Effekt des oralen Glucose-Toleranztests auf die intrazelluläre Konzentration von Calcium und die Freisetzung von Sauerstoffradikalen in Lymphozyten

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde bei Patienten mit essentieller Hypertonie (n=24) und altersgleichen gesunden Kontrollpersonen (n=24) ein oraler Glucose- Toleranztest (OGTT) durchgeführt. Anschließend wurden die Veränderungen der Gefäßregulation sowie Veränderungen der intrazellulären Calcium-Konzentration und die Freisetzung von reaktiven Sauerstoffradikalen in Lymphozyten gemessen. Die Gefäßveränderungen in vivo wurden mittels digitaler Photoplethysmographie und durch die Bestimmung der Volumen-Pulswelle, charakterisiert durch den Reflective Index, dargestellt. Die Bestimmung der intrazellulären Konzentration von Calcium in Lymphozyten erfolgte in vitro durch den Calcium- sensitiven Farbstoff Fura 2 Acetoxymethylester. Hierbei kam das Verfahren der Fluorezenz-Spektrophotometrie zur Anwendung. Die Konzentrationen reaktiver Sauerstoffradikale wurden in vitro mithilfe des sensitiven Farbstoffes Lucigenin bestimmt. Resultate: Bei Patienten mit essentieller Hypertonie kam es zu einem signifikanten Abfall des Reflective Index eine Stunde und zwei Stunden nach OGTT (n=24, p<0,01). Im Gegensatz dazu ergab sich bei gesunden Kontrollpersonen keine signifikante Veränderung des Reflective Index während des oralen Glucose-Toleranztests. Die Bestimmungen der intrazellulären Calciumkonzentration ergaben signifikante Veränderungen bei Lymphozyten von Patienten mit essentieller Hypertonie: es kam zu einem signifikanten Anstieg des intrazellulären Calciums sowohl eine Stunde als auch zwei Stunden nach OGTT (n=24, p<0,01). In der gesunden Kontrollgruppe war der Zweistundenwert nach oraler Glucosebelastung signifikant erhöht (n=24, p<0,05). Die Vorgabe von Phorbol 12 myristate 13 - acetate in vitro führte bei Lymphozyten von Patienten mit essentieller Hypertonie zu einem signifikanten Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration eine Stunde nach OGTT und auch zwei Stunden nach OGTT (n=24, p<0,001). Im Gegensatz dazu war bei gesunden Kontrollpersonen der Phorbol 12 myristate 13 - acetate - induzierte Calcium-Einstrom nach OGTT nicht signifikant unterschiedlich. Auch die in - vitro Stimulation der Lymphozyten mit Insulin führte in der Patientengruppe zu einem signifikanten Anstieg des intrazellulären Calciums (n=24, p<0,05), wogegen sich in der gesunden Kontrollgruppe keine signifikanten Veränderungen ergaben. Sowohl Patienten mit essentieller Hypertonie als auch normotensive Kontrollpersonen reagierten auf die in - vitro - Gabe von Glucose mit einem signifikanten Anstieg des intrazellulären Calciums zwei Stunden nach OGTT (n = 48, p<0,01). Die Freisetzung reaktiver Sauerstoffradikale unter oraler Glucosebelastung war in keiner der Untersuchungsgruppen signifikant unterschiedlich im Vergleich zum Ausgangswert. Es konnte gezeigt werden, dass orale Glucosebelastung zu Veränderungen der Gefäßregulation und der intrazellulären Calcium - Homöostase sowohl bei Patienten mit essentieller Hypertonie als auch bei gesunden Kontrollpersonen führt.

Patients with essential hypertension (n=24) compared with healthy normotensive people (n=24) at the same age were administered an oral glucose tolerance test (OGTT) in order to investigate the effect of high glucose on cytosolic free calcium and superoxid anion production in human lymphocytes. Overmore, changes in peripher vascular reactivity influenced by the oral glucose tolerance test were analysed by digital photoplethysmography and the Reflective Index, a characteristic parameter of the pulsewave. Intracellular free calcium was determined by Ca2+ sensitive Fura 2 Acetoxymethylester and measured by fluorescence spectroscopy. Extracellular concentrations of superoxid anions were measured by the sensitive marcer Lucigenin. Results: Both 60 and 120 minutes after oral glucose stress the Reflective Index in patients was significantly reduced (n=24, p<0,01) but not in healthy people. The investigation of cytosolic free calcium in lymphocytes from patients with essential hypertonia revealed decisive changes: In patients lymphocytes a significant increase of intracellular free calcium could be determined as well as 60 minutes and 120 minutes after OGTT (n=24, p<0,01). In contrast, cytosolic Ca2+ significantly increased not until 120 minutes after oral glucose stress in normal lymphocytes (n=24, p<0,05). Whereas the addition of Phorbol 12 myristate 13 acetate caused a significant increase of intracellular Ca2+ in cells of patients with essential hypertonia (n=24, p<0,001), the Phorbol 12 myristate 13 acetate-induced calcium influx in normal lymphocytes was not significantly different from the starting results. Also, the in vitro-stimulation of lymphocytes from patients with essential hypertension with insuline led to a significant increase of cytosolic free calcium 120 minutes after glucose administration (n=24, p<0,05) contrary to the effect to cells from healthy people with no significant change of intracellular Ca2+. Both patients with essential hypertension and healthy normotensive controls responded similarly to the in vitro-stimulation of cells with glucose with a significant increase of cytosolic free calcium 120 minutes after OGTT (n = 48, p<0,01). Finally, the release of superoxid anions after oral glucose administration was not significantly different from the starting results in none of both investigated groups. In fact, no significant effect of OGTT on superoxid anion production in human lymphocytes was determined but striking increases of intracellular free calcium after oral glucose administration.