Parameter des oxidativen Stresses bei Blutspendern

Abstract

Oxidativer Stress ist definiert als die Verschiebung des Gleichgewichts zwischen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Antioxidantien zugunsten der ROS. Ein Zusammenhang zwischen erhöhtem oxidativem Stress und verschiedenen Erkrankungen wird angenommen. Die Frage ob Interventionen zur Senkung des oxidativen Stresses das Mortalitätsrisiko senken ist Gegenstand der Forschung. Blutspender stellen eine für Interventionsstudien gut geeignete Population dar. Als Vorbereitung für geplante Interventionsstudien zur Beeinflussung des oxidativen Stresses wurde der oxidative/antioxidative Status von 488 konsekutiven Blutspendern (57,6% Männer, 44,3% Raucher, mittleres Alter 32 ± 11,7 Jahre) aus der Blutspendeeinrichtung des Instituts für Transfusionsmedizin der Charité Campus Mitte deskriptiv analysiert. Es wurden die Konzentrationen folgender Parameter in Blutproben bestimmt: Vitamin A, Vitamin E, Zink, Selen, die antioxidativen Kapazität wasserlöslicher Substanzen (ACW), Lipidhydroperoxide (LPO) und reaktive Sauerstoffmetaboliten (ROM, reactive oxygen metabolites). Vitamin A liegt bei den untersuchten Blutspendern deutlich über dem Referenzbereich, während Selen und LPO im Vergleich zu Nicht-Blutspendern vermindert sind. Sowohl Zink als auch ACW sind bei den männlichen im Vergleich zu den weiblichen Blutspendern erhöht, während ROM bei den männlichen Blutspendern signifikant erniedrigt ist. Insgesamt scheinen die männlichen Blutspender damit ein günstigeres antioxidatives Profil zu besitzen. Im Gegensatz dazu haben allerdings die weiblichen Blutspender signifikant geringere LPO-Konzentrationen. Männliche rauchende Blutspendern zeigen signifikant niedrigere Vitamin A-Werte. Raucher beider Geschlechter haben verminderte Selenkonzentrationen. Entgegen der theoretischen Erwartungen haben Raucher signifikant niedrigere ROM-Werte als die Nichtraucher. Bei Aufteilung der Daten nach Geschlechtern zeigt sich ein gegensätzliches Verhalten bei Männern und Frauen. Während ROM bei Rauchern erhöht sind, sind sie bei Raucherinnen vermindert. Frauen unter Einnahme von oralen Antikonzeptiva haben erhöhte Konzentrationen von Vitamin A und ROM. Es können keine additiven Effekte einer gleichzeitigen Einnahme von oralen Antikonzeptiva und Rauchen in Bezug auf oxidativen Stress festgestellt werden. In der Korrelationsanalyse zeigt sich, dass die einzelnen Parameter des oxidativen bzw. antioxidativen Status nur teilweise miteinander korrelieren. Der Begriff des oxidativen Stresses beinhaltet offensichtlich unterschiedliche, nicht unbedingt miteinander verbundene Komponenten. Eine deutliche Korrelation besteht zwischen Vitamin A, Vitamin E und Selen. Zink korreliert positiv mit Selen und ACW. Als Globalmaß der antioxidativen Kapazität ist ACW invers mit ROM als Globalmaß des oxidativen Potentials korreliert. Mit dieser Studie werden erstmals Referenzbereiche für eine Vielzahl von Parametern des oxidativen Status für Blutspender beiderlei Geschlechts zur Verfügung gestellt. Die Blutspender verfügen insgesamt über eine relativ gute antioxidative Kapazität (Vitamin A, LPO), gleichzeitig sind einige Parameter nicht ausreichend für eine optimale antioxidative Protektion (Selen). Eine Supplementierung mit antioxidative Substanzen bei einzelnen Gruppen z.B. Selen bei Blutspendern und insbesondere bei Rauchern ist prüfenswert. Der Einfluss von Kofaktoren wie Alter, BMI, Geschlecht, Rauchen und die Einnahme von oralen Antikonzeptiva muss bei der Auswertung berücksichtigt werden. Die relativ neue FORM-Methode zur Bestimmung von ROM sollte vor der klinischen Anwendung zunächst weiter evaluiert werden, da sich die Ergebnisse zum Teil stark von den anderen Parametern des oxidativen Stresses unterscheiden.

Oxidative stress is defined as disequilibrium between reactive oxygen species and anti-oxidants. Correlations seem to exist between increased oxidative stress and various diseases. Investigation is ongoing on whether interventions lowering oxidative stress are able to reduce mortality. Blood donors are a good population for such intervention studies. In preparation for an intervention study the oxidative/anti-oxidative status of 488 consecutive blood donors (57.6% male, 44.3% smokers, mean age 32 ± 11.7 years) of the Charité, Campus Mitte was determined descriptively. The following parameters were measured in blood samples: vitamin A, vitamin E, zinc, selenium, the anti-oxidative capacity of water-soluble substances (ACW), lipid-hydroperoxide (LPO) and reactive oxygen metabolites (ROM). Vitamin A concentrations were substantially above the reference range in all blood donors. Selenium and LPO concentrations were lower than in non-blood donors. Zinc and ACW was increased in male vs. female blood donors, whereas ROM was significantly decreased in male blood donors. Thus, male blood donors seem to have a more favorable anti- oxidant profile. In contrast female blood donors show significantly lower LPO concentrations. Male smokers have significantly lower vitamin A concentrations. Smokers of both sexes have reduced selenium concentrations. In contrast to theoretical expectations, smoker show significantly reduced ROM as compared to non-smokers. When looking at men and women separately, it shows that ROM are increased in male smokers but decreased in female smokers. Women taking contraceptives have increased concentrations of vitamin A and ROM. There are no additive effects of contraceptives and smoking according to the markers of oxidative stress. The correlation analysis demonstrates that the various parameters representing the oxidative status correlate only partly. The concept of oxidative stress apparently comprises different, not necessarily interconnected components. For the first time this study provides reference ranges for a relatively large number of markers of the oxidative status for blood donors of both sexes. A supplementation with antioxidant substances in some subgroups, e.g. selenium in blood donors, especially in smokers seems interesting. The influence of co-factors such as age body mass index, sex, smoking and contraceptives has to be taken into account in such studies. The relatively new FORM method for determination of ROM should be evaluated further before clinical use, since there are conflicting results as compared to other markers of oxidative stress.