ÖZET
Serbest radikaller organizmada bazı biyomoleküllerin ya-pısını bozarak hücre, doku ve organ düzeyinde hasar meydana getirirler. Bu biyomoleküllerden lipidlerin peroksidasyon son ürünü olan malondialdehid'in (MDA) eritrosit ve serum düzeyini ölçmek mümkündür. Çalışmamızda hipermetabolik bir durum olan hipertiroidizmde hücresel solunum reaksiyonlarının artma-sının lipid peroksidasyonuna etkisini ve bu durumun antioksidan olarak bilinen redükte glutatyon, E ve C vitaminle-riyle ilişkisini araştırdık. Hipertiroidizmi olan hastalar (grup l, n:45), sağlıklı kişilerle karşılaştırıldığında (grup 2, n:30); orta-lama eritrosit MDA (eMDA) düzeyi grup l'de 0,60 ± 0,19 nmol/mL, grup 2'de 0,02 ± 0,01 nmol/mL (p<0.001), serum MDA (sMDA) grup l'de 1,71 ± 0,36 nmol/mL, grup 2'de 0,80 ± 0,08 nmol/mL (p<0.001) idi. Eritrosit redükte glutatyon, vita-min E ve vitavita-min C düzeyleri ortalamaları sırası ile Grup l'de 2,05 ± 0,37 nmol/gHb; 4,80 ± 0,75 |ig/mL ve 1,02 ± 0,17 mg/dL; Grup 2'de ise sırası ile 5,15 ± 0,55 jj.mol/gHb (p<0.001); 9,20 ± 0,88 ng/mL(p<0.001) ve 1,97 ± 0,14 mg/dL(p<0.001) bulundu. Sonuçta hipertiroidizmde lipid peroksidasyonunun arttığı, antioksidan etkinliğinin azaldığı, bu nedenle tedavisinin E ve C vitaminleri ile desteklenmesinin yararlı olacağı kanısına vardık.
Anahtar kelimeler: Hipertiroidizm, serbest radikaller, antioksidanlar.
SUMMARY
Free radicals lead to damage in cells, tissues ör organ! by altering the structure of some biomolecules. Erythrocytf and serum levels of malondialdehyde, a peroxidation eni product of these biomolecules including lipids, can te determined. in this study , we investigated the effect ol increased oxidation reactions on lipid peroxidation in hyperthyroidism, a hypermetabolic state, and relation to reduced glutathione, vitamin E and vitamin C which are al antioxidants. Mean erythrocyte MDA levels of hyperthyroid patients (group l, n=45) and healthy subjects (group 2, n=30)f were 0,60 ± 0,19 nmol/mL and 0,02 ± 0,01 nmol/mL, respectively, with a significant difference between groups (p<0.001). The serum levels of same variables were 1,71 i 0,36 nmol/mL and 0,80 ± 0,08 nmol/mL in the same order also with a significant difference (p<0.001). Mean erythrocyte levels of reduced glutathione, vitamin E and vitamin C were 2,05 ± 0,37 nmol/gHb; 4,80 ± 0,75 ng/mL and 1,02 ± 0,17 mg/dL in group l and 5,15 ± 0,55 nmol/gHb( p<0.001); 9,20 + 0,88 ng/mL ( p<0.001) and 1,97 ± 0,14 mg/dl,( p<0.001) in group 2, respectively, with a significant difference in each pair of variables. As a re'sult, because lipid peroxidation is increased and efficienc y of antioxidants are decreas ed in hyperthyroidism, vitamin E and C support may be useful in the treatment.
Keywords: Hyperthyroidism, free radicals, antioxidants.
C. Ü. Tıp Fakültesi Dergisi 22 (4): 196-200, 2000
GİRİŞ VE AMAÇ
Biyolojik sistemlerde normal metabolizmanın de-1 vamı ve enerji oluşumu için gereken reaksiyonlar sıra-sında serbest radikallerin oluşması kaçınılmazdır. Normal koşullarda hücrelerdeki serbest radikallerin en önemli kaynağı oksidatif solunum sırasında mitokondri ve end oplazmik r et ik ulumdak i elektr on akımından moleküler oksijene elektron sızmasıdır (1,2). Bu şekilde
Yrd.Doç.Dr. Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi İç Hastalıkları A.D.
Cumhuriyet Üniversitesi
_______________________________
Tıp Fakültesi
*
Hipertiroidizimde Lipit Peroksidasyonu ve Antioksidan Düzeyleri
Lipid Peroxidation and Antioxidant Levels in Hyperthyroidism
oluşa t hidroj transi reakt 3). S< yüksı gibi orga men asitl' pere tem bir dev
oluşan süperoksid anyonu bir reaktif oksijen türü olan
hidrojenperokside çevrilir. Hidrojenperoksid ise
transisyon metal iyonlarının varlığında organizmadaki en
reaktif radikal türü olan peroksil radikalini oluşturur
(1-3). Serbest radikaller ortamdan uzaklaştırılamadıklarında
yüksek reaktiviteleri nedeniyle lipid, protePn, nükleik asit
gibi biyomoleküllerin yapısını bozarak hücre, doku ve
organ düzeyinde hasar meydana getirirler. Hücrelerde
membran lipidlerinin yapısında bulunan poliansature yağ
asitleri (PAYA) serbest radikallerle etkilendiğinde lipid
peroksidasyonu başlar (4). Eğer peroksil radikalleri
temizlenemezlerse, sağlam PAYA 'ni etkileyen zincirleme
bir reaksiyon başlar. Lipid peroksidasyonu kendiliğinden
devam eden zincirleme bir reaksiyon olduğu için hasar
vericidir.
Fizyolojik konsantrasyonlarda antioksidan özellik
gösteren tiroid hormonlarının metabolik hıza dolayısıyla
oksijen tüketimine ve oksidatif metabolizmaya etkileri
bilinmektedir (5,6). Hipertiroidizm ve hipotiroidizmin
değişik doku ve organlarda oksidan ve antioksidan
sis-tem üzerine farklı etkilerinin olduğu bildirilmiştir. Primer
ve sekonder lipid peroksidasyon ürünleri fazla miktarla
r-da oluştuğunr-da organizmar-da farklı bölgelere transfer
olabilir (4,7). Bu nedenle biz bu çalışmamızda tedavi
edilmemiş hipertiroidizmi olan kişilerde lipid
peroksidasyonunu
değerlendirmek amacıyla lipid
peroksidasyonu son ürünü olan malondialdehid'in (MDA)
serum ve eritrosit düzeyini ölçtük; eritrosit redükte
glutatyon ve antioksidan vitaminler olarak bilinen C ve E
vitamini ile ilişkisini değerlendirdik.
Malondialdehid
(MDA)
ölçümü:
Lipid
peroksidasyon ürünü olan MDA'in tiyobarbütirik asit ile
reaksiyonu sonucu oluşan pembe rengin 553 nm dalga
boyunda spektrofotometrik ölçülmesi prensibine
da-yanmaktadır (nmol/mL)(4,8).
Eritrosit redükte glutatyon (GSH) ölçümü:
Elmann ayıracı ile sülfidril gruplarının reaksiyonu sonucu
oluşan renkli ürünün 412 nm dalga boyunda
spektrofotometrik olarak ölçülmesi prensibine
dayan-maktadır (u.mol /g Hb) (9).
E vitamini ölçümü: Vitamin E düzeyi VVaters 510
High Pressure Liquid Chromatography (HPLC)
kullanıla-rak ölçüldü. HPLC koşullan: Kolon, C18 protein kolonu.
Mobil faz :Methanol: Su(96:4). Akış hızı 1.5/dk. Dalga
boyu:295. Standart: a-tocopherol (u.g/mL) (10).
Askorbik Asit ölçümü: Askorbik asit düzeyinin
saptanması 2,6 diklorofenol-indofenolün askorbik asit
tarafından renksiz yapıya indirgenmesi prensibine
da-yanmaktadır (mg/dL) (11).
İstatistiksel yöntemler: Gruplar arasında,
pa-rametrelerin ortalamalarının karşılaştırılmasında SPSS
paket bilgisayar programı kullanılarak bağımsız örnekler
arasında student t-testi uygulandı. Her iki grupta
antioksidan ve oksidan sisteme ait parametrelerin
bir-birleriyle ve kendi aralarındaki korelasyonlarının
karşı-laştırılmasında yine aynı program kullanılarak Pearson
korelasyon analizi yapıldı. Ayrıca Statistica paket
bilgisa-yar programı kullanılarak kanonical korelasyon analizi
uygulandı.
GEREÇ ve YÖNTEM
Hasta Grubu: May
ıs-Aralık 1999 tarihleri arasında
Mersin Üniversitesi Tıp fakültesi İç Hastalıkları
poliklini-ğine başvuran yaşları 21-72 arasında, hipertiroidizimi
olan (Serbest T3 değerleri 11.2-38 pmol/L, SerbestT4
13.4-100 pmol/L,TSH <0.005
ı^U/mL ) 45 kişi (28
ka-dın,^ erkek) hasta grubu olarak alındı. Hastaların hiç
biri sigara, vitamin, herhangi bir ilaç kullanmıyordu,
başka hastalığı yoktu. Kontrol grubu olarak, aynı yaş
grubunda ve hasta grubu ile benzer beslenme alışka
n-lıkları olan, sigara, vitamin kullanmayan sağlıklı bireyler
arasından 30 kişi alındı (18 kadın 12 erkek).
Serbest T3 (ST3), Serbest T4 (ST4), TSH
Öl-çümü: ST3, ST4 ve TSH düzeyleri (S
ırası ile katolog
numaraları :1731386, 1731297, 1731459)
elektro-kemilüminesans yöntemi ile çalışıldı (Elecsys. 2010,
Roche Diagnostic, GmbH,Mannheim).
SONUÇLAR
Hipertiroid grupta ( grup 1) eritrosit MDA (eMDA)
değerlerinin ortalaması 0,60 ± 0,19 nmol/mL kontrol
grubunda (grup 2) 0,02 ± 0,01nmol/mL idi (p<0.001).
Serum MDA (sMDA) değerlerinin ortalaması grup l'de
1,71 ± 0,36 nmol/mL olarak saptanırken grup 2'de 0,80
± 0,08 nmol/ml olarak saptandı (p<0.001). Grup l'de
VitE değerlerinin ortalaması 4,80 ± 0,75 ng/mL iken
grup 2'de 9,20 ± 0,88 u.g/mL idi (p<0.001). VitC
de-ğerlerinin ortalaması grup l'de 1,02 ± 0,17 mg/dl iken
grup 2'de 1,97 ± 0,14 mg/dl olarak saptandı
(p<0.001). GSH değerlerinin ortalaması grup l'de 2,05
± 0,37 u.mol/gHb iken grup 2'de 5,15 ± 0,55 jımol/gHb
idi (p<0.001) (Tablo. 1). Hipertiroid grupta antioksidan
(VitE, VitC , GSH) ve oksidan (eMDA , sMDA) grupları
arasında ve bu grupların içinde Pearson korelasyon
analizleri yapıldı. Bu analiz sonucunda VitE ile GSH
arasında anlamlı korelasyon bulundu (r:0,316 , p<0.05). VitC ile eMDA arasında da anlamlı bir korelasyon sap-t andı (r:0,395 , p&lsap-t;0.01). Ösap-te yandan GSH ile hem eMDA (r:-0,629 , p<0.01) hem de sMDA (r:-0,403 , p<0.01) arasında anlamlı bir korelasyon bulundu. Ayrıca eMDA ile sMDA arasında da anlamlı bir korelasyon
-sap-tandı (Tablo3). Grup l'de antioksidanlarla oksidanlaı arasındaki ilişkiyi daha belirgin ortaya koymak için kanonik korelasyon analizleri yapıldı. Bu analizler so-nucunda grup l de antioksidanlarla oksidanlar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir korelasyon saptandı (Canonical R: 0,699 p:0,0000721).
Tablo 1. Grupların tanımlayıcı istatistikleri ve Mesti.
PARAMETRE
GRUP
N
MİN.
MAKS.
MEAN S.D.
t-tes ti
VITE (ng/mL)
1 2
45 30
3,40 7,50
6,10 11,00
4,802 0,756 9,200 0,885
P<0.001
VITC (mg/dL)
1 2
45 30
0,70 1,70
1,50 2,40
1,020 0,171 1,973 0,146
P<0.001
GSH
1
45
1,20
3,00
2,053 0,370
P<0.001
(nmol /gHb)
2
30
3,80
6,00
5,153 0,550
EMDA (nmol/mL)
1 2
45 30
0,25 0,02
0,90 0,025
0,606 0,190 0,022 0,001
P<0.001
SMDA (nmol/mL)
1 2
45 30
0,90 0,60
2,50 0,90
1,715 0,364 0,800 0,087
P<0.001
Tablo 2. Hipertiroidili grupta ( Grup 1)
bivariate korelasyon
analizi.
VITE
VITC
GSH
SMDA
EMDA
VITE
Pearson Correlation
1,000
0,098
0,316*
-0,128
-0,250
Sig. ( 2-tailed )
/
0,523
0,034
0,402
0,098
N
45
45
45
45
45
VITC
Pearson Correlation
0,098
1,000
0,154
-0,107
-0, 39 5* *
Sig. ( 2 - tailed )
0,523
,
0,311
0,484
0,007
N
45
45
45
45
45
GSH
Pearson Correlation
0,316*
0,154
1,000
-0, 40 3* *
-0, 62 9* *
Sig. ( 2 - tailed )
0,034
0,311
/
0,006
0,00
N
45
45
45
45
45
SMDA
Pearson Correlation
-0,128
-0,107
-0, 40 3* *
1,000
0, 56 2* *
Sig. ( 2-tailed )
0,402
0,484
0,006
f
0,000
N
45
45
45
45
45
EMDA
Pearson Correlation
-0,250
-0, 39 5* *
-0, 62 9* *
0, 5 6 2* *
1,000
Sig. ( 2 - tailed )
0,098
0,334
0,000
0,00
*
N
45
45
45
45
45
Korelasyon 0.05 seviyesinde ( iki yönlü ) anlamlı Korelasyon 0.01 seviyesinde (iki yönlü ) anlamlı
TARTIŞMA
Lipid peroksidasyonu ürünleri düzeyi bu ürünlerin transfer olma özelliği nedeniyle sadece dokularda değil serumda da ölçülebilir. Burada eritrosit, organ ve do-kuların hücre membran yapısını temsil eden bir model olarak düşünülmüştür. Çalışmamızdaki veriler hipertiroidizmi olan grupta lipid peroksidasyonunun sekonder ürünü MDA'in hem plazma hemde
eritrositler-de anlamlı olarak arttığını göstermektedir. Hipertiroidizmin neden olduğu metabolizma hızındaki artış, hedef dokularda hücresel solunumdaki artış ile birliktedir. Bu durum solunum zincirinden moleküler oksijene geçen elektron miktarını arttıbilir. Oluşan nor-malden fazla miktardaki süperoksit anyonu lipid
peroksidasyonunu başlatabilir (12). Fernandez ve ark. (13) tarafından yapılan hayvan çalışmasında deneysel hipertiroidizm durumunda karaciğer mikrozomal NADPH'a bağlı elektron transfer reaksiyonlarının yol açtığı süperoksid radikal oluşumu ve lipid peroksidasyon ürünlerinde artış gösterilmiştir. Asayama ve ark. (14) deneysel hipertiroidizmde karaciğer, kalp kasında ve bazı iskelet kaslarında lipid peroksidasyonunda artma saptamışlardır. Saito, T. (15) hipertiroidizmde
eritrosit-lerde superoxide dismutase (SOD) aktivitesinin arttığını göstermiştir. Çalışmamızda hipertiroidizmli hastalarda antioksidan ajanlar olan GSH, E ve C vit aminlerinin serum düzeyinde azalma saptadık. Bu azalma ile oksidan sistemdeki artış arasında kanonikal bir korelasyon vardı. Kontrol grubu ile hipertiroidizmi olan hastaların aynı toplumda benzer sosyoeonomik
koşul-larda yaşaması nedeniyle serum C vitamini düzeyindeki azalmanın açıklanmasında diyet alımı faktörü göz ardı edilebilir. E vitamini ise yiyec eklerin ç oğunda yeterli miktarda bulunduğu için sağlıklı erişkinlerde primer eksikliği tanımlanmamıştır (16). Eritrositlerdeki redükte glutatyon (GSH), glutatyon peroksidaz ile okside olurken hidrojen peroksiti ortamdan uzaklaştırır. Böylece lipid peroksidasyon zincir reaksiyonlarını sonlandırır (2). Redükte edici ve serbest radikal temizleyici bir ajan olan askorbik asit ise serbest radikale hidrojen transfer ede-rek dehidroaskorbik asite okside olur. Yeterli GSH varlı-ğında tekrar askorbik asite redükte olur, yada inaktif
ürünlere çevrilir. Eritrositin dihidroaskorbatı redükte etme kapasitesi yüksektir ve yeterli intraselüler GSH 'ı gerektirir (17). Önemli bir antioksidan olan E vitamini organizmada lipidden zengin yapılarda özellikle hücre membranında bulunur. Böylece lipid peroksidasyonunda zincir kırıcı olarak önemli bir rol oynar. Askorbat ve glutatyon gibi redükte edici ajanlar başlangıçta oluşmuş
serbest radikali redükte ederek E vitamininin hızlı kaybı-nı önlerler (18). Görüldüğü gibi glutatyon, E ve C vita-minleri antioksidan etkilerini gösterirken birbirlerine ihtiyaç duyar lar. Daha öncede Venditti ve ark. (19) larının hipertiroid ratlarla yaptıkları çalışmada lipid peroksidasyonunda artmanın yanısıra tüm antioksidan kapasitede azalma saptanmış, E vitamini verilmesiyle bu durumun düzeldiği gösterilmiştir. Yine hipertiroidizmli hastalarda metimazolün oksidan ve antioksidan sisteme etkisini araştıran bir çalışmada hipertiroidili hastalarda plazma lipid peroksitlerinin arttığı vitamin E ve C dü-zeylerinin azaldığı gösterilmiştir (20).Bizim verilerimize g ö r e d e h i p er t ir o i d iz m li h a s t a l ar d a l ip i d peroksidasyonunda artışın yanısıra glutatyon, E ve C vitaminlerinde bir azalma vardır. Bulgularımız bu araş-tırmaların ışığında değerlendirildiğinde ; hipertiroidili hastalarda tedavinin E ve C vitamini ile desteklenmesi-nin yararlı olabileceğini düşündürdü. Ancak bu yararın objektif olarak ortaya konması için antitiroid tedaviye ek olarak E ve C vitamini verilen hastaların izlenerek antioksidan sistemlerinde daha çabuk ve belirgin dü-zelmenin olduğunu gösteren çalışmalara gereksinim vardır.
KAYNAKLAR
1. Cheeseman K.H., Slater T.F. An introduction to free radical biochemistry. British Medical Bulletin 49(3): 481-493, 1993.
2. Başağa H.S. Biochemical aspects of free radicals.Biochem. Celi Biol 68: 989-998, 1990.
3. Sevanian A., Hochstein P. Mechanism and consequences of lipid peroxidation in biological systems.Ann. Rev. Mut . 5: 365-390, 1985.
4. Yagi K. Lipid peroxides and related radicals in clinical medicine. Armstrong D(Ed), Free Radicals in Diagnostic Medicine. Plenum Press, New York, 1-15,1994.
5. Antipenko A.Y., Antipenko Y.N. Thyroid hormones and regulation of celi reliability systems.Adv. Enzym regu. 34: 173-98,1994
6. Sundaram V., Hanna A.N., Koneru L. ,Newman H.A.I., Falko J.M. Both hypothyroidism and hyperthyroidism enhance low density lipoprotein oxidation. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 82: 3421- 3424, 1997.
7. Cestaro B.,Giuliani A., Fabris F. Scarafiotti C. Free radicals, atherosderosis,aging and related dysmetabolic
pathologies:biochemical and moleculer aspects. Eur.J. Cancer Prev .6 (Suppl 1): 25-30, 1997.
8. VVard R.J., Peters T.J. Free radicals. Marshall W.l, Bangert S.K. ( Ed), Clinical Biochemistry, Churchill Livingstone, 765- 777,1995.
9. Beutler E. Red Celi Metabolism: A Manual of Biochemical Methods, ed.3. Grune and stratton, Orlando, 131- 132,1984.
10. Heinz H,Bussemas, Harhoff F. Zur vitamine Analytic "HPLC- Methoden zur Bestimmuns vvichtiger vitamine aus BlutLABA Analytica 45: 3036,1990.
11. Bauer J.D.,Ackerman P.G., Toro G. Clinical Laboratory Met hods, ed. 8, Mosby Com pany, S ai nt Loui s, , 458- 460,1974.
12. V enditt i P.,B al est ri M., Di Meo S., De Leo T. E ffect of thyroid state on lipid peroxidation,antioxidant defences,and susceptibility to oxidative stress in rat tissues. Journal of Endocrinology 155: 151-157,1997. 13. Fernandez V., Barrientos X., Kipreos K., Valenzuela A.,
Videla L.A. Superoxid radical generation,NADPH oxidase activity, and cytochrom e P-450 content of rat liver microsom al fractions in an experim ental hyperthyroid state: relation to lipid peroxidation. Endocrinology 117(2): 496-501,1985.
14. Asayama K., Dobashi K., Hayashibe H.,Megata Y., Kato1
Lipid peroxidation and free radical scavengers in thyrı dysfunction in the rat: A possible mechanism of injuıyl heart and skelatal muscle in hyperthyroidisı Endocrinology 121: 2112-2118,1987.
15. Saito T. Superoxide dismutase level in huns erythrocytes and its clinical application to the patin with cancers and thyroidal dysfunctions.Hokkaido Igal Zasshi 264: 4759-4761,1998.
16. Meydani M. Vitamin E. Lancet 345: 170,1995. 17. Mendiratta S., Qu Z.C.,May J.M. Erythrocyte ascorba
recycling:antioxidant effect in blood. Free Radic.Biol.Mal 24(5): 798-797,1998.
18. Meisenberg G.,Simmons W.H. Vitamins and minen metabolism. Underdown E., Copland B (Ed.) Prindplesd Medical Biochemistry. Mosby Company ,St.Louis, 479-50} 1998
19. Venditti P., De leo T.,Di Meo S. Antioxidant sensitivf shortening of ventricular action potential in hyperthyroii rats is independent of lipid peroxidatioa Mol.Cell.Endocrinol. 142(1-2): 15-23,1998.
20. Ademoğlu E., Gökkuşu C., Yarman S.,Azizlerli H. Ttiî effect of m ethim azol e on the oxidant and antioxidanl system in patient with hyperthyroidism. Pharm acol.Rs 38(2): 93-96,1998.
K A
Yazışma Adresi Yrd.Doç.Dr. Ersin AKBAY
Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi İç Hastalıkları A.D. Mersin
