Einfluss von Homocystein auf die endothelabhängige Gefäßrelaxation bei normalen und Streptozotocin induzierten diabetischen Ratten

Abstract

Sowohl Diabetes mellitus als auch Hyperhomocysteinämie (HHcy) werden in Zusammenhang mit der Entwicklung endothelialer Dysfunktion diskutiert. Ob die Verminderung des Methylierungspotentials (MP) bei erhöhtem Homocystein-Spiegel für die Entwicklung endothelialer Schädigungen verantwortlich ist, wurde in dieser Studie mittels Hemmung der S-Adenosylhomocystein-Hydrolase überprüft. Des Weiteren wurde die Wirkung des simultanen Bestehens von Typ 1 Diabetes und HHcy im Tiermodell auf die endothelabhängige Relaxation (EDR) untersucht, wobei es zu folgenden Ergebnissen kam:

1. Homocystein (Hcy) wirkt in konzentrationsabhängiger Weise hemmend auf die endothelabhängige Vasorelaxation, die endothelunabhängige Relaxation bleibt unverändert. 2. Die Inkubation von Aortenringen mit Adenosin-2´,3´-Dialdehyd (Adodia) resultiert in einer konzentrations- und zeitabhängigen Abschwächung der endothelabhängigen Relaxation, was auf einen möglichen Zusammenhang zwischen vermindertem MP und Beeinträchtigung der endothelabhängigen Relaxationsfähigkeit hindeutet. 3. Die simultane Inkubation der Gefäßsegmente mit Hcy und Adenosin für eine Stunde gefolgt von Adodia für 10 min (je 100 µM) zeigte denselben schwächenden Effekt auf die EDR wie die alleinige Inkubation mit Homocystein (100 µM) für eine Stunde. 4. Streptozotocin-induzierter Diabetes mellitus führte nach einem Zeitraum von vier Wochen zu einer unveränderten maximalen endothelabhängigen sowie –unabhängigen Relaxation gegenüber der Kontrolle. 5. Eine experimentell induzierte HHcy resultierte in einer abgeschwächten EDR sowie einer unbeeinträchtigten endothelunabhängigen Relaxation. 6. Das zeitgleiche Bestehen von Typ 1 Diabetes mellitus und HHcy führte nach vierwöchiger Erkrankungsdauer zu einer verminderten, jedoch weniger stark ausgeprägten EDR gegenüber der alleinigen Erkrankung an HHcy.

Diabetes mellitus as well as hyperhomocysteinemia (HHcy) are discussed in the development of endothelial dysfunction. Whether the decrease of methylation potential (MP) at elevated homocysteine levels is responsible for the development of endothelial damage was tested in this study by inhibition of the S-adenosylhomocysteine-hydrolase. Furthermore the effect of the simultaneous existence of type 1 diabetes and HHcy in animal models on the endothelium dependent relaxation (EDR) was investigated. We got the following results.

1. Homocysteine (Hcy) has a concentration dependent inhibitory effect on the endothelium-dependent relaxation, the endothelium-independent relaxation remains unchanged. 2. Incubation of aortic rings with adenosine-2´,3´-dialdehyde (Adodia) impairs the endothelium dependent relaxation in a concentration and time dependent manner, indicating a possible connection between impaired MP and reduced EDR 3. The simultaneous incubation of aortic rings with Hcy and adenosine for one hour followed by Adodia for 10 min (each 100 µM) impaires the EDR in the same manner like the sole incubation with Hcy (100 µM) for one hour. 4. Streptozotocine-induced diabetes mellitus results in an unchanged maximum endothelium dependent and independent relaxation compared to controls. 5. Experimental induced HHcy results in attenuated EDR and unchanged endothelium independent relaxation. 6. The simultaneous existence of type 1 diabetes mellitus and HHcy leads to impaired EDR after a duration of 4 weeks, but EDR is more impaired at the sole existence of HHcy.