Epidemiologie

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Dr. Ankita Anusruti - Epidemiologie M.Sc.
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Fellow: PD Dr. Ben Schöttker

Die Risikofaktoren und präventiven Faktoren für erhöhte Serumspiegel von Biomarkern für Oxidativen Stress – mit einem Fokus auf Übergewicht und Typ-2-Diabetes

Zusammenfassung der Doktorarbeit

Die Theorie der freien Radikale als Ursache für das Altern besagt, dass reaktive Sauerstoffspezies zu einer beschleunigten Alterung führen, und sie hat seit ihrer Veröffentlichung durch Denham Harman im Jahr 1956 viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Jedes Ungleichgewicht zwischen reaktive Sauerstoffspezies und Antioxidantien auf zellulärer Ebene löst oxidativen Stress aus. Die Schädigung von Lipiden, Proteinen und DNA stört die normale Zellfunktionalität und wirkt sich auf die Zellseneszenz aus. Der oxidativen Stress hat einen Einfluss auf die Parodontitis und beides korrelieren mit veränderlichen Lebensstilfaktoren und metabolischen Erkrankungen wie dem Diabetes mellitus. Die Parodontitis und den oxidativen Stress besser zu behandeln könnte einen Einfluss auf ein gesundes Altern haben.

Im ersten Projekt habe ich die Zusammenhänge zwischen Gewichtsmaßen und Biomarkern für oxidativen Stress anhand einer Beobachtungsstudie erarbeitet. Die Konzentration an Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten und der Gesamtthiolspiegel wurden bei 1.734 Teilnehmern einer bevölkerungsbasierten Kohortenstudie älterer Erwachsener aus der Allgemeinbevölkerung zu zwei Zeitpunkten im Abstand von 3 Jahren gemessen. Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten ist ein Marker für die Lipidperoxidation und Gesamtthiolspiegel ein Marker für die antioxidative Abwehrkapazität. Die longitudinalen Assoziationen zwischen BMI, Taillen-Hüft-Verhältnis, Taillenumfang und Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten sowie Gesamtthiolspiegel wurden mit multivariaten generalisierten linearen Modellen ermittelt. Die Auswertung ergab, dass die Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten Werte mit keinem der Gewichtsmaße signifikant assoziiert, also unabhängig vom Gewicht des Studienteilnehmers war. Dagegen zeigte Gesamtthiolspiegel statistisch signifikante, invers lineare Assoziationen mit allen Gewichtsmaßen. D.h. ein gesundes Körpergewicht scheint von hoher Relevanz für die antioxidative Abwehrfähigkeit des Menschen zu sein. Trotz allem sind klinische Studien erforderlich, um zu bestätigen, ob eine Gewichtsreduktion bei Übergewichtigen die Gesamtthiolspiegel erhöhen kann.

Im zweiten Projekt, untersuchte ich potenzielle Faktoren, die mit den Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten-Spiegeln im Serum von Patienten mit Typ-2 Diabetes korrelieren. Dazu führte ich Quer- und Längsschnittanalysen in zwei großen Kohortenstudien aus Deutschland durch und untermauerte diese Ergebnisse durch eine anschließende Meta-Analyse. In den 2 verwendeten Beobachtungsstudien wurden die Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten-Spiegel im Serum bei insgesamt 2.146 Typ-2 Diabetes-Patienten zu Studienbeginn und ein weiteres Mal nach 3 bis 4 Jahren gemessen. Die relevanten Determinanten der Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten-Spiegel wurden mit der rückwärtsgerichteten Selektionsmethode gefunden. In der Meta-Analyse der Querschnittsanalyse, waren das weibliche Geschlecht, eine niedrige Bildung, Adipositas, Rauchen, ein hohes Gesamtcholesterin, C-reaktive Proteinspiegel  > 3 mg/l, ein HbA1c ≥ 7%, keine Medikamente für Diabetes, Herzinsuffizienz, sowie eine Vorgeschichte von Myokardinfarkt oder Krebs statistisch signifikant mit erhöhten Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten-Spiegeln bei Typ-2 Diabetes-Patienten assoziiert. Die Meta-Analyse der Längsschnittanalyse ergab, dass das Alter, das weibliche Geschlecht, Adipositas, Rauchen, körperliche Inaktivität, ein hoher Alkoholkonsum, ≥ 5 Jahren seit Diabetesdiagnose und C-reaktive Proteinspiegel-Werte zwischen 3 und 10 mg/l statistisch signifikant mit den 3 bis 4 Jahre später gemessenen Derivaten von reaktiven Sauerstoffmetaboliten-Werten zusammenhingen. Diese umfassende Analyse bestätigte, dass mehrere modifizierbare Risikofaktoren im Rahmen eines nicht-interventionellen Studiendesigns mit oxidativen Stress bei Typ-2 Diabetes-Patienten assoziiert sind.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Veränderung von  Lebensstilfaktoren wie Adipositas, Rauchen, körperliche Inaktivität und hoher Alkoholkonsum sehr wahrscheinlich oxidativen Stress vorbeugen und den Schweregrad einer Parodontitis bei Typ-2 Diabetes-Patienten und sonstigen älteren Erwachsenen senken kann. Dies könnte sich positiv auf ein gesundes Altern auswirken.

Publikationen

• Anusruti A, Jansen EHJM, Gào X, Xuan X, Brenner H, Schöttker B. Longitudinal associations of body mass index, waist circumference and waist to hip ratio with biomarkers of oxidative stress in older adults: Results of a large cohort study. Obesity Facts. 2020;13(1):66-76.
• Anusruti A, Xuan Y, Gào X, Jansen EHJM, Laetsch DC, Brenner H, Schöttker B. Factors associated with high oxidative stress in patients with type 2 diabetes: a meta-analysis of two cohort studies. BMJ Open Diabetes Res Care. 2020 Feb;8(1):e000933. doi: 10.1136/bmjdrc-2019-000933.

Kurzlebenslauf