Association between Antioxidant Enzyme Activities and <b><i>Enterovirus</i></b>-Infected Type 1 Diabetic Children

Abstract

Significance of the Study• This study revealed that children with type 1 diabetes (T1D) infected with Enterovirus (EV) show a marked decrease in glutathione peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity, and a noticeable elevation in C-reactive protein compared to noninfected diabetic children. Our results confirm an association of EV infection with the inflammation and β cell damage seen in T1D, and suggest that antioxidant supplementation can play a protective role. DOI: 10.1159/000486718Keywords Type 1 diabetes · Enterovirus · Antioxidant enzymes · Diabetic children Abstract Objective: To examine the effect of infection with Enterovirus (EV) in children with type 1 diabetes (T1D) on the activities of serum antioxidant enzymes in diabetic and nondiabetic controls. Subjects and Methods: Three hundred and eighty-two diabetic and 100 nondiabetic children were tested for EV RNA using reverse transcriptase (RT)-PCR. The activities of serum superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), and catalase (CAT) were also estimated in diabetic patients infected with EV (T1D-EV+), those not infected with EV (T1D-EV-), and in nondiabetic controls. Results: The frequency of EV was higher in diabetic children (100/382; 26.2%) than in healthy controls (0/100). Levels of fasting blood glucose (FBG), glycosylated hemoglobin (HbA 1c ) and C-reactive protein (CRP) were significantly higher but C-peptide was significantly lower in diabetic children than in controls. CRP levels were higher in the T1D-EV+ group than in the T1D-EV-group, and higher in all diabetic children than in nondiabetic controls. The activities of the antioxidant enzymes GPx, SOD, and CAT decreased significantly in diabetic children compared to in controls. Moreover, the activities of the enzymes tested were significantly reduced in the T1D-EV+ group compared to in the T1D-EVgroup. Conclusion: Our data indicate that EV infection correlated with a decrease in the activity of antioxidant enzymes in the T1D-EV+ group compared to in the T1D-EVgroup; this may contribute to β cell damage and increased inflammation.

The role of oxidative stress in the pathophysiology of type 1 diabetes mellitus

“…ОС характеризуется дисбалансом между образованием и деградацией активных форм кислорода (АФК) или активных форм азота (АФА) и сниженным уровнем антиоксидантов, вызывающих патологический эффект на работу клеточных механизмов [14][15][16][17][18]. Этот эффект может быть опосредован генетическим недостатком антиоксидантных ферментов, а также факторами окружающей среды (например, вирусные инфекции) [6]. Другими словами, ОС развивается, когда скорость образования свободных радикалов (СР) превышает возможности систем антиоксидантной защиты организма, что приводит к токсическому воздействию СР на клетки [12,19].…”

“…Антиоксидантная система состоит из ферментативных и неферментативных антиоксидантов [16]. Антиоксидантные ферменты включают: супероксиддисмутазу, глутатионпероксидазу и каталазу и другие ферменты, которые могут катализировать деградацию АФК/АФА [6,16]. Неферментативные антиоксиданты включают: глутатион, полиамин и билирубин, которые могут непосредственно улавливать и поглощать СР, что приводит к устранению и уменьшению клеточных нарушений [20].…”

“…По данным за 2019 год, у детей в возрасте до 15 лет общее число распространенных случаев во всем мире составило 600 900, а число новых случаев -98 200 в год [3,5]. Общим патофизиологическим признаком СД 1-го типа является потеря функциональной массы β-клеток в поджелудочной железе, что приводит к резкому снижению или полному отсутствию секреции инсулина и последующей гипергликемии [1,[6][7][8]. Предполагается, что потеря функциональной массы β-клеток происходит по цепочке событий, аналогичной «помощи при самоубийстве» [8], где гибель β-клеток, вероятно, связана с активацией иммунной системы, которая, в свою очередь, и разрушает их.…”

“…По сути, СД 1-го типа является хроническим аутоиммунным заболеванием [4,5,9]. Аутоиммунный процесс против β-клеток, запускается как триггерами окружающей среды: экологические факторы, инфекции, воздействие определенных токсинов (например, нитраты) [10], так и генетической предрасположенностью [2,4,6].…”

Antioxidant, Anti-Inflammatory, and Immunomodulatory Properties of Tea—The Positive Impact of Tea Consumption on Patients with Autoimmune Diabetes

“…Studies conducted on male C57BL/6 mice in whom hyperglycemia was induced with streptozotocin showed an increase in MDA and a decrease in total antioxidant capacity (TAC), SOD total, SOD2 (Mn-dependent SOD), and the GSH/GSSG (glutathione disulfide) ratio in the endothelium [67]. Cohort studies conducted in a group of 382 diabetic children reported reduced serum GPX, SOD, and CAT levels in comparison with healthy children [68]. Similarly, in a study conducted by Varvarovská et al [69,70], reduced levels of antioxidant parameters (SOD, GSH, TAC) and increased MDA were detected in 50 children with type 1 diabetes compared to healthy children.…”