt und bei 4 ° C zentrifugiert und 3.000 × g für 10 Minuten, um das Serum , das für drei Jahre bei -80 ° C vor der Analyse gelagert wurde . Es gab keine früheren Zyklen von Einfrieren und Auftauen vor der Analyse . ERT Konzentration von Serum wurde durch Kapillarelektrophorese laserinduzierte Fluoreszenz-Verfahren , die kürzlich von Sotgia et al beschrieben, gemessen. [16]. Kurz gesagt, um Proteine ​​auszufällen , ein Volumen von 100 pi- Acetonitril wurden zu 100 ul der Probe zugegeben und gründlich durch heftiges Vortex - Mischen vermischt. Nach Zentrifugation bei 17 000 × g für 10 min bei Raumtemperatur wurden 50 ul Derivatisierungsreagenz zu 150 ul des Überstands zugegeben, und nach kräftigem Vortex - Mischen wurde das Reaktionsgemisch in einem lichtgeschützten Bereich für 30 Minuten stehengelassen bei Raumtemperatur. Schließlich wurden die Proben mit Wasser fünffachverdünnt und durch CE - LIF analysiert. Die Grenzen der Detektion und Quantifizierung betrugen 0,09 und 0,27 pmol / l auf. Änderungen in der Präzision Intra-und Inter-Assay waren rund 6% RSD , und die Präzision des Mittelrückgewinnungnahe 100% ( 96,11 % der ) .
Demografische, klinischen und biochemischen Variablen
Diese Studie untersuchte den Zusammenhang zwischen Serum- ERT mit Alter, Geschlecht, Body-Mass- Index (BMI) , die geschätzte glomeruläre Filtrationsrate ( eGFR ) und Thiole Homocystein ( Hcy ) , Cystein (Cys ) Glutathion (GSH) , Cysteinylglycin ( CysGly ) Glutamylcysteingruppen ( GluCys ) und Taurin ( Tau ) . Körpermassenindex wurde unter Verwendung von Messungen der Größe und Gewicht zu Studienbeginn und EGFR wurde unter Verwendung der Änderung der Diät bei Nierenerkrankungen Formel berechnet. [18] Die Serumkonzentrationen von Homocystein Thiol ( Hcy ) , Cystein (Cys ) , Glutathion (GSH) , Cysteinylglycin ( CysGly ) , Glutamylcysteingruppen ( GluCys ) und Taurin ( Tau ) wurden durch Methoden vorher CE - LIF gemessen , wie durch Zinellu et al. [19 ], [ 20] . eGFR wurde gezeigt, dass eine unabhängige Determinante der Plasma- Hcy , Cys und CysGly sein . Daher wurde es verwendet, um einen möglichen Zusammenhang zwischen ERT Konzentrationen und Nierenfunktion [21 ], [ 22] zu beurteilen. Angesichts der lebensmittelbedingten ERT wurde BMI als Surrogat-Marker des Ernährungsstatus verwendet. BMI und andere Maßnahmen der Adipositas, in der Tat, mit Konzentrationen von biochemischen Markern für den Ernährungszustand verbunden. [23] Es wurde ein selbst auszufüllenden Fragebogen verwendet, um Informationen aus bestehenden chronischen Erkrankungen wie Herz-Kreislauf Erkrankungen, Typ -2-Diabetes , Arthritis und Depressionen zu sammeln. Wir fragten die Studienteilnehmer , ob sie jemals von einem Arzt mit einer Reihe von Erkrankungen und Alter sie diagnostiziert diagnostiziert worden war.
statistisch
Statistische Analysen wurden unter Verwendung MedCalc für Windows, Version 12.5 64-bit ( MedCalc Software , Ostende , Belgien) und SPSS für Windows, Version 14.0 32-bit (IBM Corporation, Armonk , NY , USA). Die Daten wurden auf Normalität mit dem Kolmogorov -Smirnov -Test geprüft. Die Daten wurden als Mittelwert ± SD oder Median und Interquartil oder ( IQR ) entsprechend dargestellt. Nicht- normalverteilte Variablen wurden log10 - transformiert , bevor sie für parametrische Tests verwendet und Normalverteilung der Residuen wurde überprüft , um die Güte der Anpassung von Transformationen zu beurteilen. Die Unterschiede zwischen den Gruppen wurden durch nicht-parametrische Mann-Whitney -U-Test oder einen unabhängigen t-Test, geeignete verglichen. Spearman Rangkorrelationskoeffizientenwurden verwendet, um die Zusammenhänge zwischen Serum-Konzentrationen von ERT und laufenden klinischen , biochemischen und demographischen Variablen zu charakterisieren. Teilkorrelation und schrittweise Analyse multipler linearer Regression wurde verwendet, um den Beitrag der verschiedenen Variablen im Serum von ERT beurteilen. Multicollinearität wurde durch Messen der Werte der Toleranz und Aufblasen des Varianzfaktorenfür jede Analyse getestet. Ein Wert von P 2 Gesichter von 0,05 angegeben statistische Signifikanz .
Ergebnisse
Demographischen, klinischen und biochemischen Untersuchung der Probe sind in Tabelle 1 dargestellt. Verteilung der ERT Serum wurde verzerrt , mit ~ 45% der Studienpopulation mit Konzentrationen zwischen 0,5 und 1,0 pmol / L (Fig. 1) . Die mittlere Serumkonzentration von ERT 1,01 IQR 0,78-1,33 pmol / L. Kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern zu beobachten war (Weibchen 0,97 0,75-1,32 pmol IQR / L vs 1.04 männlich IQR 0,80-1,36 pmol / L, P = 0,41) (Fig. 2A) . Die Mehrheit der Teilnehmer ( 81,8 % ) mindestens eine chronischen Erkrankung wie Bluthochdruck ( 59,9 %) , Angina pectoris ( 5,8%) , Osteoarthritis ( hatte 28,7 %) , rheumatoider Arthritis (6,7% ), Diabetes (13,6%) , Probleme mit der Schilddrüse (12,3%) , Depressionen ( 24,8 %) , Emphysem ( 13,9% ) und Osteoporose (7,0 %). Außerdem war ein kleiner Anteil einen Myokardinfarkt ( 7,5%) oder Schlaganfall (3,6%) hatte . Nur 18,2 % der Teilnehmer erlitt keine offensichtlichen Krankheit.
Diejenigen, die mindestens eine chronische Erkrankung haben, wurden als ungesund (N = 359) eingestuft , während diejenigen, die nicht so gesund (N = 80) eingestuft wurden . Das Vorhandensein einer chronischen Krankheit ist nicht mit einem signifikanten Unterschied in Serum ERT [ gesunden Probanden (n = 80) 0,99 0,84-1,52 IQR pmol / L vs ungesund Probanden ( n gehör = 359) 1,01 0,77-1,33 pmol IQR / L, P = 0,15 ] . In den von einer Spaltung durch Geschlechtsuntergruppenerhalten , war Serum ERT bei Männern etwas höher als bei Frauen , aber der Unterschied war nicht bei gesunden (P = 0 statistisch signifikante , 99) und ungesunde (P = 0,41 ), Gruppen (Abb. 2B). Angesichts Serumkonzentrationen ähnlich ERT eine gesunde vs ungesund Gruppen und Männer gegen Frauen, wurden weitere Analysen durchgeführt, unter Berücksichtigung der Kohorte als Ganzes. Wie in Tabelle 2 gezeigt , testet Spearman Rangkorrelations zeigte eine statistisch signifikante negative Korrelation zwischen der Serumkonzentration von ERT und Alter ( rho = -0,165 , p = 0,0005 ) , Homocystein (rho = -0,139 P = 0,0036 ) , Cys (rho = -0,111 p = 0,02) und GluCys (rho = -0,202 p < 0,0001). Die Konzentrationen waren auch negativ ERT mit GSH korreliert (rho = -0,0927 P = 0,05 ) und eine positive Korrelation mit EGFR ( rho = 0,149 , p = 0,0018 ) . Keine statistisch signifikanten Zusammenhänge wurden mit BMI beobachtet (rho = 0.0666 P = 0,16 ) , CysGly (rho = -0,0724 P = 0,13 ) oder Tau ( rho = 0,0101 , p = 0,83) .
Um möglicherweise verwirren Größen erfassen , eine partielle Korrelationsanalyse durchgeführt, die wir mit Sex- und Gesundheitszustand Variablen wie Alter , BMI, EGFR , Tau , Hcy , GSH , Cys, CysGly und GluCys als Kovariaten oder als Variablen . Diese Analyse bestätigte die statistisch signifikante negative Assoziation von Serum ERT mit dem Alter ( = -0,105 rpartial , p = 0,03) und GluCys ( rpartial = -0,113 , p = 0,02). Wenn redundant, nicht-signifikanten Variablen wurden nicht gelöscht nicht multiple Regressionsanalyse ( vorne + hinten der Methode) helfen , unabhängige und starke Assoziationen mit dem Alter ( = -0,150 rpartial , p = 0 , 0022) und mit GluCys ( rpartial = -0,132 , p = 0,0060 ) beobachtet ( Tabelle 3). Die Güte des Modells wurde ebenfalls verbessert das Verhältnis F und die Bedeutung Größenordnung von 3 (P = 0,001) und 12 ( P < 0,001). In Anbetracht, dass die gesunde Gruppe (n = 80) , reichte von 0,36 (90% CI 0,31 bis die Referenzintervall durch die robuste Methode ( CLSI C28 -A3 ) [24] für kleinere Proben berechnet 0,44) auf 3,08 (90% CI 2,45-3,76 ) pmol / L.
Diskussion
Geringes Gewicht Thiole Molekular wurden ausführlich in der Altenpflege [25] untersucht. Jedoch ist wenig über die Serumkonzentrationen von EIU in dieser Gruppe bekannt. Studien haben auf ihrer Gehalt in Lebensmitteln , Tieren und der Vollblut oder Erythrozyten von gesunden Probanden oder Patienten mit Autoimmunerkrankungen konzentriert. Wir zeigten, dass die ERT meßbar im Serum und im Unterschied zu dem, was in der Literatur für den ERT Ebenen Plasma berichtet , wird die Konzentration im Serum in der Regel niedriger als erwartet gegeben Februar-September wenn der Anteil der roten Blutzellen[14]. Aufgrund der Abwesenheit von direkten Messungen der ERT -Konzentrationen in Vollblut oder Erythrozyten konnten wir nicht direkt messen , das die Beziehung zwischen diesen Abteilen und Serum. Die Konzentration von Serum in dem ERT HCS Probe war jedoch in Übereinstimmung mit der Höhe der Plasma ERT von unserer Gruppe in einer kleinen Gruppe von Patienten nach Alter [16] angepasst gemessen , [26 ], wobei Vollblut / Plasma-Verhältnis im Durchschnitt 40 . Angesichts der Indizien Natur dieses Ergebnis eine weitere Untersuchung des Berichts ist jedoch derzeit untersucht in unserem Labor .
Trotz der Analogien von einigen Autoren mit GSH vorgeschlagen , zum Beispiel die antioxidative Aktivität und Gemeinsamkeiten zwischen intra-und extrazellulären Konzentrationen , keine unabhängige Verein wurde in dieser Studie zwischen ERT und GSH gefunden. Ebenso wurde keine unabhängige Assoziation mit Tau , einem weiteren Anti- Oxidationsmittel in der Studie nicht berücksichtigt beobachtet.
Obwohl die bivariate Analyse zeigte Zusammenhänge zwischen Serum-Konzentrationen von ERT und andere Aminothiolen ( Hcy , Cys, und GluCys ) , Regression zeigte nicht nur unabhängig negative Assoziationen mit GluCys . Das Alter ist die einzige andere , die negative Assoziationen von unabhängigen Variablen mit Serum-Konzentrationen von EIU . Obwohl ERT -Konzentration mit dem Alter abnimmt , und auch das Durchschnittsalter in der ungesunden Gruppe höher war im Vergleich zu gesunden Probanden ( 66,0 ± 7,7 vs 63,5 Jahre ± 6,1 Jahre ) , EIU Konzentrationen sind unwahrscheinlich, als Index der Gesundheit zu dienen . ERT -Konzentrationen zwischen beiden Gruppen waren in der Tat, nicht signifikant unterschiedlich , und fast alle die Werte der EIU in ungesunden Probanden ( ~ 98%) liegen im Referenzbereich ( 0,36 bis 3,08 pmol / L). ERT mit Altersstufen reduziert könnte entweder eine Änderung der Essgewohnheiten oder Veränderungen in der Expression von SLC22A4 -Gen zu reflektieren.
Der negative Zusammenhang zwischen ERT und GluCys ist nicht leicht zu erklären , auch unter Berücksichtigung des Fehlens einer klaren Zusammenhang mit GSH . GluCys , der unmittelbare Vorläufer von GSH durch die Glutamylcystein -Synthetase- Enzyms in der γ -Glutamyl -Zyklus, synthetisiert . Glutamylcystein -Synthetase-Aktivität wird durch die Verfügbarkeit von Cys und Glutamat begrenzt und wird von GSH durch einen Rückkopplungsmechanismus vor [27] inhibiert. Jüngste Studien haben gezeigt, dass eine Thiol GluCys Redox- Steuerung, die wirksam entgiftet mitochondrialen ROS in der Glutathion-Peroxidase , die als Co-Faktor -1 [28] und verhindert oxidative Stress in humanen Endothelzellen [29]. Außerdem ist der Modul GluCys Transmembrantransport von mehreren kationischen Aminosäuren [30]. ERT kann ähnlich wie GSH oder Glutamylcysteinsynthetase hemmende Aktivität handeln . Dies könnte die schwache Assoziation zwischen ERT und GSH zu erklären. Allerdings sind weitere experimentelle Unterstützung notwendig, um diese Ergebnisse bestätigen und bieten mechanistische Einsicht.
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