Η συγκέντρωση της χοληστερόλης στην κυτταρική μεμβράνη των ερυθροκυττάρων και οι διαφορές της μεταξύ νεαρών και γηραιών κυττάρων σε υγιή και διαβητικά άτομα

Abstract

The present study consists of two parts. Firstly twenty-seven healthy controls (15 men, 12 women) and 27 diabetic patients (20 men, 7 women/ 6 type 1, 21 type 2) were studied. In all subjects serum total cholesterol, triglycerides, HDL- cholesterol and LDL-cholesterol, as well as erythrocyte membrane cholesterol content (EMCC) were measured. In the second part 10 controls (8 men, 2 women) and 10 diabetics (8 men, 2 women/ 3 type 1, 7 type 2) were included. In those subjects a separation of the erythrocytes according to their age by ultracentrifugation was performed and the EMCC, the MCV and the MCHC were measured in samples of young and old cells. We found that: 1) There was no significant difference of EMCC between diabetics and controls (45,51 ± 7,56 vs. 44,62 ± 6,61 mg/1012 RBC, p=0,65), type 2 and type 1 diabetics (44,32 ± 6,10 vs. 45,68 ± 8,73 mg/1012 RBC, p=0,67) or men and women, either controls (45,69 ± 8,25 vs. 45,28 ± 6,96 mg/1012 RBC, p=0,89) or diabetics (44,30 ± 6,25 vs. 45,53 ± 8,01 mg/1012 RBC, p=0,68). 2) Total serum cholesterol / EMCC ratio did not differ between the above mentioned groups (5,2Q ± 1,57 vs. 4,70 ± 1,26, p=0,20) 3) EMCC values of controls did not correlate significantly to either of the lipidaemic parameters studied, while those of diabetics were significantly correlated to LDL-cholesterol (r=0,427, p=0,02). 4) Total serum cholesterol / EMCC ratio was significantly correlated to LDL- cholesterol in the controls (r=0,832, p<0,001) and to LDL-cholesterol (r=0,728, p<0,001) and triglycerides (r=0,511, p=0,006) in diabetics. 5) Serum lipid levels significantly differ between diabetics and controls as regards to the HDL-cholesterol (37,52 ± 10,57 vs. 45,00 ± 13,96 mg/dl, p=0,031). Type 2 diabetics had higher triglycerides values than those of type 1 (157,14161,68 vs. 87,83131,21 mg/dl, p=0,014). 6) EMCC values of young erythrocytes in the controls were significantly higher than of the old ones (53,47 ± 4,16 vs. 46,58 ± 4,91 mg/1012 RBC, p=0,001). In the diabetics EMCC of young erythrocytes was also higher than that of the old, but the difference was of uncertain significance (47,7613,79 vs. 43,66 + 8,43 mg/1012 RBC, p=0,066). 7) EMCC values of young erythrocytes were significantly higher in the controls than in the diabetics (p=0,005). On the contrary, there was no difference regarding the old erythrocytes of the two groups. 8) MCV values of young erythrocytes were significantly higher than those of the old ones both in the controls (94,96 + 3,88 vs 86,23 + 4,11 fl, p<0,001) and the diabetics (89,93 + 5,57 vs. 84,90 + 4,37 fl, p<0,001). The MCV of young erythrocytes was significantly higher in the controls than in the diabetics (p=0,03). On the contrary, there was no difference between the MCV of old erythrocytes of the two groups. (p=0,49). 9) MCHC values of young erythrocytes were significantly lower than those of the old ones both in the controls (30,40 + 1,29 vs. 33,58 + 1,85 g/dl, p<0,001) and the diabetics (32,49 + 1,36 vs. 35,01 + 2,09 g/dl, p=0,003). The MCHC of young erythrocytes was significantly lower in the controls than in the diabetics (p=0,002). On the contrary, there was no difference between the MCHC of old erythrocytes of the two groups (p=0,12). Our findings show a clear difference between diabetics and controls as regards to EMCC, MCV and MCHC in young erythrocytes, although there is no such difference regarding EMCC of the total erythrocyte population. Since the EMCC, the MCV and the MCHC are gradually changing to a constant direction during the erythrocyte life-span (as was shown by the difference in its values between young and old erythrocytes of the same subject) their values can be regarded as an index of cell senescence. So our findings suggest that diabetic erythrocytes possibly enter the circulation already partially “senescent” as compared to their homologous cells of healthy subjects.

Η παρούσα εργασία αποτελείται από δύο μέρη. Στο πρώτο μελετήθηκαν 27 υγιείς μάρτυρες (15 άνδρες, 12 γυναίκες) και 27 διαβητικοί ασθενείς (20 άνδρες, 7 γυναίκες). Έξι (6) από τους ασθενείς έπασχαν από διαβήτη τύπου 1 και 21 από τύπου 2. Σε όλα τα μελετηθέντα άτομα μετρήθηκαν η χοληστερόλη, τα τριγλυκερίδια, η HDL-χοληστερόλη και η LDL-χοληστερόλη του ορού καθώς και η συγκέντρωση χοληστερόλης στην κυτταρική μεμβράνη των ερυθροκυττάρων (ΧΚΜΕ). Στο δεύτερο μέρος μελετήθηκαν 10 μάρτυρες (8 άνδρες και 2 γυναίκες) και 10 διαβητικοί (8 άνδρες και 2 γυναίκες, 7 τύπου 2 και 3 τύπου 1). Σε αυτούς έγινε διαχωρισμός των ερυθροκυττάρων αναλόγως της ηλικίας τους με υπερφυγοκέντρηση και ελήφθησαν δείγματα νεαρών και γηραιών ερυθροκυττάρων από κάθε άτομο, όπου μετρήθηκε η ΧΚΜΕ, ο MCV και η MCHC. Διαπιστώθηκε ότι:1) Οι τιμές της ΧΚΜΕ δεν διέφεραν α) μεταξύ μαρτύρων και διαβητικών (45,51 ± 7,56 έναντι 44,62 ± 6,61mg/1012 ερυθρά, p=0,65) β) μεταξύ διαβητικών τύπου 2 και τύπου 1 (44,32 ± 6,10 έναντι 45,68 ± 8,73 mg/1012 ερυθρά, p=0,67) γ) μεταξύ ανδρών και γυναικών μαρτύρων (45,69 ± 8,25 έναντι 45,28 ± 6,96mg/1012 ερυθρά, p=0,89) δ) μεταξύ ανδρών και γυναικών διαβητικών (44,30 ± 6,25 έναντι 45,53 ± 8,01mg/1012 ερυθρά, p=0,68). 2) Ο λόγος χοληστερόλης ορού προς ΧΚΜΕ δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ μαρτύρων και διαβητικών (5,20 ± 1,57 έναντι 4,70 ± 1,26, p=0,20). 3) Οι τιμές της ΧΚΜΕ στους μάρτυρες δεν παρουσίαζαν στατιστικά σημαντική συσχέτιση με καμία από τις λιπιδαιμικές παραμέτρους του ορού. Στους διαβητικούς οι τιμές της ΧΚΜΕ παρουσίαζαν θετική συσχέτιση με την LDL- χοληστερόλη (r=0,427, p=0,02). 4) Ο λόγος ολικής χοληστερόλης ορού προς ΧΚΜΕ παρουσίαζε στους μάρτυρες στατιστικά σημαντική συσχέτιση με την LDL-χοληστερόλη (r=0,832, p<0,001), ενώ στους διαβητικούς με την LDL-χοληστερόλη (r=0,728, p<0,001) και με τα τριγλυκερίδια (r=0,511, p=0,006). 5) Σε ότι αφορά τα λιπίδια του ορού, στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ διαβητικών και μαρτύρων υπήρχε μόνο ως προς την HDL-χοληστερόλη (37,52 ± 10,57 έναντι 45,00 ± 13,96 mg/dl, p=0,031). Οι διαβητικοί τύπου 2 παρουσίαζαν σημαντικά υψηλότερες τιμές τριγλυκεριδίων σε σχέση με τους διαβητικούς τύπου 1 (157,14 ± 61,68 έναντι 87,83 ± 31,21 mg/dl, p=0,014). 6) Η ΧΚΜΕ των νεαρών ερυθροκυττάρων στους μάρτυρες ήταν σημαντικά υψηλότερη από ότι αυτή των γηραιών (53,47 ± 4,16 έναντι 46,58 ± 4,91 mg/1012 ερυθρά, p=0,001). Στους διαβητικούς η ΧΚΜΕ των νεαρών ερυθροκυττάρων ήταν επίσης υψηλότερη απ’ ότι των γηραιών, αλλά η διαφορά ήταν αμφίβολης σημαντικότητας (47,76 ± 3,79 έναντι 43,66 ± 8,43 mg/1012 ερυθρά, p=0,066). 7) Η ΧΚΜΕ των νεαρών ερυθροκυττάρων ήταν σημαντικά υψηλότερη στους μάρτυρες απ’ ότι στους διαβητικούς ασθενείς (ρ=0,005). Αντίθετα δεν διέφεραν οι τιμές στα γηραιά ερυθροκύτταρα των δύο ομάδων (p=0,36). 8) Ο μέσος όγκος ερυθρών (MCV) των νεαρών ερυθροκυττάρων ήταν σημαντικά υψηλότερος από ότι αυτός των γηραιών τόσο στους μάρτυρες (94,96 ± 3,88 έναντι 86,23 ± 4,11 fl, p<0,001) όσο και στους διαβητικούς (89,93 ± 5,57 έναντι 84,90 ± 4,37 fl, p<0,001). Ο MCV των νεαρών ερυθροκυττάρων ήταν σημαντικά υψηλότερος στους μάρτυρες απ’ ότι στους διαβητικούς ασθενείς (p=0,03). Αντίθετα δεν διέφεραν οι τιμές στα γηραιό ερυθροκύτταρα των δύο ομάδων (p=0,49). 9) Η μέση συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης ανά ερυθροκύτταρο (MCHC) των νεαρών ερυθροκυττάρων ήταν στατιστικά σημαντικά μικρότερη από ότι αυτή των γηραιών τόσο στους μάρτυρες (30,40±1,29 έναντι 33,58±1,85 g/dl, p<0,001) όσο και στους διαβητικούς (32,49±1,36 έναντι 35,01 ± 2,09 g/dl, p=0,003). Η MCHC των νεαρών ερυθροκυττάρων ήταν σημαντικά μικρότερη στους μάρτυρες απ’ ότι στους διαβητικούς ασθενείς (p=0,002). Αντίθετα δεν διέφεραν οι τιμές στα γηραιό ερυθροκύτταρα των δύο ομάδων (p=0,12). Από τα ευρήματά μας προκύπτει ότι μολονότι δεν διαφέρει η συγκέντρωση της χοληστερόλης στην κυτταρική μεμβράνη του συνολικού πληθυσμού των ερυθροκυττάρων μεταξύ μαρτύρων και διαβητικών ασθενών, υπάρχει ωστόσο σαφής διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων αν εξετασθούν χωριστά τα νεαρής ηλικίας ερυθροκύτταρα. Ανάλογα ευρήματα υπάρχουν με το MCV και τη MCHC. Δοθέντος ότι οι τρεις αυτές παράμετροι μεταβάλλονται προοδευτικά προς μια σταθερή κατεύθυνση κατά τη διάρκεια της ζωής του ερυθροκυττάρου - όπως προκύπτει σαφώς και από τις διαφορές τιμών που διαπιστώθηκαν μεταξύ νεαρών και γηραιών ερυθροκυττάρων του ίδιου ατόμου - οι τιμές τους αποτελούν δείκτες του βαθμού γήρανσης του κυττάρου. Υπό την έννοια αυτή τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι τα ερυθροκύτταρα των διαβητικών εισέρχονται στην κυκλοφορία ενδεχομένως ήδη έως ένα βαθμό «γηρασμένα» σε σύγκριση με εκείνα των φυσιολογικών ατόμων.

In dieser Studie untersuchten wir 27 gesunde Probanden (15 Männer, 12 Frauen) und 27 Diabetiker (20 Männer, 7 Frauen / 6 Typ 1, 21 Typ 2). Bei allen wurden Gesamtcholesterin, HDL-Cholesterin, LDL-Cholesterin und Triglyzeride, sowie der Cholesteringehalt der Zellmembran der Erythrozyten (CME), gemessen. In weiteren 10 Gesunden (8 Männern und 2 Frauen) und 10 Diabetikern (8 Männern, 2 Frauen / 3 Typ 1, 7 Typ 2) wurde eine Separation der Erythrozyten in Bezug auf ihr Alter mittels Ultrazentrifugierung durchgeführt und der CME, das MCV und die MCHC in Proben von jungen und älteren Erythrozyten separat gemessen. Ergebnisse: 1) Es wurde kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Werten des CME von Gesunden und Diabetikern (45,51 ± 7,56 vs. 44,62 ± 6,61 mg/1012 RBC, p=0,65), Typ 2 und Typ 1 Diabetikern (44,32 ± 6,10 vs. 45,68 ± 8,73 mg/1012 RBC, p=0,67) und Männer und Frauen, entweder Gesunden (45,69 ± 8,25 vs. 45,28 ± 6,96mg/1012 RBC, p=0,89) oder Diabetikern (44,30 ± 6,25 vs. 45,53 ± 8,01 mg/1012 RBC, p=0,68) festgestellt. 2) Zwischen den beiden Gruppen gab es auch keinen signifikanten Unterschied bei Berechnung des Verhältnisses des Gesamtcholesterins: CME (5,20 ± 1,57 vs. 4,70 ± 1,26, p=0,20). 3) Bei Gesunden bestand keine statistisch signifikante Korrelation zwischen den Werten des CME und des Gesamt-, LDL-oder HDL-Cholesterins oder der Triglyzeride im Plasma. Bei Diabetikern korrelierte der Wert des CME mit dem des LDL-Cholesterins (r=0,427, p=0,02). 4) Das Verhältnis Gesamtcholesterin: CME korrelierte mit LDL-Cholesterin bei Gesunden (r=0,832, p<0,001) und mit LDL-Cholesterin (r=0,728, p<0,001) und Triglyzeride (r=0,511, p=0,006) bei Diabetikern. 5) Was die Plasmalipid- und Lipoproteinkonzentrationen von Diabetikern und Gesunden betrifft, unterschieden sich nur die HDL-Cholesterinwerte (37,52 ± 10,57 vs. 45,00 ± 13,96 mg/dl, p=0,031). Die Triglyzeride im Plasma lagen wesentlich höher bei Typ 2 als bei Typ 1 Diabetikern (157,14 ± 61,68 vs. 87,83 ± 31,21 mg/dl, p=0,014). 6) Die Werte des CME der jüngeren Erythrozyten bei Gesunden lagen signifikant höher als die der älteren Erythrozyten (53,47 ± 4,16 vs. 46,58 ± 4,91 mg/1012 RBC, p=0,001). Bei Diabetikern war der entsprechende Unterschied statistisch nicht signifikant (47,76 ± 3,79 vs. 43,66 ± 8,43 mg/1012 RBC, p=0,066). 7) Es bestand ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Werten des CME der jüngeren Erythrozyten von Gesunden und Diabetikern (p=0,005). Im Gegensatz dazu, gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen den entsprechenden Werten der älteren Erythrozyten. 8) Die Werte des MCV der jüngeren Erythrozyten lagen signifikant höher als die der älteren Erythrozyten, sowohl bei Gesunden (94,96 ± 3,88 vs. 86,23 ± 4,11 fl, p<0,001), als auch bei Diabetikern (89,93 ± 5,57 vs. 84,90 ± 4,37 fl, p<0,001). Jüngere Erythrozyten von Gesunden zeigten signifikant höhere MCV-Werte als jüngere Erythrozyten von Diabetikern (p=0,03), während die entsprechenden Werte der älteren Erythrozyten von Gesunden und Diabetikern sich nicht unterschieden. 9) Ähnliche Unterschiede wurden auch die Werte der MCHC betreffend festgestellt. Ein statistisch signifikanter Unterschied wurde zwischen den Werten der MCHC von jüngeren und älteren Erythrozyten, sowohl bei Gesunden (30,40 ± 1,29 vs. 33,58 ± 1,85 g/l, p<0,001), als auch bei Diabetikern (32,49 ± 1,36 g/l vs. 35,01 ± 2,09 g/l, p=0,003). Der Wert der MCHC der jüngeren Erythrozyten war signifikant kleiner bei Gesunden als bei Diabetikern (p=0,002), während der entsprechende Wert der älteren Erythrozyten keinen Unterschied zwischen Gesunden und Diabetikern zeigte. Unsere Ergebnisse stellen einen klaren Unterschied des Gehalts an Cholesterin der Zellmembran der jüngeren Erythrozyten von Gesunden und Diabetikern dar, obwohl es kein solcher Unterschied besteht, wenn der mittlere Cholesteringehalt der Membrane der gesamten Erythrozytenpopulation gemessen wird. Ähnliche Unterschiede wurden auch bei den Werten des MCV und des MCHC festgestellt. Da sich diese drei Parameter ständig während der Lebensdauer des Erythrozyten in dieselbe Richtung ändern (dieses wird auch in unserer Studie durch ihren Unterschied zwischen den jüngeren und älteren Erythrozyten desselben Individuums gezeigt), können sie für Indexe des Alters der Zelle gehalten werden. In diesem Zusammenhang unterstützen unsere Ergebnisse die Ansicht, daß die Erythrozyten von Diabetikern vielleicht schon zur Zeit des Eintritts in die Zirkulation teilweise „veraltet“ im Vergleich zu den entsprechenden von Gesunden sind.