Validierung magnesiumsensitiver Gene als Biomarker für den intrazellulären Magnesiumstatus von Diabetes-mellitus-Typ-II-Patienten
Mensch & Buch (Verlag)
978-3-86387-321-9 (ISBN)
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Magnesium (Mg) ist das am häufigsten vorkommende intrazelluläre zweiwertige Kation im menschlichen Körper. Als Teil des Mg-ATP-Komplexes und als Kofaktor von mehr als 300 Enzymen ist Magnesium in nahezu alle intrazellulären Stoffwechselwege involviert. Die enge Regulation der intrazellulären Mg-Konzentration ist für die zelluläre Homöostase also von größter Bedeutung (Romani und Scarpa 2000). In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass Magnesium signifikant das Auftreten, die Entwicklung und den Verlauf von Diabetes mellitus Typ II beeinflusst (Barbagallo und Dominguez 2007). Durch die Beeinflussung der Tyrosin-Kinase-Aktivität des Insulin- Rezeptors und der Signaltransduktion auf der Post-Rezeptor-Ebene verbessert Magnesium Parameter der Blutzuckerkontrolle, wie HbA1c, Nüchternblutzucker und Insulin-Resistenz (Volpe 2008; Günther 2010). Zahlreiche epidemiologische Studien untersuchten das Diabetes-Risiko im Zusammenhang mit der Mg-Zufuhr und zeigten ein verringertes Risiko bei erhöhter Mg-Aufnahme (Yang et al. 1999; He et al. 2006). Für das Erreichen einer guten therapeutischen Wirksamkeit durch eine Supplementierung ist die Bestimmung des Mg- Status extrem wichtig. In der klinischen Praxis erfolgt routinemäßig die Messung der Gesamt-Mg-Konzentration im Plasma/Serum. Dieser Parameter ist neben der Mg- Bestimmung im 24 h Urin der einzig verfügbare Laborwert zur Bewertung des Mg-Status des Körpers. Eine niedrige Plasma-Mg-Konzentration ist ein zuverlässiger Marker für einen Mg- Mangel (Chaudhary et al. 2010). Allerdings kann trotz einer normalen Plasma-Mg- Konzentration ein Mg-Defizit innerhalb der Zelle auftreten, da durch das Entleeren intrazellulärer Speicher bzw. der des Knochens die Mg-Konzentration im Plasma relativ konstant gehalten wird (Vormann 2003). Darüber hinaus kann unter Stressbedingungen Magnesium aktiv aus der Zelle transportiert werden und dadurch eine intrazellulären Mg- Mangel verdecken (Romani und Maguire 2002). Daher wäre die Messung der freien intrazellulären Mg2+-Konzentration vorzuziehen, um Patienten mit einem Mg-Defizit zu identifizieren (Saris et al. 2000). Techniken zur intrazellulären Mg-Bestimmung sind jedoch zeitaufwendig, teuer und nicht im Praxisalltag anwendbar. Daher ist eine routinemäßige, klinische Methode zur Bestimmung von freiem intrazellulärem Mg2+ derzeit nicht verfügbar (Swaminathan 2003). In den letzten Jahren wurden mehrere Gene identifiziert, die für Mg-Transporter und / oder mögliche homöostatische Faktoren kodieren. Die in der vorliegenden Arbeit untersuchten Gene CNNM2, SLC41A1, SLC41A2, SLC41A3, TRPM6, TRPM7, MagT1, NIPA1 und N33 stellen eine Auswahl dar (Goytain und Quamme 2005; Goytain et al. 2007; Schlingmann et al. 2007; Kolisek et al. 2008; Zhou und Clapham 2009). Untersuchungen der Expression dieser Gene in der Zellkultur und bei Mäusen unter hypomagnesiämischen Bedingungen haben gezeigt, dass sich das Expressionsprofil dieser Gene veränderte. Somit könnte es möglich sein, dass ein zelluläres Mg-Defizit durch eine erhöhte Produktion einiger dieser Mg- Transporter bzw. homöostatischen Faktoren kompensiert wird (Goytain und Quamme 2005). Diese Beobachtungen haben zu der Hypothese geführt, dass die Expression solcher Mgsensitiven Gene als mögliche Marker zur Detektion eines intrazellulären Mg-Defizits verwendet werden können. Der erste Versuchsabschnitt diente der Überprüfung der Eignung möglicher magnesiumsensitiver Gene (Kandidatengene) als Biomarker. Dafür wurde ein In-vitro- Zellsystem erstellt. In den beiden humanen Zelllinien Jurkat und JVM-13 wurden die Expressionsraten der Kandidatengene in Abhängigkeit von der extrazellulären Mg- Konzentration bestimmt. Die untersuchten humanen Zelllinien stammten von Lymphozyten ab und stellen ein gutes Referenzmodel dar. Im zweiten Versuchsabschnitt sollte in einem In-vivo-Modell die Bestimmung der Expressionsrate des Gens CNNM2 zusätzlich zur Messung der Plasma-Mg-Konzentration und der intrazellulären freien Mg2+-Konzentration in Leukozyten von Patienten mit Diabetes mellitus Typ II erfolgen (Phase 1). Diese drei Parameter wurden dann in Korrelation zueinander gesetzt, um mögliche Zusammenhänge aufzudecken. Anschließend wurden ausgewählte Patienten über 30 Tage täglich mit 300 mg Magnesium supplementiert und eine erneute vergleichende Bestimmung der drei Parameter der ersten Phase der Studie durchgeführt (Phase 2).
| Sprache | deutsch |
|---|---|
| Einbandart | gebunden |
| Themenwelt | Veterinärmedizin |
| Schlagworte | Biomarker • Diabetes mellitus Typ II • Magnesium • magnesiumsensitive Gene • Supplementierung • Validierung |
| ISBN-10 | 3-86387-321-1 / 3863873211 |
| ISBN-13 | 978-3-86387-321-9 / 9783863873219 |
| Zustand | Neuware |
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