Otizm yelpazesi bozukluğu olan çocuklarda dinamik tiyol/disülfit homeostazı ve otizm şiddeti ile ilişkisi
Dynamic thiol/disulphide homeostasis and its relation with autism symptom severity in children diagnosed with asd
Yazar: AYŞEGÜL EFE
Danışman: PROF. DR. BİRİM GÜNAY KILIÇ
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk ve Ergen Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2017
Konu: Psikiyatri = Psychiatry
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Disülfitler = Disulfides ; Hastalık şiddeti indeksi = Severity of illness index ; Homeostaz = Homeostasis ; Oksidanlar = Oxidants ; Otistik bozukluklar = Autistic disorder ; Otizm spektrum bozukluğu = Autism spectrum disorder ; Tiyoller = Thiols ; Çocuklar = Children

Özet:
AMAÇ: Bu çalışma ile oksidatif stres ve antioksidan savunma mekanizması bozukluklarının çocukluk çağı otizminin etiyopatogenezindeki rolünün yeni ve daha önce hiç çalışılmamış bir yöntem olan dinamik tiyol/disülfit homeostazı göstergelerinin ölçümü ile değerlendirilmesi ve bu biyobelirteçlerin otizmde sorunlu davranış şiddeti ve OSB belirti şiddeti ile ilişkisinin incelemesi amaçlanmıştır. 
YÖNTEM: Çalışmamız Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Çocuk ve Ergen Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim Dalı Polikliniği'ne ayaktan başvuran, 3-10 yaş arası OSB tanılı 60 çocuk ile yaş ve cinsiyet bakımından eşleştirilmiş 56 sağlıklı çocuğun dinamik tiyol/disülfit homeostazına ilişkin biyokimyasal parametrelerinin karşılaştırılmasını içermektedir. Çalışmaya dâhil olma ölçütlerini karşılayan tüm olgular için sosyodemografik veri formu ve SDKL formu doldurulmuş ve klinisyen tarafından CARS uygulanmıştır. OSB grubunun klinik görüşme ile tanısal doğrulama yapıldıktan sonra farklı olarak ABC ölçeğinin de ebeveynleri tarafından doldurulması sağlanmıştır. Tüm olguların plazmalarından alana ilişkin yazında bildirilen usule uygun şekilde dinamik tiyol/disülfit homeostazı parametrelerinin ölçülmesi işlemi uygulanmıştır. 
SONUÇ: OSB grubunda sağlıklı kontrollere kıyasla dinamik tiyol/disülfit homeostazı göstergelerinde oksidan-antioksidan dengenin bozulduğunu gösterir nitelikte farklılık saptanmıştır, ancak otizm belirti şiddeti ve sorunlu davranış şiddeti ile bu göstergeler arasında doğrusal nitelikte bir ilişki bulunamamıştır. Dinamik tiyol/disülfit homeostazının native tiyol (p<0.001; t=-4.113), total tiyol (p=0.014; t=-2.504) ve redükte tiyol oranı (p<0.001; Z=-4.735) parametreleri OSB grubunda kontrollere kıyasla düşük olduğu saptanmıştır. OSB grubunda disülfit (p<0.001; Z=-3.804), redoks potansiyeli (p<0.001; Z=5.585) ve okside tiyol oranı (p<0.001; Z=-4.729) parametrelerinin ise sağlıklı kontrollere kıyasla yüksek olduğu saptanmıştır. 
ROC Analizi'nde, her bir parametrenin istatistiksel olarak anlamlı ve "kabul edilebilir ayrım potansiyeline" sahip düzeyde OSB tanısını sağlıklılardan ayırt edebildiği görülmüştür. Değeri düştükçe OSB tanısını daha iyi ayırt eden parametrelerin ROC Analizi'ne göre kesim değerleri native tiyol için 420.2 μmol/L, total tiyol için 473.25 μmol/L ve redükte tiyol oranı için 90.87 olarak belirlenmiştir. Duyarlılık ve özgüllük oranları sırasıyla SH: %41.7 ve %91.1, ToSH: %48.3 ve %78.6, SH/ToSH: %58.3 ve %83.9 olarak saptanmıştır. Değeri yükseldikçe OSB tanısını daha iyi ayırt eden parametrelerin ise kesim değerleri disülfit için 22.6 μmol/L, redoks potansiyeli için 5.03 ve okside tiyol oranı için 4.565 olarak belirlenmiştir. Duyarlılık ve özgüllük oranları sırasıyla SS: %56.7 ve %78.6, SS/SH: %58.3 ve %83.9, SS/ToSH: %58.3 ve %83.9 olarak saptanmıştır. 
Dinamik tiyol/disülfit homeostazının OSB tanısındaki bağımsız etkisini incelemeye yönelik yapılan multivariate lojistik regresyon analizinde hem babanın doğumdaki yaşı, native tiyol ve disülfit değişkenlerinden oluşan modelin hem de babanın doğumdaki yaşı, total tiyol ve redoks potansiyeli değişkenlerinden oluşan modelin OSB tanısını yaklaşık olarak %45 oranında açıkladığı saptanmıştır. Model-1'de yer alan native tiyolde bir birimlik düşüşün otizm riskini %2.5, disülfitteki bir birimlik artışı otizm riskini %20.7 arttırdığı, Model-2'de yer alan total tiyoldeki bir birimlik düşüşün otizm riskini %1.6, redoks potansiyelindeki bir birimlik artışın ise otizm riskini %180.9 arttırdığı saptanmıştır.  
TARTIŞMA: Oksidan-antioksidan dengeyi dinamik tiyol/disülfit homeostazı parametrelerinin plazmadan ölçümü ile değerlendirdiğimiz çalışmamızda, OSB grubunda tiyol/disulfit dengesinin oksidatif stresin artışını gösterir şekilde disülfit tarafına, yani sağa kaydığı görülmüştür. Artmış disülfit, okside tiyol oranı ve tiyol oksidasyon-redüksiyon oranı artmış oksidatif stresi göstermekteyken, sağlıklılara kıyasla düşük saptanan native tiyol, total tiyol ve redükte tiyol oranı düşük antioksidan savunma mekanizmasına ve yazını destekler şekilde artmış oksidatif strese rağmen otizmde kompansatuvar antioksidan yanıtın oluşamayışına yorumlanabilmektedir. Çalışmamız beyin gelişimi için erken kritik yaşlarda antioksidan savunma mekanizmasındaki yetersizliklerin, oksidatif hasara intrinsik duyarlılığı olan beyin dokusunun, oksidatif dengeyi bozan herhangi bir dış çevresel faktörün de aditif etkisi ile hasarlanması sonucu otizmin heterojen fenotipinin oluşumuna yol açacağı fikrini desteklemektedir. 
Çalışmamız OSB tanılı çocuklarda dinamik tiyol/disülfit homeostazının ölçümü ile oksidatif stresin etiyopatogenezdeki rolünü değerlendiren ilk çalışmadır. Dinamik tiyol/disülfit homeostazı göstergelerine ilişkin bulgularımızın, yazında farklı belirteçlerle otizm etiyolojisinde oksidatif hipotezi destekleyen çalışmalara benzer sonuçlarla farklı bir pencereden katkı sağladığı düşünmekteyiz. Dinamik tiyol/disülfit homeostazı ile OSB arasındaki ilişkinin nedenselliğinin belirlenebilmesi, bulguların genellenebilmesi ve OSB alanındaki tedavilerin oksidan-antioksidan denge üzerindeki etkilerinin araştırılabilmesi için toplum temelli, farklı oksidan ve antioksidan statü göstergeleriyle birlikte değerlendirmeleri de içeren gelecek çalışmalara ihtiyaç vardır.
Anahtar Sözcükler: otizm spektrum bozukluğu, dinamik tiyol/disülfit homeostazı, oksidan-antioksidan denge, oksidatif biyobelirteçler.

Abstract:
OBJECTİVE: To evaluate the role of oxidative stres and antioxidant defense mechanism on the ethiopathogenesis of autism with a novel oxidative stress marker, dynamic thiol/diulphide homeostasis, and the relation of the symptom severities of autism and problem behaviors with these plasma biomarkers, which is studied on autism firstly. 
METHOD: A total of 60 medication naive children aged 3-10 years with a diagnosis of ASD were investigated for dynamic thiol/disulphide homeostasis parameters and results compared with that of 56 healthy subjects matched for age and gender. ASD and comorbid psychiatric diagnoses was controlled for all participants with an clinical interview according to DSM-5 by a child and adolescent psychiatrist. A sociodemographic data form, CARS (Childhood Autism Rating Scale) and AaBC (Abnormal Behavior Checklist) were administered to all participants with a difference of ABC (Autism Behavior Checklist) only administered to autism group. And also plasma levels of dynamic thiol/disulphide homeostasis parameters were measured for all participants. 
RESULTS: Distortion of dynamic thiol/disulphide homeostasis to the oxidative stress side on autism group compared to controls was determined, in which native thiol (p<0.001), total thiol (p=0.014) and reduced thiol ratio (p<0.001) were lower while disulphide (p<0.001), thiol oxidation-reduction ratio (p<0.001) and oxidized thiol ratio (p<0.001) were statistically significant higher in autism group. However any statistically significant correlation between plasma biomarkers and symptom severities of autism and problem behaviors was not detected. 
According the results of ROC Analysis, the cut-off points was detected as 420.2 μmol/L for native thiol, 473.25 μmol/L for total thiol, 22.6 μmol/L for disulphide and 5.03 for thiol oxidation-reduction ratio, which might be used for predicted ASD. The sensitivity and specifity of these cut-off values were found as %41.7 and %91.1 for native thiol, %48.3 and %78.6 for total thiol, %56.7 and %78.6 for disulphide, and  %58.3 and %83.9 for thiol oxidation-reduction ratio.
An independent association of thiol/disulphide homeostasis parameters with the age of father at birth, native thiol and disulphide in first model, and also with the age of father at birth, total thiol and thiol oxidation-reduction ratio in second model was detected in multivariate logistic regression analysis. Both of models could explain nearly %45 of ASD diagnosis. In Model-1, one unit decrease in native thiol concentration increased %2,5 ASD risk, while one unit increase in disulphide concentration increased %20,7 ASD risk. In Model-2, one unit decrease in total thiol concentration increased  %1,6 ASD risk, while one unit increase in redox potential increased %180,9 ASD risk.   
CONCLUSİON: The present study, for the first time in literature, demonstrates the influence of disturbed dynamic thiol/disulfide homeostasis in children with ASD by measuring dynamic reduction/oxidation shifts with a novel, practical and reproducible analytical technique. The most remarkable finding of this study was the higher levels of disulphide, oxidized thiol ratio and thiol oxidation-reduction ratio, while lower levels of native thiol, total thiol and reduced thiol ratio, which can be interpreted as shifting of oxidant-antioxidant equilibrium to the side of oxidative stress and the absence of expected compensatory increase in antioxidant response in ASD. 
This study supported and presented an different aspect of view to the literature about the oxidative hypothesis of ASD, in which claimed that the deficiencies in antioxidant defense mechanism during critical periods of early brain development, with the additive effects of any environmental factor disturbing the oxidant-antioxidant equilibrium and the intrinsic sensitivity of early brain tissues to oxidative demage, could have an essential role on heterogeneity of ASD phenotype. Future studies including community based samples and different oxidant/ antioxidant status indicators is required to determine the casuality of detected relations between the disequilibrium of dynamic thiol/disulphide homeostasis and ASD symptoms, to generalize the findings, and to investigate the effects of suggested treatments of ASD on oxidant-antioxidant equilibrium. 
Key Words: autism spectrum disorder, dynamic thiol/disulphide homeostasis, oxidant-antioxidant equilibrium, oxidative biomarkers.