Trakeobronkomalazili köpeklerde kan ve kıkırdak dokudaki iz element (bakır, çinko, demir, mangan ve silisyum)  düzeylerinin değerlendirilmesi
Evaluation of trace element (copper, zinc, iron, manganese and silicon) levels in blood and cartilage tissue in dogs with tracheobronchiomalacia
Yazar: ÖYKÜ SARGIN
Danışman: PROF. DR. UTKU BAKIREL
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine ; İç Hastalıkları = Internal diseases

Özet:
Trakeobronkomalazi (TBM) solunum yollarının kıkırdak halkalarının yumuşaması sonucu mukavemetini kaybetmesi ile çeper membranın çökmesine bağlı olarak inspirasyon veya ekspirasyon esnasında trake ve bronşların kollabe olması durumudur. Etiyolojisi tam olarak bilinmemekte olup, kıkırdak halkaların dejenerasyonu ile birlikte multifaktörel bir hastalık olduğu düşünülmektedir. Çeşitli solunum yolu hastalıklarında önemi saptanan iz elementler, trake ve bronşların yapısını oluşturan hyalin kıkırdak matrisi, kolajen lifler, proteoglikan kümeleri ve glikozaminoglikan yapısını etkilemektedir. Bakır (Cu), lizil oksidaz aktivitesinde ekstraselüller matris oluşumunda görevlidir.  Çinko (Zn), tüm kolajen tiplerinin biyosentezinde ve degradasyonunda etkilidir. Demir (Fe), prolil hidroksilaz aktivitesinde ve kolajen sentezinde görev alır. Manganez (Mn) kıkırdak doku gelişiminde ve proteoglikan biyosentezinde ve glikozaminoglukan yan zincirlerinin uzamasında gereklidir. Silikon (Si), glikozaminoglikan ve protein komplekslerinin önemli bir bileşeni olup, ektrasellüler matris oluşumunun yanı sıra, mineralizasyonda etkilidir ve çeşitli çalışmalarda, kolajen içeriğine önemli etkisi gösterilmiştir. 
Bu araştırmada, bahseedilen iz elementlerin, TBM'de bozulmuş kıkırdak yapısıyla ilişkili olup olmadığı incelendi. Toplam 77 köpek çalışmaya dahil edildi. Bunlardan 66 TBM hastası köpeğin kan serumu ve bu hastalardan 43ünün bronşiyal biyopsi örneği ile 11 sağlıklı köpeğin kan serumu ve bronş biyopsi örneğinde Cu, Zn, Fe, Mn ve Si düzeyleri karşılaştırılarak istatistiki öneminin olup olmadığı araştırıldı. 
TBM grubu vakalar kendi içinde lokasyon (tek taraflı ve bilateral) ve şiddete (< 50 çökme: hafif, >50 çökme: şiddetli) göre sınıflandırıldı. Grup içinde, şiddete göre ve lokasyona göre korelasyon analizi yapıldı. TBM vakaları arasında iz element düzeylerinin birbiriyle ilişkisi karşılaştırıldı. Serum örneklerinde, TBM ve sağlıklı grup iz element düzeyleri karşılaştırıldığında korelasyonun istatistiki öneme sahip olmadığı saptandı (p>0,05). Bronşiyal dokuda TBM ve sağlıklı grup arasında Cu, Fe ve Mn p<0,05 düzeyinde, Si p<0,01 düzeyinde korelasyon istatistiki öneme sahip bulundu. Biyopsi Zn örnekleri arasında istatistiki önem saptanmadı. Şiddet ve lokasyona göre değerlendirildiğinde, doku Si örnekleri arasında, tek taraflı hafif vakalar ve tek taraf hafif- tek taraf şiddetli (bilateral) vakalar arasında p<0,01 düzeyinde korelasyon istatistiki öneme sahip saptandı.
Sonuç olarak; TBM'li köpeklerin bronşiyal dokusunda Cu, Fe ve Mn düzeylerinde önemli azalmanın olduğu görüldü. İlaveten, Silikon düzeylerinin kanda yüksek ve bronşiyal dokuda oldukça önemli yüksek saptanması, TBM'li köpeklerde silikonun kıkırdak yapıyı etkileyen faktörlerden biri olduğu gösterildi. Çinkonun TBMli köpeklerde etkisiz olduğu belirlendi. Böylece, köpeklerin TBM'sinde görülen kıkırdak yapı bozukluğunun nedeninin bronşiyal dokularda silikonun akumulasyonunun yanı sıra bakır, demir ve mangan eksikliği olabileceği kanıtlandı. Bu verilerin hastalığın anlaşılmasında, önlenmesinde ve tedavisinde önemli katkılar yapacağı kanısındayız.

Abstract:
Tracheobronchomalacia (TBM) is a condition in which the trachea and bronchi collapse during inspiration or expiration due to softening of the cartilage rings of the respiratory tract and collapse of the wall membrane. The etiology is not known exactly and it is thought to be a multifactorial disease with degeneration of cartilage rings. Trace elements, the importance of which has been determined in various respiratory diseases, affect the hyaline cartilage matrix, collagen fibers, proteoglycan clusters and glycosaminoglycan structure of the trachea and bronchi. Copper (Cu) is involved in the formation of extracellular matrix in lysyl oxidase activity.  Zinc (Zn) is involved in the biosynthesis and degradation of all collagen types. Iron (Fe) is involved in prolyl hydroxylase activity and collagen synthesis. Manganese (Mn) is essential for cartilage tissue development and proteoglycan biosynthesis and elongation of glycosaminoglucan side chains. Silicon (Si) is an important component of glycosaminoglycan and protein complexes and is effective in mineralization as well as the formation of the extracellular matrix and has been shown to have a significant effect on collagen content in various studies. In this study, we investigated whether these trace elements are associated with impaired cartilage structure in TBM. A total of 77 dogs were included in the study. Cu, Zn, Fe, Mn and Si levels in the blood serum and bronchial biopsy specimens of 66 dogs with TBM and 43 of these patients were compared with the blood serum and bronchial biopsy specimens of 11 healthy dogs to determine statistical significance. TBM group cases were classified according to location (unilateral and bilateral) and severity (<50 collapses: mild, >50 collapses: severe). Correlation analysis was performed within the group, according to severity and location. The correlation of trace element levels between TBM cases was compared. In serum samples, the correlation between TBM and healthy group trace element levels was not statistically significant (p>0.05). In bronchial tissue, Cu, Fe and Mn correlation between TBM and healthy group was found to be statistically significant at p<0.05 level and Si correlation at p<0.01 level. No statistical significance was found between biopsy Zn samples. When evaluated according to severity and location, the correlation between tissue Si samples, unilateral mild cases and one side mild-other side severe (bilateral) cases was found to be statistically significant at p<0.01 level.
In conclusion; Cu, Fe and Mn levels were significantly decreased in bronchial tissue of dogs with TBM. In addition, silicon levels were found to be high in blood and significantly higher in bronchial tissue, indicating that silicon is one of the factors affecting the cartilage structure in dogs with TBM. Thus, it was proved that copper, iron and manganese deficiency, as opposed to silicon accumulation in bronchial tissues, may be the cause of the cartilage structure disorder seen in canine TBM. We believe that these data will make important contributions to the understanding, prevention and treatment of the disease.