Βασικές Βιοϊατρικές Επιστήμες

Ο προδιαβήτης είναι μία παθολογική κατάσταση κατά την οποία οι ασθενείς παρουσιάζουν επίπεδα γλυκόζης στο αίμα μεγαλύτερα από τα φυσιολογικά (σε κατάσταση νηστείας > 100 mg/dL) αλλά μικρότερα από εκείνα που παρουσιάζουν οι ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 (πάλι σε κατάσταση νηστείας ≤ 125 mg/dL). Ο προδιαβήτης είναι μία σύνθετη πολυπαραγοντική μεταβολική διαταραχή με πολλές σοβαρές επιπλοκές, με τους ασθενείς που πάσχουν από προδιαβήτη να εμφανίζουν διαταραγμένη γλυκόζη νηστείας, IFG, με αυξημένη παραγωγή γλυκόζης, ή μειωμένη ανοχή στη γλυκόζη, IGT, όπου η κύρια διαταραχή εμφανίζεται στη μειωμένη διάθεση της γλυκόζης κυρίως στους σκελετικούς μυς. Οι δύο αυτές διαφορετικές παθολογικές καταστάσεις, αποτελούν τον προδιαβήτη, και η κύρια διαφορά τους εμφανίζεται στο σημείο αντίστασης στην ινσουλίνη, καθώς στους ασθενείς με IFG, το όργανο το οποίο παρουσιάζει αντίσταση είναι το ήπαρ, ενώ στους ασθενείς με IGT οι σκελετικοί μυς είναι αυτοί που δεν λαμβάνουν το σήμα της ινσουλίνης ώστε να προσλάβουν τη γλυκόζη και να μειώσουν τα επίπεδά της στην κυκλοφορία του αίματος. Εκτός από την κύρια αυτή διαφορά, χαρακτηριστικό του προδιαβήτη αποτελεί η δυσλειτουργία των β- παγκρεατικών κυττάρων, με αποτέλεσμα να παράγουν αυξημένη ποσότητα ινσουλίνης χωρίς όμως να είναι ικανά να μειώσουν τα επίπεδα της γλυκόζης, κατάσταση που τελικά οδηγεί στην εξάντληση των κυττάρων αυτών. Εάν η κατάσταση του προδιαβήτη δεν αντιστραφεί, οι ασθενείς με προδιαβήτη παρουσιάζουν μεγάλη πιθανότητα να αναπτύξουν σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2 είναι μία χρόνια ασθένεια που παρουσιάζει πολλές σοβαρές επιπλοκές, με τις καρδιαγγειακές παθήσεις να αποτελούν τη σοβαρότερη και επικινδυνότερη επιπλοκή. Η κατάσταση που επικρατεί στον οργανισμό ενός διαβητικού ασθενή ουσιαστικά είναι μία επιδεινωμένη εικόνα ενός προδιαβητικού ασθενή, καθώς τα παγκρεατικά κύτταρα, λόγω της συνεχόμενης παραγωγής ινσουλίνης, έχουν φτάσει σε σημείο να είναι δυσλειτουργικά και να είναι ανίκανα να αντισταθμίσουν το αποτέλεσμα της μειωμένης ευαισθησίας των ιστών σε αυτήν. Σε αυτό το σημείο, οι σκελετικοί μυς έχουν φτάσει να παρουσιάζουν το 85-95% της αντίστασης στην ινσουλίνη. Οι HDL είναι λιποπρωτεΐνες οι οποίες στην ώριμη μορφή τους εμφανίζονται ως σφαιρικά σωματίδια αποτελούμενα από έναν υδροφοβικό πυρήνα, ο οποίος περιέχει τριγλυκερίδια, σε ποσοστό 5-10% (των ολικών λιπιδίων του σωματιδίου) και εστέρες της χοληστερόλης σε ποσοστό 30-40%, και από μία εξωτερική λιπιδική μονοστιβάδα η οποία περιέχει φωσφολιπίδια, σε ποσοστό 40-60%, με κύριο εκπρόσωπό τους, τη φωσφατιδυλοχολίνη (33-45%), ελεύθερη χοληστερόλη σε ποσοστό 3-12%, (μέρος της – 68 – οποίας διεισδύει στον πυρήνα) και απολιποπρωτεΐνες, κυρίως της απολιποπρωτεΐνη apo-AI.

Οι HDL είναι σωματίδια τα οποία παρουσιάζουν πλήθος ιδιοτήτων, παράδειγμα των οποίων αποτελούν οι αθηροπροστατευτικές, αντιφλεγμονώδης, αντιοξειδωτικές, αντιθρομβωτικές και αντιδιαβητικές. Με τη βοήθεια των Lipidomics, μίας τεχνικής που έχει ως στόχο την καταγραφή και ανάλυση του συνολικού προφίλ των λιπιδίων, τις τελευταίες δεκαετίες έχει γίνει πρόοδος σχετικά με την ποιοτική ανάλυση των HDL σωματιδίων καθώς έχει γίνει φανερό πως η ποιότητα των σωματιδίων αυτών είναι καλύτερος δείκτης λειτουργικότητας τους απ’ ότι η ποσότητα των σωματιδίων σε χοληστερόλη ή η ποσότητά τους, γενικά, στην κυκλοφορία του αίματος.. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, με τη χρήση της φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, NMR, ως τεχνική ανάλυσης, μελετήθηκε το λιπιδικό προφίλ των HDL σωματιδίων τριών ομάδων ασθενών, των ασθενών με φυσιολογική ανοχή στη γλυκόζη, των ασθενών με προδιαβήτη και των ασθενών με σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ, με στόχο τη σύγκριση των προφίλ τους ώστε να εξεταστεί τόσο η πορεία της γλυκαιμικής διαταραχής και το αντίκτυπο που έχει στο σωματίδιο των HDL λιποπρωτεϊνών, όσο και κατά πόσο η έκταση των αλλοιώσεων της λιπιδικής σύστασης των HDL αντανακλά στο βαθμό της δυσλειτουργικότητάς τους. Συγκεκριμένα, για τη μελέτη αυτή επιλέχθηκαν 120 άτομα και χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες των 40 ατόμων όπου: α) ασθενείς με γλυκόζη νηστείας 90,45 ± 7,48 mg/dL και γλυκοζυλιωμένη αιμοσφαιρίνη, HbA1c, 4,99 ± 0,68 % αποτέλεσαν τον υγιή πληθυσμό, ομάδα ελέγχου, β) ασθενείς με γλυκόζη νηστείας 105,58 ± 7,91 mg/dL και HbA1c 5,95 ± 0,35 % τον προδιαβητικό πληθυσμό και γ) τέλος ασθενείς με γλυκόζη νηστείας 156,73 ± 24,40 mg/dL και HbA1c 7,28 ± 0,69 % τον πληθυσμό με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Κατά το πειραματικό μέρος της διπλωματικής, τα HDL σωματίδια απομονώθηκαν με καταβύθιση των non-HDL και τα λιπίδιά τους εκχυλίστηκαν με μίγμα χλωροφορμίου/μεθανόλης. Το τελικό δείγμα που προέκυψε επαναδιαλύθηκε σε μίγμα δευτεριωμένων διαλυτών και πραγματοποιήθηκε λήψη φάσματος ΝΜR. Από τη μελέτη και την ανάλυση των φασμάτων που λήφθηκαν παρατηρήθηκε σταδιακή μεταβολή της λιπιδικής σύστασης όσο επιδεινώνεται ο γλυκαιμικός έλεγχος. Συγκεκριμένα παρατηρήθηκε μία γενική αύξηση της ολικής χοληστερόλης και των τριγλυκεριδίων του πυρήνα, ενώ τα φωσφολιπίδια της εξωτερικής λιπιδικής μονοστιβάδας παρουσίασαν σημαντική μείωση. Αναλυτικότερα, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των εστέρων της χοληστερόλης του πυρήνα στα HDL σωματίδια των προδιαβητικών σε σχέση με αυτών των ασθενών με T2DM, ενώ η αύξηση της ελεύθερης χοληστερόλης στην επιφάνεια των σωματιδίων ήταν σημαντική μεταξύ και των τριών ομάδων, καθώς οι προδιαβητικοί ασθενείς παρουσίασαν HDL πλουσιότερες σε ελεύθερη χοληστερόλη σε σχέση με την ομάδα ελέγχου, αλλά φτωχότερες σε σχέση με την ομάδα του T2DM. Όσον αναφορά τα φωσφολιπίδια, τόσο τα γλυκεροφωσφολιπίδια όσο και τα αιθερικά γλυκερολιπίδια παρουσίασαν μείωση μεταξύ των τριών ομάδων ενώ τα σφιγγολιπίδια ήταν τα μόνα φωσφολιπίδια που παρουσίασαν αύξηση. Συγκεκριμένα για τα γλυκεροφωσφολιπίδια, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση της φωσφατιδυλοαιθανολαμίνης και των υπόλοιπων λιπιδίων (που αναλογούν στην φωσφατιδυλοσερίνη και στη φωσφατιδυλογλυκερόλη) στις HDL των προδιαβητικών σε σχέση με τις HDL της ομάδας ελέγχου. Το μόνο γλυκεροφωσφολιπίδιο που παρουσίασε αύξηση ήταν η λυσοφωσφατιδυλοχολίνη με την αύξηση αυτή να είναι σημαντική για τους προδιαβητικούς σε σχέση, πάλι, με την ομάδα ελέγχου. Για τα αιθερικά γλυκερολιπίδια παρουσιάστηκε μείωση στα πλασμαλογόνα των HDL των προδιαβητικών σε σχέση με τις HDL των ασθενών με T2DM, ενώ όσον αναφορά τα υπόλοιπα αιθερικά λιπιδίων (PAF) η μείωση ήταν σημαντική μεταξύ και των τριών ομάδων. Τέλος, η αύξηση που παρατηρήθηκε για τα σφιγγολιπίδια στις HDL των προδιαβητικών σε σχέση με τις HDL της ομάδας ελέγχου, οφείλεται, κυρίως, στα αυξημένα επίπεδα των υπόλοιπων σφιγγολιπιδίων καθώς η σφιγγομυελίνη, το κύριο σφιγγολιπίδιο στις HDL, παρουσίασε μείωση μεταξύ των ομάδων αυτών.

Εκτός από το είδος των λιπιδίων, στη μελέτη αυτή, αναλύθηκε και η περιεκτικότητα των λιπαρών οξέων στα λιπίδια αυτά, η οποία έδειξε αύξηση των κορεσμένων λιπαρών οξέων και μείωση των ακόρεστων, τόσο στα μονοακόρεστα όσο και στα πολυακόρεστα λιπαρά οξέα. Για τα πολυακόρεστα λιπαρά οξέα αναλύθηκαν περαιτέρω το λινελαϊκό οξύ το οποίο παρουσίασε σημαντική μείωση στις HDL των προδιαβητικών σε σχέση με τις HDL των ασθενών με T2DM, του αραχιδονικού και του εικοσαπεντανοϊκού οξέος, με την μείωση να είναι σημαντική στις HDL των προδιαβητικών σε σχέση με τις HDL της ομάδας ελέγχου και του εικοσιδιεξαενοϊκού οξέος το οποίο παρουσίασε μείωση στις HDL των προδιαβητικών τόσο σε σχέση με την ομάδα ελέγχου όσο και με τους ασθενείς με T2DM. Παρόμοιες μεταβολές έχουν παρατηρηθεί και σε παλαιότερες μελέτες, οι οποίες όμως επικεντρώθηκαν στη σύγκριση των HDL λιποπρωτεϊνών υγιών ασθενών σε σχέση με τις HDL ασθενών με T2DM. Επίσης, τα αποτελέσματα των περισσότερων μελετών αφορούσαν το ποσοστό μεταβολής της χοληστερόλης στα HDL σωματίδια, καθώς και το ποσοστό των τριγλυκεριδίων και φωσφολιπιδίων γενικά, χωρίς να γίνεται μία εκτενέστερη μελέτη σχετικά με το συνολικό λιπιδικό προφίλ των HDL. Έτσι, η συγκεκριμένη μελέτη συμβάλει στο να γίνει γνωστό το λιπιδικό προφίλ των HDL λιποπρωτεϊνών και στην ενδιάμεση κατάσταση, δηλαδή στην κατάσταση του προδιαβήτη, δείχνοντάς μας πως η εικόνα που εμφανίζουν οι ασθενείς με προδιαβήτη παρουσιάζει σημαντικές μεταβολές σε σχέση με τους υγιείς ασθενείς, ενώ σε σχέση με του ασθενείς με T2DM οι αντίστοιχες μεταβολές δεν είναι όλες στατιστικά σημαντικές. Τα παραπάνω αποτελέσματα τονίζουν την ήδη γνωστή επικινδυνότητα του προδιαβήτη ως – 70 – ασθένεια καθώς και την ανάγκη για καλύτερη παρακολούθηση και έλεγχο της κατάστασης αυτής. Η ύπαρξη επιπλέον μελετών με ίδιο περιεχόμενο αλλά με μεγαλύτερο πληθυσμό θα μπορούσε να συμβάλει στην επικύρωση των αποτελεσμάτων αυτών ώστε μελλοντικά να λαμβάνεται υπόψιν η λιπιδική σύσταση των HDL τόσο ως διαγνωστικό μέσο του προδιαβήτη όσο και ως μέσω ένδειξης της μεταβολικής διαταραχής σε έναν ασθενή.