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体积 2021年 |文章的ID 5581139 | https://doi.org/10.1155/2021/5581139

杜米尼克Szwajgier Ewa Baranowska-Wojcik,乔安娜Grzelczyk WiolettaŻukiewicz-Sobczak, ”唐氏综合症患者的外围氧化标志物:更好和更坏”,疾病标记, 卷。2021年, 文章的ID5581139, 9 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/5581139

唐氏综合症患者的外围氧化标志物:更好和更坏

杜米尼克Szwajgier,1 Ewa Baranowska-Wojcik,1 乔安娜Grzelczyk,2 和 WiolettaŻukiewicz-Sobczak3

1生物技术、微生物学和人类营养、大学生命科学在卢布林,Skromna 8、20 - 704卢布林,波兰

2食品技术研究所和分析,生物技术与食品科学学院,Łodź科技大学90 - 924Łodź,波兰

3食品和营养学系Calisia大学NowyŚwiat 4, 62 - 800卡利什,波兰

学术编辑器:海尔格•弗莱尔
收到了 2021年1月21日
修改后的 2021年5月26日
接受 2021年6月15日
发表 2021年6月29日

文摘

氧化应激中扮演一个重要的角色在唐氏综合症(DS)病理因为基因剂量效应会导致异常的某些酶和代谢产物水平。在本文中,我们专注于相对容易获得,外围的标记表明氧化应激和炎症,为了比较这些标记物的水平在DS患者和染色体健康的人。研究考虑年龄,sex-matched对照组是特别感兴趣的。我们分析的因素影响的标记表示两组(即水平。,the usefulness of the markers), including the age of DS patients, occurrence of regular trisomy 21 or mosaicism, physical activity of patients, and the onset of Alzheimer’s disease in DS. This paper was conceived as a handbook—to help for selecting suitable, easy-to-obtain markers for monitoring of the health status of DS patients (e.g., in nutritional studies and during dietary supplementation).

1。介绍

改成了罗森和帕特森(2003),至少有330个基因的过度表达,因为21号染色体的编码,可以参与DS,包括16个基因参与线粒体的能源生产,10基因在中枢神经系统结构和功能的作用,和6叶酸代谢基因。作者强调一些DS患者线粒体异常,导致在线粒体ROS能源生产和代谢障碍(1]。因此,DS患者永久性的细胞受到炎症和过度氧化事件继续在他们的生活(图1)。


图1
假定的适应氧化应激在DS。氧化损伤的积累会导致严重的表型的感应补偿机制以应对慢性氧化应激可能导致“适应”,可能有助于提高DS的寿命。

遗传和生理机制的起源ROS生产过剩和氧化应激在DS非常彻底讨论的论文数量,例如,在工作Busciglio和杨克纳[2)和优秀的评论巴龙et al。3瓦伦蒂]或[4]。

提交评论,然而,不专注于大脑和脑脊液氧化标记作为我们的目标是确定相对容易获得分析材料的来源。例如,线粒体膜电位(ΔΨ)和线粒体超微结构的影响在DS过度氧化,但普遍的测量方法是复杂的,而不是在日常临床实践中非常有用。同样,一些样品的来源(胎儿大脑,大脑,羊水)很难在人类患者定期使用。脑脊液的使用不是很合适由于postlumbar穿刺头痛的侵袭性和潜在的风险。寻找可靠的来源在长期研究氧化标记的DS应该关注来源如唾液、尿液和血液,样本收集是相对简单的,非侵入性,导致焦虑的病人。

细胞酶抗氧化剂的系统(SOD、GPx猫和GR)在DS在许多论文讨论,例如,在优秀的评论Pagano和卡斯特罗(2012)(图2)[5]。过度氧化应激是由高浓度的铜/锌SOD (SOD1)是在21号染色体编码,地区21 q22-1和DS SOD1由大约50%相对于控制中,性格的病人(6),从而发挥着重要的作用在DS-related氧化应激(7,8]。如补充表所示1大多数作者报道,在DS GPx活动增加病人,但一些文件证明相反的结果9DS)或类似GPx水平和相应的匹配控制组织(10)(补充表1)。


图2
抗氧化酶。猫:过氧化氢酶;GPX:谷胱甘肽过氧化物酶;格:谷胱甘肽还原酶;H2O2:过氧化氢;O2·−:过氧化物;SOD:超氧化物歧化酶。

抗氧化状态的TAA是一个通用的指标在活的有机体内。然而,在DS TAA的差异和性格的病人可以有趣,而不是值在个别研究。此外,对比个人报告困难由于使用各种分析方法申请TAA的测量。大多数报纸报告样本DS患者降低TAA,与性格的同行相比(11- - - - - -14)(表1)。然而,一些研究表明,TAA DS患者的增加,与健康对照组相比(15),或观察没有区别16- - - - - -18)(表1)。
组的描述 DS组的结果,而相应的,匹配的对照组的健康受试者(↑↓减少DS的高位,与控制)相比
25 DS的人( 有着)和25的兄弟姐妹( 有着)。 ↑阻力(更高的延迟时间)的血清脂质氧化(共轭双烯的形成)( )(Nagyova Sustrova, Raslova 2000)。
40 DS儿童和20看似健康的控制孩子 ↑等离子体水平的活性氧物种( )
↓TAA的血浆水平( )(Carratelli et al . 2001年)。
20个孩子与DS ( 年)和18与控制( 年) (没有区别 )在等离子体TAA (Zitnanova et al . 2006年)。
23 DS人(年龄 ,18-58有着)和对照组(男女分成的同龄组与DS):年龄 ,21-60有着)和群55老年人(年龄 ,61 - 93年有着)。 ↓等离子TAA (Massaccesi et al . 2006年)。
61人与DS(20.76有着专一。,1。67- - - - - -46。75有着)。和45age-matched controls (19.57 y.o., 2.67-47.5 y.o.) 没有区别在等离子体TAA (Muchova et al . 2007年)。
13个年轻人与DS和15控制病人(包括 轻快有着),执行高频渐进跑步机锻炼(10分钟30 - 50%,20分钟的75% V O2马克斯) ↑等离子体氧化应激的DS人(+ 15%; )最后的运动以及在训练后恢复但不是静止的( )(凝花et al . 2008年)。
32 DS 29人(儿童和成人)和控制;2年龄:19 DS(平均年龄的孩子 y.o.范围1 - 12有着专一。),14个健康的年龄组( 有着专一。,range 5 - 13 y.o.), and 13 adults: with DS ( -57年43岁的年。)和15名健康年龄组(平均年龄 43 - 61岁的年)。 ↑TAA DS儿童尿液中( )。
↓TAA在尿液的成年人与DS ( )。
比较DS组:
↑TAA儿童比成人( )(坎波斯et al . 2010年)。
31 DS儿童( 有着专一。,18boys and 13 girls, divided into 3 groups: less than 4 y.o., 4–8 y.o. and>8 y.o.) with equal number of age and sex-matched controls ↓等离子TAA水平在整个群孩子与DS与性格的孩子相比 )。
↓水平的血浆TAA 4岁以下的儿童DS有着专一。 )在DS儿童比4有着专一。(无关紧要的)(Sulthana et al . 2012年)。
34 DS(7 - 12有着专一的孩子。平均年龄9.44岁。,19/15males/females) and 34 control, age-matched children (7–12 y.o., mean age 9.29 y.o., 13/21 males/females) ↓TAA唾液的活动(尤其是男孩DS与控制男孩相比, )(苏et al . 2014年)。
30 DS(24有着)患者和30的同龄对照组 没有统计学差异( )TAA的唾液在两组(de Sousa et al . 2015年)。
表1
标记的总抗氧化活性了这项工作。

一些一般性的DS患者的状态信息的监测可以获得脂质和蛋白质氧化的产品。TBARS是另一个可能的氧化的标志。然而,冲突的结果关于DS患者通过作者观察增加(19)也减少了(20.]TBARS水平,而在其他作品,在血清脂质过氧化物或TBARS没有显著差异报告(10,21- - - - - -23]。在DS MDA可以被认为是一个方便的标记。作者报道了尿液的MDA含量增加,红细胞、血浆、或外周血(9,24- - - - - -27)(补充表2)。

过去,硫醇的水平(含巯基的)组织测量病人,包括那些与DS。谷胱甘肽(以各种形式)是其中最重要的硫化合物反映抗氧化状态在活的有机体内。在众多的作品中,血浆的谷胱甘肽在DS患者健康的同行相比下降(10,13,28,29日]。然而,一些作者显示无关紧要的血浆谷胱甘肽水平的差异,与健康的病人相比(30.,31日)(表2)。
组的描述 DS组的结果,而相应的,匹配的对照组的健康受试者(↑↓减少DS的高位,与控制)相比
8年轻男性成人DS,进行体能训练(10分钟热身,有氧会话在60 - 75%的签证官的工作强度2高峰持续15到25分钟,增加每5周5分钟,5分钟冷却时间,3天/周),8年轻男性成人DS在对照组,与健康人群相比 ↑培训组的血浆谷胱甘肽水平与对照组相比与DS ( )(蒙泰罗et al . 1997年)。
42岁的孩子满(caryotypically证实)称21三体综合症和36性格的兄弟姐妹(平均年龄 有着)。 ↓原生质的Hcy、蛋氨酸、S-adenosylhomocysteine S-adenosylmethionine
↓原生质的谷胱甘肽( )(Pogribna et al . 2001年)。
男性儿童称21三体综合症 ↓原生质的Hcy与健康人群相比(Al-Gazali et al . 2001年)。
40 DS儿童和20看似健康的控制孩子 ↓水平的硫醇(含巯基的组)( )(Carratelli et al . 2001年)。
研究了60 DS儿童( 年;范围-12 - 0.5年,43%的女性和57%的男性)和29岁的兄弟姐妹没有DS ( 年;范围- 17年,51%的女性和48%的男性) 无关紧要的( )血浆谷胱甘肽以及GSSG水平的差异(平托et al . 2002年)。
年龄和sex-matched 12 DS患者和12人 血清谷胱甘肽水平没有显著差异(伊特7和Suyugűl 2002)。
46名儿童DS(26女性和20名男性; 有着)和64例不DS(随机选择30男性,34岁的女性;5.1±2.3有着专一。) ↓血谷胱甘肽的形式:glutathionyl-haemoglobin(44%)、谷胱甘肽+ GSSG(30%),以及谷胱甘肽(25%)(帕斯托雷et al . 2003年)。
44人与DS(平均年龄23.2有着专一。)与26相比控制患者(平均年龄23.3有着)。 ↓GSSG浓度( )
↓谷胱甘肽浓度( )
没有区别的比率GSH / GSSG ( )(Garaiova et al . 2004年)。
32 DS患者中,18个女性和14个男性,2 months-57年( ; 有着),和67名对照组在同一年龄范围( ; 有着)。 ↓血浆谷胱甘肽水平 (不明显)
↑血浆谷胱甘肽水平 ( )
↑等离子GSSG水平 ( )
↓等离子GSSG水平 (不明显)
↑GSSG:谷胱甘肽比年轻患者DS(< 15年)
↓GSSG:谷胱甘肽比例的患者 (Pallardo et al . 2006年)。
13 DS患者(男性,平均年龄60岁)和20个人年龄 ↑原生质的血浆总高半胱氨酸水平,水平( )(Licastro et al . 2006年)。
61人与DS(20.76有着专一。,1。67- - - - - -46。75有着)。和45age-matched controls (19.57 y.o., 2.67-47.5 y.o.) ↓血浆谷胱甘肽( )
等离子体GSSG水平没有区别(Muchova et al . 2007年)。
13个年轻人与DS和15名健康控制病人(包括 轻快有着),执行高频渐进跑步机锻炼(10分钟30 - 50%,20分钟的75% V O2马克斯) ↓硫醇/总蛋白质比等离子体在训练和恢复( )(凝花et al . 2008年)。
31 DS儿童( 有着专一。,18boys and 13 girls, divided into 3 groups: less than 4 y.o., 4 – 8 y.o. and>8 y.o.) with equal number of age and sex-matched controls ↓红血球的谷胱甘肽水平8岁以下儿童有着专一。(不明显),8岁以上的儿童有着专一。( )(Sulthana et al . 2012年)。
35人与DS(平均10 - 90th百分位)有着11.0岁。(1.9 - -27.0有着专一。,20.males) and control group of 47 healthy children and adolescents (median (10–90th百分位)有着13.0岁。(5.7 - -17.0有着专一。21岁男性) ↑等离子体水平的年代-adenosylhomocysteine和年代腺苷甲硫氨酸(分别为51%和34%,都在 )
↓总血清Hcy (29%) ( )(欧贝得et al . 2012年)。
20 DS人(10 8男性和女性;3 - 12年,平均年龄 。18有着专一。)和18个对照组( 有着)。 ↓血清谷胱甘肽水平(24.9%)(Garlet et al . 2013年)。
Nontrained与DS(有着21 - 24日15人。,平均年龄 有着)参加一个为期六周的有氧训练(每周3次6周,10分钟热身,20 - 25分钟的主要阶段工作强度最大的60 - 75%。峰值心率计算为194.5(0.56×年龄,10分钟冷却) ↑静脉外周血的谷胱甘肽水平( )(Aleksander-Szymanowicz et al . 2014年)。
表2
硫化合物综述了工作。

2。因素会影响标记DS的水平

一些独立的因素可能会影响实验的结果涉及到DS患者和健康人之间的比较。首先,遗传因素应该被考虑。铜/锌SOD, CAT、GPx GR、染色体易位和MDA水平DS患者14号至21号21-21,10-21类似的同龄的人定期三染色体细胞。正常细胞的百分比越大线出现在患者,观察降低氧化应激(32]。De la Torre et al。(1996)报道,在红细胞SOD活性增加人口的DS患者完成称21三体综合症而不是在染色体组型的人(分别为42%和28%)。与此同时,作者观察到正常人群中SOD活性部分称21三体综合症,易位,镶嵌性(33]。MDA水平依赖于二倍体和三倍体细胞的百分比,和Casado Lopez-Fernandez,鲁伊斯(2007)观察MDA含量增加人与DS而罗伯逊的易位三倍体。因此,血清、血浆或红血球的MDA水平似乎是一个合适的氧化状态的标志在DS患者中,与预订的DS镶嵌性的人,MDA水平依赖于二倍体和三倍体细胞的百分比(2007年Casado、Lopez-Fernandez Ruiz) (34]。

身体活动强烈影响实验的结果,见了众多作品。在红细胞表明GPx活性显著升高后体能训练相对于基准面在DS的人35,36]。红细胞的(但不是血清)血清SOD活性和红细胞的猫活动增加(在这两种情况下 )在DS组由于体力活动。此外,TBARs明显增加,血清脂质过氧化物,和蛋白质羰基含量(包括 )据报道(37]。然而,在另一项研究中,红细胞的SOD、GPx活性明显下降后体能训练(27]。DS患者的血浆氧化应激增加体能训练后报道,包括增加MDA和减少硫醇/ DS组的血浆总蛋白比主题,与基础水平相比之前注册为同一人的培训(38,39]。观察到的水平的血浆蛋白质羰基在DS培训后组与基线相比增加(相同的DS患者在训练之前, )。同样,在这个参数没有显著差异报告健康对照组在培训结束时,与基线相比(健康对照组训练之前, )(39]。但是,某些作者提出了矛盾的结果。蒙泰罗et al。(1997)报道的水平升高血浆谷胱甘肽( )培训组的DS患者与对照组相比,DS的主题不参加培训40]。摩尔诺et al。(2009)表明,有氧运动导致的水平明显降低唾液脂氢过氧化物在DS集团( ),但没有影响TAA,亚硝酸盐水平(41]。德和Rosety-Rodriguez(2006)观察到原生质的MDA水平降低(末尾的体能训练,而初始水平)(42]。Aleksander-Szymanowicz et al。(2014)报道了静脉周围血液中谷胱甘肽水平的增加成年男性体能训练后与DS (43]。

患者的年龄时还应该考虑考虑氧化标记物的水平。Campos et al。(2010)观察到的TAA水平增加儿童的尿液与DS ( )和尿液中降低TAA的成年人DS ( ),匹配相比,健康组。TAA DS儿童增加( )TAA的DS成年人(相比44]。Muchova et al。(2001)报道了显著差异在血浆MDA含量在个体间红细胞DS 13-20岁和20岁以上( )(18]。Licastro et al。(2007)报道,减少老年患者的血浆过氧化物水平相比与DS(在儿童和成人 )(45]。

在许多作品中,痴呆或性被确认为独立的因素。珀西et al。(1990)报道的差异的增加红血球的铜/锌SOD活性在DS患者和没有广告46]。Massaccesi et al。(2006)表明,血浆的氢过氧化物水平与DS女性高于男性的DS ( )(12]。最重要的独立因素影响程度的标记在DS的应用现状进行了分析,如图3。


图3
最重要的因素,影响标记DS的水平。

3所示。结论

在本文中,我们提供了一个相当数量的氧化/炎症标记识别DS从二倍体状态和创建一个有用的工具(手册),而规划新营养实验。在DS MDA可以被认为是一个方便的标记,一般经作者同意。TAA, TBARS或硫水平DS患者不能被氧化的可靠标记在DS由于冲突的结果发现在最初的论文引用综述。进一步研究有关的可用性表示选中标记是非常值得推荐的。

监测水平的氧化标记应该考虑选择因素打断DS患者测量水平,主要是特定类型的DS,病人的年龄和身体活动。

调和矛盾的结果报告的作者指出,一个前瞻性研究一群DS患者可以提出为了测量标记补充的开始和结束的实验。例如,一个精确的计划实验集中在抗氧化补充剂对DS患者氧化应激的影响应进行检查更多的标记。Parisotto et al。(2014)研究了SOD的活性,猫,GPx, GR,销售税,γ谷氨酰转移酶,glucose-6-phosphate脱氢酶以及谷胱甘肽的水平,UA, TBARS,蛋白质羰基在21 DS患者的外周血(3 - 14有着专一。 y。,12males, and 9 females) and 18 control children (10 males and 8 females; 3–12 y.o., 年),之前和之后的日常抗氧化剂管理的6个月(500毫克维生素C, E 400毫克)(47]。抗氧化治疗之前,红细胞的SOD和CAT活性升高DS相对于对照组(分别为47%和24.7%)。此外,GR和γ谷氨酰转移酶活性显著增加(分别为98%和97%)在DS的人相比,控制。补充后,红血球的销售税在DS主题活动减少(61%)相比,控制。谷胱甘肽在DS患者的全血浓度降低了27%。UA水平DS人(19%)高于控制。TBARS之间没有显著差异水平DS补充前和对照组观察。在基底状态,蛋白质羰基被降低(40%)DS组相对于对照组。6个月后补充抗氧化剂,GR和显著下降γ谷氨酰转移酶(37%)的活动补充组。消费税在DS红血球的活动主题是显著增加(44%)。经过6个月的抗氧化剂补充,之前减少谷胱甘肽水平(27%)恢复。UA水平的影响抗氧化补充但TBARS明显降低(181%)是观察补充DS组。最后但并非最不重要,补充蛋白质羰基含量没有影响DS或对照组(47]。在另一个工作,同一作者监测炎症生物标记物在21 DS患者的外周血和18 (il - 1的孩子β和肿瘤坏死因子-α、TBARS、蛋白质羰基、谷胱甘肽和UA水平以及SOD、CAT、GPx, GR和GST活性)48]。作者设计了一个前瞻性研究涉及抗氧化补充剂对于6个月之后,测试,6个月中断,并重新测试,其次是抗氧化剂补充6个月,最后重新测试。

这个实验方案后,进化水平的氧化/炎症标记以及内源性抗氧化剂的活性可以连续监测,以验证补充治疗的影响。

缩写

abt: 2、2 - - - - - -azino diethylbenzothiazo-line磺酸
广告: 阿尔茨海默病
猫: 过氧化氢酶
中枢神经系统: 中枢神经系统
c反应蛋白: c反应蛋白
DS: 唐氏综合症
GPx: 谷胱甘肽过氧化物酶
格: 谷胱甘肽还原酶
谷胱甘肽: 减少谷胱甘肽
GS-Hb: Glutathionyl-hemoglobin
GSSG: 氧化谷胱甘肽
销售税: 谷胱甘肽S-transferase
Hb: 血红蛋白
Hcy: 同型半胱氨酸
oxLDL: 氧化低密度脂蛋白
MDA: 丙二醛
ROS: 活性氧
SOD: 超氧化物歧化酶
TAA: 总抗氧化活性
TBARS: 硫代巴比土酸活性物质
血浆总高半胱氨酸水平: 总同型半胱氨酸
UA: 尿酸
VLDL: 非常低密度脂蛋白。

数据可用性

不是applicable-it审查。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

DS进行概念化;资源;数据管理;原创作品准备草案,审查和编辑;和监督。B-W.E。导致了资源,原创作品草稿准备,和可视化。G.J.原创作品草案进行准备。Z-S.W。执行正式的分析,原创作品草案,和资金。

确认

本研究从资源的支持波兰共和国的高等教育。

补充材料

补充表1:内源性酶综述了工作。补充表2:脂质和蛋白质氧化产品了这项工作。(补充材料)

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