Gestasyonel diyabetes mellitus ve bozulmuş glukoz toleransı olan gebelerde oksidatif DNA hasarının demir düzeyleri ile ilişkisinin incelenmesi
Investigation of the relationship between iron levels and oxidative DNA damage in pregnant women with gestational diabetes mellitus and impaired glucose tolerance
Yazar: MEHMET OĞUZ ERBAĞCI
Danışman: PROF. DR. GÜL HÜRAY İŞLEKEL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: 8-hidroksi deoksiguanozin = 8-hydroxy deoxyguanosine ; Adenozin = Adenosine ; DNA hasarı = DNA damage ; Demir = Iron ; Diabet-gebelik sırasında = Diabetes-gestational ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Gebelik = Pregnancy ; Glükoz = Glucose ; Glükoz tolerans testi = Glucose tolerance test ; Oksidatif hasar = Oxidative damage

Özet:
Gestasyonel diyabetes mellitus (GDM) ilk kez gebelik sırasında ortaya çıkan yüksek glukoz düzeyleri ile karekterize klinik bir bozukluktur; gebeliğin en sık rastlanan metabolik komplikasyonudur. Diğer yandan gebelerde demir eksikliği anemisine sık rastlanmaktadır. Demir büyüme ve gelişme için esansiyel bir iz element olsa da, anemik olmayan gebelerde demir takviyesi iatrojenik demir fazlalığını indüklemektedir. Demir fazlalığının oksidatif stres ve GDM'ye neden olduğu düşünülmektedir. Bu araştırmada GDM'li ve normal glukoz toleransı olan gebelerde, gebeliğin 11-14. haftaları ve 24-28. haftalarında alınan idrar ve kan örneklerinde kümülatif oksidatif stresin duyarlı göstergesi olarak oksidatif DNA hasarını referans yöntem sıvı kromatografi-tandem kütle spektrometri ile değerlendirmeyi ve vücut demir depo düzeyleri ile ilişkisini incelemeyi amaçladık.
Araştırmamız prospektif bir çalışma olarak tasarlanarak Mart 2016-Ağustos 2018 tarihleri arasında gerçekleştirildi. Çalışma grupları, GDM  (33) ve normal glukoz toleransına sahip kontrol grubu (84) olmak üzere 117 gönüllüden oluşturuldu. Çalışmaya katılan gebelerden 11-14. haftalarında, ve rutin 75 gr. glukoz ile tarama ve tanı testi (OGTT) için geldikleri 24-28. haftalarında sabah ilk idrar örnekleri alındı. Kadın Hastalıkları ve Doğum Anabilim Dalı, Gebe Polikliniği'ne başvuran gebelerin demografik verileri ve oral demir takviyesi alıp almadıkları kayıt edildi. Rutin kontrol için alınan venöz kan örneklerinde açlık kan şekeri (AKŞ), HbA1c ferritin, hemogram değerleri ve idrar örneklerinde kreatinin ölçüldü. GDM tanısı 24-28 hafta OGTT sonuçlarına göre ADA 2017 kriterleri esas alınarak konuldu.
GDM grubunun 3. ay 8-OH-dG düzeyleri kontrol grubuna göre anlamlı olarak yüksek bulundu (p=0,006). GDM grubunun 6. ay 8-OH-dG düzeyleri de kontrol grubuna göre yüksek bulunmakla birlikte istatistiksel bir anlamlılık gözlenmedi. GDM grubunun 3. ay AKŞ değerleri ile 6. ayda yapılan OGTT 0., 1. ve 2. saat glukoz değerleri kontrol grubuna göre anlamlı olarak yüksek bulundu (p<,001). GDM grubunun ferritin düzeyleri kontrol grubundan yüksek bulunmuş olsa da istatistiksel bir anlamlılık saptanmadı. 
Çalışmamızda araştırılan parametrelerin ilk ve ikinci trimester sonu arasındaki uzunlamasına değişimleri incelendiğinde, her iki grubun da gebeliklerinin 3. ayından 6. ayına 8-OH-dG düzeylerinde istatistiksel bir anlamlılık göstermemekle birlikte azalma gözlendi. Kontrol grubunda ise ferritin, hemoglobin ve HbA1c değerleri üçüncü aya kıyasla altıncı ayda daha düşük bulundu (p<0.001). Diğer incelenen parametreler açısından iki gebelik dönemi arasında bir fark gözlenmedi. 
Çalışmamıza katılan tüm gebeler 3. ay ferritin düzeylerine göre düşükten yükseğe doğru sıralandığında, 50 persantilin üzerindeki gebelerin (Ferritin ≥ 13,0 ng/mL) 3. ay 8-OH-dG ve R-cdA değerleri anlamlı olarak yüksek bulundu (p=0,034, p=0,009). Kontrol grubu gebeleri 3. ay ferritin düzeylerine göre düşükten yükseğe göre sıralandığında, 50 persantilin üzerindeki gebelerin (Ferritin ≥ 11,9 ng/mL) 3. ay 8-OH-dG değerleri anlamlı olarak yüksek bulundu (p=0,017). 
Çalışmamızda incelenen parametrelerin birbirleri ile ilişkileri değerlendirildiğinde; hem GDM grubunda hem de kontrol grubunda 6. ay R-cdA'nın 6. ay S-cdA ile pozitif yönde anlamlı korelasyonu saptandı (sırasıyla r=0,549, p=0,003 ve r=0,504, p<0,001). Kontrol grubunda 3. ay R-cdA ile 3. ay S-cdA ve 8-OH-dG düzeyleri arasında pozitif yönde anlamlı korelasyon tespit edildi (sırasıyla r=0,456, p<0,001 ve r=0,364, p=0,001). Kontrol grubunda 3. ay ferritin düzeyleri ile 3. ay S-cdA ve 8-OH-dG düzeyleri arasında pozitif yönde anlamlı korelasyon belirlendi (sırasıyla r=0,279, p=0,011 ve r=0,256, p=0,019). GDM grubunda ise, 6. ay 8-OH-dG düzeyleri ile 6. ay ferritin ve OGTT 1. saat glukoz değerleri arasında pozitif yönde anlamlı korelasyon belirlendi (sırasıyla r=0,466, p=0,014 ve r=0,452, p=0,020) 
Çalışmamız gebeliğin geç ve erken olmak üzere iki farklı döneminde oksidatif DNA hasarının incelendiği ve gebelerin vucüt demir durumu ile ilişkilendirildiği ilk çalışmadır. Çalışma sonuçlarımız normal glukoz toleransı olan gebelere kıyasla, ikinci trimester sonunda OGTT ile gestasyonel diyabet tanısı alan gebelerin, gebeliğin erken döneminde oksidatif DNA hasarına daha fazla maruz kaldıklarını; erken dönemde eşik değerin üzerinde 8-OH-dG düzeyleri olan gebelerde daha düşük olanlara kıyasla, ikinci trimesterde daha yüksek oranda GDM görüldüğünü kullanılan referans tandem kütle spektrometrik yöntemle ilk kez ortaya koymuştur. Bu sonuçlar gebelerde erken dönemde yapılacak non-invaziv idrar DNA hasar ölçümlerinin ileri dönem GDM öngörüsünde yararlı olabileceğini ortaya koymaktadır. Çalışmamız sonuçları doğrultusunda, demir depo düzeyleri daha düşük olan grupta oksidatif DNA hasar parametrelerinin anlamlı olarak düşük tespit edilmesi gebelerde demir düzeyi ile oksidatif stres arasında güçlü bir ilişki olduğunu ortaya koymuştur. Bu konuda daha fazla gestasyonel diyabetli gebe ile yapılacak çalışmalar oksidatif stres-GDM-demir ilişkisinin aydınlatılmasına yardımcı olacaktır.

Abstract:
Gestational diabetes mellitus (GDM) is a clinical disorder characterized by high glucose levels occurring for the first time during pregnancy; the most common metabolic complication of pregnancy. On the other hand, iron deficiency anemia is common in pregnant women. Although iron is an essential trace element for growth and development, iron supplementation in non-anemic pregnant women induces iatrogenic iron excess. Iron excess is thought to cause oxidative stress and GDM. In this study, we evaluated oxidative DNA damage as a sensitive indicator of cumulative oxidative stress in urine and blood samples taken at 11-14 weeks and 24-28 weeks of gestation in pregnant women with GDM and normal glucose tolerance. We also aimed to examine the relationship between the levels of DNA damage products and iron status.
Our study was designed as a prospective study between March 2016 and August 2018. The study groups were composed of 117 volunteers, GDM (33) and control group (84) with normal glucose tolerance. The first urine samples at morning were taken in 11-14. weeks from the pregnant women who participated in the study and at the 24-28. weeks when they had visited for routine 75 g. glucose screening and diagnostic test (OGTT). Demographic data and oral iron supplements status of the pregnant women were recorded who applied to the Department of Obstetrics and Gynecology, Pregnant Polyclinic. Urinary creatinine and fasting blood glucose (FBG), HbA1c, ferritin, hemogram values were measured in venous blood samples taken for routine control. The diagnosis of GDM was made according to ADA 2017 criteria using OGTT results for 24-28 weeks.
In the third month, 8-OH-dG levels of GDM group were significantly higher than the control group (p = 0.006). Although the 8-OH-dG levels in the sixth month of the GDM group were higher than the control group, no statistical significance was observed. At the third month, fasting blood glucose levels of the GDM group and at the 6th month, OGTT values at the 0., 1st, and 2nd hours were significantly higher than the control group values (p <. 001). Although the ferritin levels of the GDM group were found to be higher than the control group, there was no statistical significance.
	In our study, when the longitudinal changes in the parameters between the end of the first and second trimester were examined, although insignificant, the 8-OH-dG levels were decreased from 3-month-to-6-month in pregnants of both groups. In the control group ferritin, hemoglobin and HbA1c values were lower in the sixth month compared to the third month (p <0.001). There was no difference between the two pregnancy terms regarding other parameters investigated.
	When all of the pregnant women who participated in our study were ranked from low to high according to ferritin levels at the 3rd month, 8-OH-dG and R-cdA values of pregnant women over 50 percentile (Ferritin ≥ 13.0 ng / mL) were found to be significantly higher than the ones below 50 percentile (p = 0.034, p = 0.009). When only the control group pregnants were ranked according to ferritin levels from low to high in the third month, similarly, 8-OH-dG values were higher than the ones below 50 percentile (Ferritin ≥ 11.9 ng / mL) (p = 0.017).
As the relationship between the parameters examined in our study; in both the GDM group and the control group, the 6th month R-cdA had a positive correlation with S-cdA at the 6th month (r = 0.549, p = 0.003 and r = 0.504, p <0.001, respectively). There was a significant positive correlation between the 3rd month R-cdA and 3rd month S-cdA and 8-OH-dG levels in the control group (r = 0.456, p <0.001 and r = 0.364, p = 0.001, respectively). In the control group, a positive correlation was found between the 3rd month ferritin levels and 3rd month S-cdA and 8-OH-dG levels (r = 0.279, p = 0.011 and r = 0.256, p = 0.019, respectively). In the GDM group, there was a positive correlation between 8-OH-dG levels at 6th month and ferritin and OGTT 1st hour glucose values at 6th month (r = 0.466, p = 0.014 and r = 0.452, p = 0.020, respectively).
Our study is the first one to investigate oxidative DNA damage in the late and early stages of pregnancy and to correlate pregnant women with the status of body iron. The results of our study showed that pregnant women who were diagnosed with gestational diabetes with OGTT at the end of second trimester were more exposed to oxidative DNA damage in early pregnancy, compared to pregnant women with normal glucose tolerance; For the first time it was shown that, in the early period, in the pregnants with higher 8-OH-dG levels, measured with the reference tandem mass spectrometric method, the ratio of future GDM diagnosis was higher compared the lower ones according to the cut-off level. These results suggest that non-invasive urine DNA damage measurements to be performed in the early period in pregnant women may be useful in predicting the future GDM. According to the results of our study, it was found that oxidative DNA damage parameters were significantly lower in the group with lower levels of depot iron and a strong relationship between iron level and oxidative stress in pregnant women. We anticipate that, future studies with more pregnant women with gestational diabetes will help to clarify the relationship between oxidative stress and GDM-iron.