Oksidatif Stres Parametreleri

GSHPx, peroksidaz aktivitesine sahip bir enzim grubu olup görevi, hidrojen peroksiti suya çevirmek ve lipid hidroperoksidazları alkol karşılıklarına indirgemektir.

Vücutta tanımlanmış beş alt tipi vardır: GPx1: Hücresel glutatyon peroksidaz

GPx2: Gastrointestinal glutatyon peroksidaz GPx3: Extrasellüler, plazma glutatyon peroksidaz GPx4: Fosfolipid hidroperoksit glutatyon peroksidaz GPx5: Epididime özgü glutatyon peroksidaz

1. izotipi vücutta en sık bulunan formudur. Monomer olan 4. alt tipi dışında diğer tüm alt tipler tetramer yapısındadır.

Aşağıdaki tepkime ile hidrojen peroksitin indirgenmesi sağlanmaktadır. Bu süreçte kofaktör olarak selenyum ve elektron kaynağı olarak glutatyon kullanılır:

2GSH + H2O2 → GS-SG + 2 H2O

FKÜ hastalarında selenyum ve GSHPx ilişkisi incelendiğinde, çeşitli sonuçlar karşımıza çıkmaktadır. Plazma selenyum düzeylerinin plazma-eritrosit GSHPx düzeyleri ile pozitif korelasyonu mevcuttur ( 56 ). Ancak iyi kontrollü FKÜ hastalarında eritrosit GSHPx düzeyleri, normal olan plazma selenyum düzeylerinden bağımsız olarak düşük bulunmuştur ( 57 ). Bu durumda GSHPx aktivitesi azalmasının sadece selenyum düzeyleri ile ilgisi olmadığı gözükmektedir. Aktivitenin azalmasının sebepleri arasında dengesiz kan aminoasit profilinin oluşturduğu düşük eritrosit metionin seviyesi ( 57 ), FA’nın GSHPx enzim aktivitesi inhibisyonu ve yıkımını arttırması sayılabilir ( 58 ).

Katalaz ( CAT ):

Hücre içinde peroksizomda yerleşimli bir enzimdir. 4 polipeptit zincir alt ünitesi olan bir tetramer olup her biri hidrojen peroksitle tepkimeye girmesi için demir grubu barındırır. Birinci görevi hidrojen peroksiti su ve oksijene çevirmektir

( katalitik fonksiyon ). Tepkimesi aşağıda özetlenmiştir:

2 H2O2 → 2 H2O + O2

İkinci görevi olan hidrojen donörlerinin oksidasyonu, peroksidatif fonksiyonunu oluşturur.

Yaş ve cinsiyetten bağımsız olmakla birlikte düzeyi vücuttaki oksidan- antioksidan dengesinden etkilenir. Oksidatif stresin arttığı hastalıklarda yükseldiği bildirilmiştir ( 54, 55, 59 ).

Tiyobarbitürik asit reaktif türleri ( TBARS ):

Oksidatif stres sonucunda oluşan lipid peroksitlerin ayrışmasıyla malondialdehit ( MDA ) oluşur. Lipid peroksitler çoklu doymamış yağ asitlerinden köken almaktadır. Stabil değillerdir ve MDA gibi kompleks reaktif karbonil bileşiklere ayrışırlar. MDA, tiyobarbitürik asit ile kontrollü reaksiyonu sonucunda oluşan TBARS, lipid peroksidasyonunu tarama ve izleme için yerleşik bir göstergedir ve çeşitli modifikasyonlar ile insan, hayvan ve gıda gibi objelerde değerlendirme için kullanılmaktadır. Testin lipid peroksidasyonlarına özgünlüğü konusunda çeşitli tartışmalar olsa da, kan örneğinin uyulması gereken koşulları sağlanırsa lipid peroksidasyonuna oldukça özgün olduğu belirtilmektedir ( 52 ).

Yukarıda açıklandığı üzere oksidatif süreçli hastalıklarda artış beklenebilir.

Paraoksonaz ( PON ):

PON, kalsiyum bağımlı karaciğerde sentezlenen glikoprotein yapısında bir enzimdir. Paraoksonaz ve aril esteraz enzim aktivitesine sahip bir hidrolaz olup, organik fosforlu paraoksanları subtsrat olarak kullanır ve organofosfatların hidrolizinde görev yapar.

PON enziminin 3 formu mevcut olup, tümünün antioksidan özellikleri mevcuttur. % 65 ortak altyapıyı paylaşırlar. Birinci form karaciğerde sentezlenir ve kanda HDL ile taşınıp lipid peroksitleri metabolize ederek LDL’nin oksidasyonunu engeller ( 60 ). Serum konsantrasyonu inflamasyon ve dejeneratif süreçlerle değişebilir. İkinci form endotelde bulunan hücresel protein olup, oksidatif hasara

karşı koruyucudur. Üçüncü form ise birinci forma benzer görev yapmakla birlikte, inflamasyon ve okside lipidlerin seviyesinden etkilenmez.

PON 1 enzim düzeyi gebelik, sigara tüketimi, hormonlar, akut faz proteinleri ve yaş ile etkilenir. Prematüre infantlarda erişkin miktarının yarısında bulunur. Erişkinlerde yaşla beraber azalır. Cinsiyetten bağımsızdır.

Oksidatif süreçli hastalıklarda azalma beklenebilir ( 12, 61-63 ).

Asimetrik Dimetilarjinin ( ADMA ) ve arjinin:

ADMA, proteinlerde bulunan arjinin rezidülerine, protein arjinin metil tranferaz ( PRMT ) enzimi tarafından metil gruplarının eklenmesi sonucunda meydana gelen metillenmiş arjinin türevidir. ADMA’nın hücre içi miktarları protein metilasyonu, protein yıkım hızı ve ADMA’nın dimetil arjinin dimetil amino hidrolaz ( DDAH ) enzimi tarafından yıkılma hızına bağlıdır. Hücre içerisinde oluşan ADMA daha sonra dolaşıma verilmektedir. ADMA’nın metabolize edilmesi sonrasında sitrülin ve dimetilamin oluşur ( 62, 63 ) ( Şekil 2.2. ).

Arjinin, doğada en sık bulunan aminoasitlerden olup esansiyel olmamasına karşın koşula göre yarı esansiyel veya esansiyel olarak değerlendirilir. Sitrülin’den arjininosüksinat sentaz ve arjininosüksinat liyaz sitozolik enzimlerinin sıralı etkileri ile proksimal renal tübüllerde oluşturulur.

Nitrik oksit ( NO ), L-arjinin’den Nitrik Oksit Sentaz ( NOS ) enzimi aracılığıyla vücudun neredeyse her hücresinde oluşur. NO potent bir vazodilatör olup hemostaz, lökosit adezyonu, nöral iletim özellikleri yanı sıra antiproliferatif ve antisklerotik etkileri mevcuttur.

ADMA, NOS enziminin kompetitif inhibitörü olarak görev yapar. Bu şekilde NO düzeyini azaltmakla beraber ek olarak oksidatif stres artışında NOS enziminin ayrılmasına yol açıp süperoksit gibi serbest radikal oluşumunu sağlamaktadır. Sonuçta meydana gelen süperoksit ise, NO ile tepkimeye girerek peroksinitrit oluşturmakta ve NO’nun biyoyararlanımını azaltmaktadır ( 64 ).

çeşitli şekillerle ADMA düzeyini etkilemekte olup miktarının artışı PRMT enziminin aktivitesini arttırmakta, tersi durumda enzim aktivitesi azalmaktadır. Proteoliz aşamasıda düşük Hcy düzeyi ile azalmaktadır ( 65 ). Ek olarak, Hcy’nin DDAH enziminin in vitro inhibitörü olduğu gösterilmiş olup, azalmasının DDAH enziminin aktivitesini arttırabileceği düşünülmektedir ( 66 ). Bu sebepler çerçevesinde, yapılan çalışmalarda ADMA düzeyinin FKÜ hastalarında düşük olduğu saptanmıştır ( 11, 67 ).

Şekil 2.2. ADMA’nın oluşumu ve yıkılımı

Proteinler Metilamin + Sitrulin Met SAM

Hcy SAH

Metile proteinler ADMA Proteoliz

Homosistein:

Hcy, sülfür içeren ve protein yapısına katılmayan bir aminoasit olup diyetle alınmayıp, metiyonin metabolizması sırasında ara ürün olarak oluşmakta ve plazmada % 70-80’i albumine bağlı olarak bulunmaktadır. Serbest halde bulunan kısım stabil değildir, hemen homosistin ve homosistein disülfite dönüşmektedir. Total homosistein düzeyi, hem bağlı hem de serbest olan kısmı yansıtmaktadır.

Hcy protein sentezinde kullanılmaz ancak iki ana metabolik yolağın ortasında bulunur. İlk olarak geriye dönüşümsüz sülfürasyon reaksiyonunda serin aminoasiti ile birleşerek sistatyonin beta sentaz enzimi tarafından sistatyonine dönüşür. Bu reaksiyonda piridoksin kofaktör olarak görev yapar. Sistatyonin daha sonra sisteini oluşturur ve idrarla atılır. Böylece vücuttan sülfür içeren maddeler uzaklaştırılır. Ayrıca Hcy reversibl olarak metionin sentaz enzimi tarafından folik asit yolağından metil grubu alarak metillenir ve esansiyel amino asit olan metiyonin oluşur. Bu reaksiyonda kobalamin kofaktördür.

Hcy artışı, süperoksit oluşumunu arttırarak oksidatif streste rol almaktadır PRMT

( 68 ). Ayrıca Hcy’nin NOS’un ayrılarak NO sentezinin engellenmesini de oluşturduğu, bunun hücre içinde BH4’ün azalmasından kaynaklandığı gösterilmiştir ( 69 ).

Hcy’nin fenilketonüri’de azaldığını gösteren çalışmalar mevcut olup, bunun sebebinin FA kısıtlı diyette doğal protein alımının kısıtlanması, folik asit desteği ( folik asit artışı plazma hcy düzeyini düşürmekte ) ve protein metabolizma değişikliğine bağlı vücutta Hcy talebinin azalması olduğu öne sürülmüştür ( 14, 70 ).

Nitrit / Nitrat ( NOx ):

Kanda NOx, yaygın olarak endotelyal NOS aktivitesinin ve indirekt olarak NO seviyelerinin göstergesi olarak kullanılmaktadır. NO vücutta oksijen tarafından çok hızlı bir şekilde ( bir saniyeden az ) nitrit ( NO₂⁻ ) ve nitrata ( NO₃⁻ ) indirgenir ( 71 ).

NOx’un vücutta hem NO’nun yıkım ürünleri olduğu, hem de tekrardan NO üretimi için kullanılabileceği belirtilmektedir. Hipoksik koşullarda, hemoglobin, myoglobin, ksantin oksiredüktaz, askorbat ve polifenoller ile nitrit NO’ya redükte olur. Vücutta NOx kaynağı olarak iki kaynak mevcuttur. Bunlar diyet ve endojen L- arjinin- NO sentaz metabolik yolu’dur. Bu metabolik yolağın katalizörleri çoklu bakır oksidaz ve NO oksidazı seruloplazmin’dir ( 71 ).

Oksidatif strese bağlı hastalıklarda serum’da artışı beklenebilir.

8-hidroksi-2-deoksiguanozin ( 8-OHdG ):

Biomoleküllere zarar verebilecek en önemli oksijen dışı serbest radikal hidroksil radikalidir. Çeşitli mekanizmalarla oluşur, en önemlisi hidrojen peroksit ve diğer reaktif oksijen türevlerinden oluştuğu fenton reaksyonudur. Hidroksil radikali, hücresel ve mitokondrial DNA yakınlarında üretildiği zaman DNA sarmallarına saldırıp hasar oluşturur ( 51 ).

Hidroksil radikalinin, guanin gibi DNA’da bulunan nükleobazlarla karşılaşması sonrasında 8-OHdG oluşur. Diğer nükleobazlara göre ek sık görülen DNA lezyonudur. Oluşumu kolay ve promutajeniktir ve transvers mutasyonlarla sonuçlanabilir. DNA hasarını göstermede çok önemli rolü mevcuttur.

8-OHdG’nin vücut sıvılarında ve dokularda ( idrar, organ örnekleri, lökosit DNA’sı ) çeşitli yöntemlerle ( yüksek performans sıvı kromatografisi, gaz kromatografi-kütle spektrometresi, immünohistokimya, elektroforez ) saptanması ve oksidatif stres, yaşlanma ve karsinojenez için biomarker olarak kullanılması mümkündür ( 72 ).

Oksidatif stres ve diğer DNA hasarı oluşturabilecek koşullarda artışı beklenir.

Vitamin E:

E vitamini yağda çözünen bir vitamin olup 8 farklı formda ( alfa, beta, delta ve gama tokoferol, alfa, beta, gama ve delta tokotrienol ) bulunmaktadır. İnsanlardaki en aktif form alfa tokoferoldür.

Alfa tokoferol, peroksil radikalini çoklu doymamış yağ asitleriyle tepkimesinden önce inaktif hidroperoksit radikaline çevirir. Takiben oluşan tokoperoksil radikali tekrar peroksil radikali ile tepkimeye girerek inaktif ürünleri oluştururlar. Bu şekilde yaklaşık lipitlere karşı 1/1000 oranında biyolojik zarlarda bulunan alfa tokoferol, zarları lipid peroksidasyonundan korur ( 73 ).

FKÜ’de yapılmış çalışmalarda, oksidatif stres sonucu kullanımının artışı sebebiyle serum E vitamini düzeylerinin azaldığı bildirilmiştir ( 74, 75 ).