Abstract
Arteriel stivhed er et normalt aldersbetinget fænomen. Hos patienter med type 2 diabetes synes udviklingen af arteriel stivhed accelereret, hvilket kunne være årsagen til den forøgede incidens af kardiovaskulære sygdomme hos disse patienter. Ophobningen af kollagen og/eller nedbrydningen af elastin i den diabetiske arterievæg kunne ligge til grund for den arterielle stivhed hos patienter med type 2. Disse strukturelle ændringer mangler dog at blive undersøgt i humane arterier.
I det første studie var formålet derfor at identificere histologisk forandringer i den strukturelle sammensætning af ikke-atherosclerotisk arterievæv fra patienter med og uden type 2 diabetes. Arteriesnittene fra mammaria arterierne blev farvet for makrofager, elastin, kollagen og α smooth muscle actin, hvorefter vi målte området for kollagen og elastin og antallet af celler, der farves for α
smooth muscle actin, ved hjælp af histomorphometrisk analyser i lagene tunica intima, media og de luminale 30 μm af adventitia. De histologiske undersøgelser viste, at der ikke var nogen makrofag infiltreringer i de tre lag, og at der ikke var nogen forskel på de elastin farvede områder. Dog var antallet af celler i adventitia laget signifikant lavere hos patienter med diabetes, og kollagen farvningen viste et større farvet område i intima og media lagene hos type 2 diabetes patienter end for patienterne uden diabetes. Ydermere forholder det sig således, at størstedelen af patienter med type 2 diabetes bliver behandlet
med medikamentet metformin. Udover at have en glukose sænkende effekt menes det ligeledes at påvirke det kardiovaskulære system positivt. For at undersøge hvilke komponenter af arterievæggen metformin influerer på, besluttede vi os for at lave en kvantitative proteom analyse i det andet studie.
Studie II og studie I er foretaget på det samme patient materiale. Denne gang blev der brugt et enkelt vævssnit til proteom undersøgelsen. Resultaterne fra dette forsøg viste, at mængden af kollagen type IV blandt andet var forøget hos patienter med type 2 diabetes sammenlignet med patienter uden diabetes.
De viste ligeledes, at metformin havde en normaliserende effekt på den arterielle protein sammensætning hos patienter med type 2 diabetes.
For at se nærmere på den accelererede udvikling af arteriel stivhed hos patienter med type 2 diabetes besluttede vi at undersøge rygningens og calpain-1´s betydning for elastin nedbrydningen. Flere studier har vist, at rygning påvirker den arterielle stivhed, mens andre studier peger mod, at cystein proteasen
calpian-1 øger mængden af matrix metalloproteinasen 2 (MMP-2), som nedbryder bl.a. elastin. Vores hypotese i studie III gik både ud på, at calpain-1 kunne være forøget hos patienter med type 2 diabetes, hvorved den vil føre til forøget kollagen indhold, forøget MMP-2 og reduceret elastin i arterierne, og at
rygning kunne have en indvirkning på mængden af disse molekyler. Niveauet af MMP-2, calpain-1 og actin α smooth muscle blev målt ved hjælp af western blotting i mammaria arterier fra patienter med og uden diabetes. De tilovers blivende vævs rester blev derefter hydrolyseret for at måle elastin fragmentet
desmosine med liquid chromatography og mass spectrometry (LC-MS), mens kollagen indholdet blev målt ved brug af et hydroxyproline assay. Resultaterne viste, at diabetes ikke påvirkede mængden af calpain-1, MMP-2, desmosine og hydroxyproline i den human arterie væg, mens mængden af desmosine var nedsat i arterier fra ryger og tidligere rygere sammenlignet med ikke rygere.
Et andet protein der ligeledes er involveret i den strukturelle sammensætning af arterievæggen er lysyl oxidase (LOX), som krydsbinder henholdsvis elastin og kollagen. Forskellige undersøgelser har vist, at diabetes kunne øge mængden af LOX, hvilket ligeledes er blevet vist for MMP-2. Hvis dette skulle være sandt, ville vi antage at LOX kunne øge krydsbindingen af kollagen, mens MMP-2 øgede
nedbrydningen af elastin i patienter med type 2 diabetes. Derfor bestemte vi os i studie IV, at undersøge om niveauet af MMP-2 og LOX var forbundet med kliniske parametre for kardiovaskulære sygdomme i blodprøver fra en kohorte af type 2 diabetes patienter ved brug af Elisa. Resultaterne for denne undersøgelse viste, at vi ikke kunne finde en sammenhæng mellem MMP-2, LOX og parametre
for kardiovaskulære sygdomme. Dog fandt vi en stærk korrelation mellem MMP-2 og fibulin-1, en ny markør for arteriel stivhed og kardiovaskulære sygdomme hos diabetes.
I det første studie var formålet derfor at identificere histologisk forandringer i den strukturelle sammensætning af ikke-atherosclerotisk arterievæv fra patienter med og uden type 2 diabetes. Arteriesnittene fra mammaria arterierne blev farvet for makrofager, elastin, kollagen og α smooth muscle actin, hvorefter vi målte området for kollagen og elastin og antallet af celler, der farves for α
smooth muscle actin, ved hjælp af histomorphometrisk analyser i lagene tunica intima, media og de luminale 30 μm af adventitia. De histologiske undersøgelser viste, at der ikke var nogen makrofag infiltreringer i de tre lag, og at der ikke var nogen forskel på de elastin farvede områder. Dog var antallet af celler i adventitia laget signifikant lavere hos patienter med diabetes, og kollagen farvningen viste et større farvet område i intima og media lagene hos type 2 diabetes patienter end for patienterne uden diabetes. Ydermere forholder det sig således, at størstedelen af patienter med type 2 diabetes bliver behandlet
med medikamentet metformin. Udover at have en glukose sænkende effekt menes det ligeledes at påvirke det kardiovaskulære system positivt. For at undersøge hvilke komponenter af arterievæggen metformin influerer på, besluttede vi os for at lave en kvantitative proteom analyse i det andet studie.
Studie II og studie I er foretaget på det samme patient materiale. Denne gang blev der brugt et enkelt vævssnit til proteom undersøgelsen. Resultaterne fra dette forsøg viste, at mængden af kollagen type IV blandt andet var forøget hos patienter med type 2 diabetes sammenlignet med patienter uden diabetes.
De viste ligeledes, at metformin havde en normaliserende effekt på den arterielle protein sammensætning hos patienter med type 2 diabetes.
For at se nærmere på den accelererede udvikling af arteriel stivhed hos patienter med type 2 diabetes besluttede vi at undersøge rygningens og calpain-1´s betydning for elastin nedbrydningen. Flere studier har vist, at rygning påvirker den arterielle stivhed, mens andre studier peger mod, at cystein proteasen
calpian-1 øger mængden af matrix metalloproteinasen 2 (MMP-2), som nedbryder bl.a. elastin. Vores hypotese i studie III gik både ud på, at calpain-1 kunne være forøget hos patienter med type 2 diabetes, hvorved den vil føre til forøget kollagen indhold, forøget MMP-2 og reduceret elastin i arterierne, og at
rygning kunne have en indvirkning på mængden af disse molekyler. Niveauet af MMP-2, calpain-1 og actin α smooth muscle blev målt ved hjælp af western blotting i mammaria arterier fra patienter med og uden diabetes. De tilovers blivende vævs rester blev derefter hydrolyseret for at måle elastin fragmentet
desmosine med liquid chromatography og mass spectrometry (LC-MS), mens kollagen indholdet blev målt ved brug af et hydroxyproline assay. Resultaterne viste, at diabetes ikke påvirkede mængden af calpain-1, MMP-2, desmosine og hydroxyproline i den human arterie væg, mens mængden af desmosine var nedsat i arterier fra ryger og tidligere rygere sammenlignet med ikke rygere.
Et andet protein der ligeledes er involveret i den strukturelle sammensætning af arterievæggen er lysyl oxidase (LOX), som krydsbinder henholdsvis elastin og kollagen. Forskellige undersøgelser har vist, at diabetes kunne øge mængden af LOX, hvilket ligeledes er blevet vist for MMP-2. Hvis dette skulle være sandt, ville vi antage at LOX kunne øge krydsbindingen af kollagen, mens MMP-2 øgede
nedbrydningen af elastin i patienter med type 2 diabetes. Derfor bestemte vi os i studie IV, at undersøge om niveauet af MMP-2 og LOX var forbundet med kliniske parametre for kardiovaskulære sygdomme i blodprøver fra en kohorte af type 2 diabetes patienter ved brug af Elisa. Resultaterne for denne undersøgelse viste, at vi ikke kunne finde en sammenhæng mellem MMP-2, LOX og parametre
for kardiovaskulære sygdomme. Dog fandt vi en stærk korrelation mellem MMP-2 og fibulin-1, en ny markør for arteriel stivhed og kardiovaskulære sygdomme hos diabetes.
| Bidragets oversatte titel | Ændringer i den strukturelle og biokemiske sammensætning af arterievæggen hos patienter med type 2 diabetes |
|---|---|
| Originalsprog | Engelsk |
| Udgiver | |
| Status | Udgivet - 2014 |