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- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-550385
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.55038
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 20 November 2023 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Werner Kremer |
| Tag der Prüfung: | 14 April 2023 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biophysik und physikalische Biochemie |
| Stichwörter / Keywords: | NMR, Lipoproteine, Diabetes mellitus, Prädiabetes |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 55038 |
Zusammenfassung (Deutsch)
In der vorliegenden Arbeit wurden Lipoproteinveränderungen im Blutplasma von Prädiabetikern und Diabetikern im Vergleich zu Gesunden mithilfe der hochauflösenden 1H NMR Spektroskopie untersucht. Die NMR-Metabolomik von Körperflüssigkeiten ist eine neue Hochdurchsatzmethode zur zerstörungsfreien Analytik von Körperflüssigkeiten, die immer größere Bedeutung gewinnt. In der von der Bayerischen ...
Zusammenfassung (Deutsch)
In der vorliegenden Arbeit wurden Lipoproteinveränderungen im Blutplasma von Prädiabetikern und Diabetikern im Vergleich zu Gesunden mithilfe der hochauflösenden 1H NMR Spektroskopie untersucht. Die NMR-Metabolomik von Körperflüssigkeiten ist eine neue Hochdurchsatzmethode zur zerstörungsfreien Analytik von Körperflüssigkeiten, die immer größere Bedeutung gewinnt. In der von der Bayerischen Forschungsstiftung geförderten Studie wurden Blutproben von Blutspendern des Bayerischen Roten Kreuzes (BRK) analysiert. Die Probanden wurden nach Durchführung eines oralen Glukose Toleranztests (oGTT) in Gruppen eingeteilt: 323 waren gesund, 231 hatten einen erhöhten Nüchternglukosewert (IFG), 40 hatten eine gestörte Glukosetoleranz (IGT), 83 hatten sowohl eine erhöhte Nüchternglukose als auch eine gestörte Glukosetoleranz und bei 66 wurde neu ein Diabetes Typ 2 diagnostiziert. Von den Probanden wurden die Blutproben des oralen Glukosetoleranztests mit Nüchternglukose und 2h nach Glukosegabe, sowie über Jahre hinweg bei Blutspenden aufgehobene Blutproben untersucht. Im Schnitt lagen diese zurückgelegten Proben für 6 Jahre vor Durchführung des oralen Glukosetoleranztests vor. Bei Abnahme dieser Rückstellblutproben waren die Patienten nicht nüchtern. Mithilfe von NMR-Spektroskopie wurden die Konzentrationen von 15 verschiedenen Lipoproteinuntergruppen bestimmt. Insgesamt standen 32762 NMR Spektren zur Auswertung zur Verfügung.
Dabei zeigten Prädiabetiker und Diabetiker im Vergleich zu Gesunden charakteristische Unterschiede der Lipoproteinkonzentrationen. Nicht-nüchtern zeigte sich bei Diabetikern eine signifikante Erhöhung von VLDL A und B, Chylomikronen A und B, Chylomikronen Remnants und allen Chylomikronenfraktionen gemeinsam. LDL C war signifikant erniedrigt. Die LDL C Abnahme sowie die Zunahme von VLDL A, Chylomikronen Remnants und Chylomikronen A konnte auch bei allen Formen von Prädiabetes als signifikant beobachtet werden. Teilweise waren Lipoproteine auch nur bei einzelnen Prädiabetesgruppen verändert: VLDL B (einzig bei Probanden mit Kombination aus IFG und IGT signifikant erhöht), HDL C war nur bei der Gruppe mit IFG signifikant erniedrigt. Chylomikronen B waren bei allen Gruppen außer bei der mit isolierter IGT signifikant erhöht und die Summe der Chylomikronen bei allen Gruppen außer bei Probanden mit isolierter IFG. Insgesamt waren im nicht nüchternen Zustand vor allem die größeren Lipoproteine Chylomikronen und VLDL, mit welchen die Fette vom Darm zur Leber und von dort weiter in den restlichen Körper transportiert werden, auffällig. Bei der nüchternen Gruppe waren insgesamt weniger Veränderungen sichtbar und diese vor allem bei kleineren Lipoproteinen wie HDL und LDL.
Die Ergebnisse wurden mit veröffentlichten Ergebnissen aus anderen Studien verglichen, in denen ebenfalls mit NMR-Spektroskopie bestimmte Lipoproteinkonzentrationen bei Diabetikern untersucht wurden. Hierbei zeigte sich ein ähnliches Muster. Nur die kleineren LDL Partikel (LDL A und LDL B) waren hier signifikant erniedrigt, während die meisten anderen Forschungsgruppen eine signifikante Zunahme feststellten. Die Chylomikronenkonzentrationen bei Diabetikern wurden nur in einer einzigen anderen Studie (J. Wang et al., 2012) untersucht. Auch hier findet man einen signifikanten Anstieg bei Diabetikern.
Zudem wurden aus den verschiedenen Lipoproteinuntergruppen miteinander Quotienten und Verhältnisse gebildet. Aus diesen wurden dann wieder die prozentualen Unterschiede von Prädiabetikern im Vergleich zu Gesunden berechnet. Insbesondere bei Verhältnissen und Produkten, welche VLDL oder Chylomikronen enthielten, waren die Unterschiede der zugehörigen Verteilungen nochmal größer als beim Vergleich der einzelnen Lipoproteinuntergruppen.
Um die Entwicklung der Lipoproteine in den Jahren vor der Diagnosestellung des Diabetes darzustellen, wurde mithilfe der zurückgelegten Blutproben Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen für zehn, acht, sechs, vier, zwei sowie zum Zeitpunkt der Diagnosestellung berechnet und graphisch dargestellt.
Zudem wurde mithilfe von Literaturrecherche und zusätzlich aufgenommen 2D-Spektren in den 1H NMR Spektren menschlichen Serums die Signale zahlreicher kleinerer Metaboliten zugeordnet.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In this study, high-resolution 1H NMR spectroscopy was used to investigate changes in lipoproteins in the blood plasma of prediabetics and diabetics compared to healthy individuals. NMR metabolomics of body fluids is a new high-throughput method for non-destructive analysis of body fluids that is gaining increasing importance. In the study blood samples from blood donors of the Bavarian Red Cross ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In this study, high-resolution 1H NMR spectroscopy was used to investigate changes in lipoproteins in the blood plasma of prediabetics and diabetics compared to healthy individuals. NMR metabolomics of body fluids is a new high-throughput method for non-destructive analysis of body fluids that is gaining increasing importance. In the study blood samples from blood donors of the Bavarian Red Cross (BRK) were analyzed. The participants underwent an oral glucose tolerance test (oGTT) and were then separated into groups: 323 were healthy, 231 had impaired fasting glucose (IFG), 40 had impaired glucose tolerance (IGT), 83 had both impaired fasting glucose and impaired glucose tolerance, and 66 were newly diagnosed with type 2 diabetes. Of the subjects, blood samples from the oral glucose tolerance test with fasting glucose and 2 h after glucose administration, as well as blood samples saved over years of blood donations, were examined. On average, these retained samples were available for 6 years before the participants underwent an oral glucose tolerance test. Patients were not fasting when these retained blood samples were collected. The concentrations of fifteen different lipoprotein subgroups were determined using NMR spectroscopy. A total of 32762 NMR spectra were available for analysis.
Thereby, prediabetics and diabetics showed characteristic differences in lipoprotein concentrations compared to healthy subjects. Nonfasting diabetics showed a significant increase in VLDL A and B, chylomicrons A and B, chylomicrons remnants, and the sum of all chylomicrons fractions. LDL-C levels were significantly lower in diabetics who were not fasting compared to healthy participants. The LDL C decrease, as well as the increase in VLDL A, chylomicrons remnants, and chylomicrons A, was also observed to be significant in all forms of prediabetes. In some cases, lipoproteins were also altered only in individual prediabetes groups: VLDL B significantly increased in subjects with both IFG and IGT, while HDL C significantly decreased only in the IFG group. There was a significant increase of Chylomicrons B in all groups except that with isolated IGT, and total chylomicrons were significantly increased in all groups except subjects with isolated IFG. Overall, in the nonfasting state, the larger lipoproteins chylomicrons and VLDL, which transport lipids from the intestine to the liver and from there on to the rest of the body, were most noticable. In the fasting group, fewer changes were visible overall. These changes were mainly seen in smaller lipoproteins such as HDL and LDL.
The results were compared with published results from other studies in which NMR spectroscopy was also used to investigate lipoprotein concentrations in diabetics. Overall, a similar pattern emerged. In this study, the smaller LDL particles (LDL A and LDL B) were significantly decreased, while most other research groups found a significant increase. A single study also investigated the levels of Chylomicrons in patients who have diabetes. (J. Wang et al., 2012). This study also showed a significant increase in chylomicrons in diabetic participants.
In addition, quotients and ratios were formed from the various lipoprotein subgroups with each other. The percentage differences of these quotients and ratios for prediabetics compared to healthy individuals were calculated. In particular, for ratios and products containing VLDL or chylomicrons, the differences in the associated distributions were again higher than when comparing the individual lipoprotein subgroups.
In order to analyze the development of lipoprotein profiles prior to the diagnosis of diabetes, probability density distributions were calculated and graphically displayed for blood samples collected at six different time points.
Furthermore, the NMR-derived signals of numerous small metabolites were assigned in the 1H NMR spectra of human serum with the help of literature research and additionally recorded 2D spectra.
Metadaten zuletzt geändert: 20 Nov 2023 06:53
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