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Influence of a dietary intervention on oxidative DNA damage in non-insulin-dependent Diabetes mellitus type 2
Christiane Schiermayr
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Karl-Heinz Wagner
DOI
10.25365/thesis.16210
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29260.78029.919164-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Am Institut für Ernährungswissenschaften in Wien wurde eine randomisierte Interventionsstudie durchgeführt, um den Einfluss einer Ernährungsintervention auf das Ausmaß an oxidativen Schäden bei T2DM zu messen.
Für die Studie Diaplant wurden 41 nicht-insulinpflichtige und 35 Insulinpflichtige T2DM Probanden (gesamt 76 T2DM), 12 Teilnehmer mit erhöhter Nüchternblutglukose sowie 11 Gesunde rekrutiert und zufällig zwei Gruppen zugewiesen. Die Kontrollgruppe erhielt Information über die positiven Eigenschaften von Antioxidantien und mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Die Interventionsgruppe konsumierte täglich 300 g gemischtes Gemüse und 25 ml Pflanzenöl und wurde angewiesen das Ernährungsverhalten oder den Lebensstil während der gesamten Studie nicht zusätzlich zu ändern. Um das Ausmaß an DNA–Schäden zu messen, wurde zu Beginn der Studie, nach 4 Wochen, nach 8 Wochen sowie nach insgesamt 16 Wochen (nach Rückkehr zur normalen Essensgewohnheit) Blut abgenommen. Aus dem Frischblut wurden die Lymphozyten isoliert, und für die Detektion von DNA Strangbrüchen mittels Comet Assay herangezogen. Neben dem Gehalt an Einzel und Doppelstrangbrüchen wurden auch oxidierter Basen (Purin und Pyrimidin) und die Widerstandsfähigkeit der Lymphozyten gegenüber Wasserstoffperoxid gemessen.
Um einen genaueren Einblick darstellen zu können, wurden mögliche Einflussparameter wie Nüchternblutglukose, Triglyzeride, Alter, ß-Carotinoide und Lutein welche vermehrten Einfluss auf den Gehalt von DNA-Schäden haben können, in die statistische Auswertung mit einbezogen. Wir konnten zeigen, dass der tägliche Konsum von hochwertigem Pflanzenöl und Gemüse, reich an Vitaminen und Antioxidantien bei T2DM zu einer Reduktion des Ausmaßes an oxidativen DNA-Schäden führt. Die Intervention zeigte eine signifikante Reduktion an DNA-Schäden im Gesamtkollektiv nach 8 Wochen und in der Gruppe der NIDDM Probanden bereits nach 4 Wochen im Vergleich zum Ausgangswert vor Beginn der Intervention. Eine leichte, aber nicht signifikante Steigerung der Resistenz gegenüber Wasserstoffperoxid konnte im Gesamtkollektiv gemessen werden. Der Gehalt an oxidierten Basen änderte sich während der Intervention nicht. Es wurden keine signifikanten Änderungen bezüglich der untersuchten Parameter und Veränderungen der DNA-Schäden in der Kontrollgruppe festgestellt. Bei schlecht eingestellten Probanden mit einem HbA1c von > 7% wurde bereits nach kurzer Interventionsperiode eine signifikante Abnahme der DNA-Schäden erzielt im Vergleich zu Beginn der Studie. Gut eingestellte T2DM Probanden mit einem HbA1c von ≤ 7% zeigten erst nach längerer Interventionszeit von 8 Wochen eine signifikante Reduktion. Signifikante Korrelationen zwischen ∆ HbA1c und ∆ DNA Schaden zeigten, dass eine Verbesserung der Blutzuckerwerte zu einer Reduktion der DNA-Schäden führen kann. Eine signifikante Abnahme von DNA-Schäden konnte auch bei NIDDM Probanden mit erhöhter Nüchtern-Blutglukose-Konzentration > 6.2 mmol/l bereits nach 4 Wochen und fortwehrend nach 8 Wochen gemessen werden. Eine leichte, aber nicht signifikante Reduktion wurde bei NIDDM Probanden mit erhöhter Konzentration an Triglyzeriden > 1.2 mmol/ festgestellt. Auch bei älteren Studienteilnehmern ≥ 60 Jahre mit NIDDM wurde eine Reduktion an oxidativen DNA-Schäden bereits nach 4 Wochen und noch weiter nach 8 Wochen im Vergleich zum Ausgangswert vor Beginn der Intervention erzielt. Studienteilnehmer < 60 Jahren zeigten keine signifikanten Entwicklungen während der Ernährungsintervention. Die Intervention führte im Plasma zu einem erhöhten Anstieg von α-, ß-Carotinoide, Lutein und γ- Tocopherol. Während die Interventionsgruppe im gesamten keine signifikanten Korrelationen zwischen dem Anstieg der Vitaminkonzentration im Plasma und der Reduktion von DNA Schäden zeigte, wurde bei Probanden mit NIDDM eine signifikante Korrelation zwischen ∆ Lutein und ∆ Lyse gemessen. Zwischen ∆ ß-Carotin und oxidativen DNA-Schaden konnte ein Trend eines Zusammenhangs festgestellt werden (P <0,06).
Zusammenfassend, konnte im Rahmen dieser Studie gezeigt werden, dass eine Ernährungsintervention mit Gemüse und hochwertigem Pflanzenöl positiven Einfluss auf oxidative DNA Schäden bei T2DM hat.
Abstract
(Englisch)
At the Department of Nutritional Sciences in Vienna, a randomized controlled intervention study was performed to measure the impact of a nutritional intervention on the levels of oxidative damage in T2DM. For the DIAPLANT study three physicians working at Vienna Health Centre South recruited 76 T2DM subjects (41 non-insulin-dependent (NIDDM) subjects and 35 insulin dependent T2DM subjects (IDDM-T2)), 12 subjects with impaired fasting plasma glucose and 11 healthy subjects. The participants were randomly assigned to the control or intervention group. The control group received detailed nutritional information about the protective effects of antioxidants and the benefits of polyunsaturated fatty acids. The intervention group received 300 g mixed vegetables and 25 ml plant oil per day. The subjects were requested not to make any additional changes in dietary habits and lifestyle during the study period. Blood samples were taken to measure the amount of the DNA damage at baseline, after 4 weeks, after 8 weeks and after 16 weeks (after returning to normal eating habits). Oxidative DNA damage was measured in lymphocytes by using comet assay. By using this method, not only single and double strand breaks, but also oxidised bases (purine and pyrimidine) and resistance to H2O2-induced DNA damage was measured. In order to display a more accurate view, possible influencing parameters such as fasting blood glucose, triglycerides, age, ß-carotene and lutein which have increased influence on the level of DNA damage, were included in the statistical evaluation of results.
The results show that the daily consumption of vegetables and high-quality plant oil rich in vitamins and antioxidants leads to decreased levels of oxidative DNA damage compared to the measurements before the start of the trial in T2DM subjects. The intervention showed significantly decreased levels of DNA damage in the total study group after 8 weeks and in NIDDM subjects also after 4 weeks in comparison to baseline. A slight but not significant increase in the resistance to H2O2-induced DNA damage was also found in the total study group. Levels of oxidised bases did not change significantly during the intervention. There were no significant changes in any marker of oxidative DNA damage in the control group. Furthermore we could show that HbA1c has a significant impact on DNA damage. Poor controlled volunteers with HbA1c > 7% had significantly lower levels of DNA damage after 4 and 8 weeks of intervention in comparison to baseline. Better controlled subjects with HbA1c < 7% displayed significant reductions after 8 weeks of intervention. Significant correlations between better glucose control and oxidative DNA damage underscore the association between these two parameters. We also measured significant decreased levels of oxidative DNA damage in NIDDM subjects with fasting plasma glucose > 6.2 mmol/l after 4 weeks and 8 weeks of intervention. DNA damage tended to decrease in NIDDM subjects with triglyceride concentrations > 1.2 mmol/l. In elderly subjects ≥ 60 years significant lower levels of oxidative DNA damage were measured after 4 weeks and they decreased even more after 8 weeks of consumption when compared to baseline. Participants with NIDDM < 60 years showed no significant changes during the intervention. The intervention led to significant increased concentrations in α-, ß-carotene, lutein and γ-tocopherol in plasma. The results showed no significant associations between changes in vitamin concentrations and changes in the levels of DNA damage in the intervention group. But NIDDM subjects displayed a significant association between ∆ lutein and ∆ oxidative DNA damage after the intervention period.
In conclusion, the results of our study showed that a diet rich in antioxidants and polyunsaturated fatty acids from natural source has positive impact on levels of oxidative DNA damage in subjects with T2DM.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
diabetes mellitus type 2 intervention study comet assay oxidative DNA damage non-insulin dependent
Schlagwörter
(Deutsch)
Diabetes mellitus typ 2 Interventionsstudie Comet Assay oxidativer DNA Schaden
Autor*innen
Christiane Schiermayr
Haupttitel (Englisch)
Influence of a dietary intervention on oxidative DNA damage in non-insulin-dependent Diabetes mellitus type 2
Paralleltitel (Deutsch)
Einfluss einer Ernährungsintervention auf oxidative DNA Schäden bei Nicht-insulinpflichtigen Diabetikern Typ 2
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
95
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Karl-Heinz Wagner
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten
AC Nummer
AC08805618
Utheses ID
14545
Studienkennzahl
UA | 474 | | |