Hipoksik yenidoğan bebeklerde eritrosit piruvat kinaz aktivitesi ve kinetiği
The activity and the kinetics of pyruvat kinase in hypoxic newborns
Yazar: NEJAT NARLI
Danışman: PROF. DR. MEHMET SATAR
Çukurova Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Yan Dal Uzmanlık, 2003
Konu: Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases

Özet:
ÖZET Hipoksik Yenidoğan Bebeklerde Eritrosit Piruvat Kinaz Aktivitesi Ve Kinetiği Yenidoğan döneminde mortalitenin ve ileri yaşamdaki nörolojik sekellerin en önemli nedenlerinden birisi hipoksik-iskemik zedelenmedir. Hipoksi-iskemide başta santral sinir sistemi olmak üzere tüm dokuların enerji metabolizmasında birçok değişiklikler meydana gelmektedir. Piruvat kinaz (PK) enerji gereksiniminin çoğunu glikolizden sağlayan eritrositlerde glikolitik yolda anahtar rol oynamaktadır. Bu çalışmada hipokside eritrosit enerji metabolizmasında oluşan olaylar, PK aktivitesi ve ATP düzeyi ölçülerek araştırıldı. Kord kanından alınan örneklerdeki, kan gazı ve Apgar değerlerine göre hipoksik ve kontrol grubu oluşturuldu.. Kord kan pH değeri 7.2'nin altında ve birinci dakika APGAR skoru 7'nin altında olan 49 örnek hipoksik grubu, pH değeri 7.2'nin üstü, birinci dakika APGAR skoru 7'nin üstünde olan 48 örnek kontrol grubu olarak alındı Eritrosit PK aktivitesi hipoksik grupta ortalama 16.87±8.52 (5.8-47.9) EU/gHb, kontrol grubunda ortalama 21.26±10.86 (3.90-44.30) EU/gHb olarak saptandı (p<0.05). ATP değeri hipoksik grupta ortalama 19.24±11.31 (3.90-37.60) mM iken, kontrol grubunda 13.76+7.06 (3.90-28.70) mM idi. ATP değerleri kontrol grubuna göre anlamlı olarak yüksek (p<0.05) idi. Kinetik çalışma sonucunda; kontrol grubunda farklı ADP konsanrasyonlarında, maksimum enzim aktivitesinin (Vmax: 27.7 Eu/gHb) yarısına erişmek için gerekli sr.bstrat miktarı (Km) ise 2.70 mM iken hipoksik grupta maksimum enzim aktivitesinin (VmaX: 22.73 Eu/gHb), yarısına erişmek için gerekli substrat miktarı (Km) 1.47 mM olarak bulundu. Kontrol grubunda farklı PEP konsantrasyonlarında; Vmax 41.66 Eu/gHb, Km ise 8.33 mM iken, hipoksik grupta maksimum enzim aktivitesinin (Vmax 21.74 Eu/gHb) yarısına erişmek için gerekli substrat miktarı 0.89 mM idi. Bu sonuçlar ile hipokside eritrosit piruvat kinaz aktivitesi azalırken ATP'nin artması, glikolizin hızlandığını düşündürmektedir. Kinetik çalışmada maksimum enzim aktivitesinin yarısına erişmek için gerekli substrat miktarlarının, hipoksik grupta daha az olması, glikolizdeki bu hızlanmanın, piruvat kinazın substratlarına karşı olan ilgisini arttırarak sağladığını göstermektedir. Böylece eritrositlerin başta dokulara oksijen bırakmak, iyon gradiyentini sürdürmek gibi enerji gereksinimi temin edilmiş olmaktadır. Bu özellik, piruvat kinazın sigmoidal yapıya sahip olmasından kaynaklanıyor olabilir. Eritrosit, hipokside bir yandan ATP üretimini sağlayıp, bütünlüğünü koruyarak kendi metabolizmasını idame ettirirken bir yandan da dokulara daha kolay oksijen vererek hipoksiye adapte olabilir Hipokside dokuya oksijen bırakılmasını arttırmak için 2,3 DPG'nin artması gerekmektedir ve 2,3 DPG düzeyi ile piruvat kinaz aktivitesi arasında negatif bir korelasyon vardır. ePK'ın azalması ile 2,3 DPG artış gösterir. Böylece hipokside dokulara oksijen verilmesi kolaylaşır. Çalışmamızda hipokside ePK aktivitesinin azalması ile 2,3 DPG'nin artacağı ve böylece eritrositlerin oksijene afinitesinin azalacağı ve sonuçta dokulara daha kolay oksijeni bırakacağı yorumu yapılabilir. Ancak bunun gösterilebilmesi için başka bir çalışmada 2,3 DPG düzeyinin de birlikte ölçülmesi gerekmektedir. Anahtar Kelimeler: Eritrosit, Piruvat Kinaz, Hipoksi, Kinetik, ATP Vîll

Abstract:
ABSTRACT The Activity And The Kinetics Of Pyruvat Kinase In Hypoxic Newborns One of the most important factors of mortality in newborn period and the neurological sequels in the later period is hypoxic ischemic encephalopathy. In hypoxic ischemic, changes in the energy metabolism occur in all tissues, particulary central neurology system. Pyruvate kinase (PK) plays a key role in erythrocytes, which supply most of energy from the glycolysis. In this study, we investigated erythrocyte energy metabolism measuring pyruvate kinase activity and ATP levels in hypoxia. Hypoxic group and control group are constaicted according to the cord blood examples, blood gas values and Apgar scores. 49 babies who have cord pH value lower than 7.2 and has an Apgar score lower than 7 in the first minute were accepted as hypoxic group and 48 babies who have cord pH value higher than 7.2 and an Apgar score higher than 7 in the first minute were taken as control group. The erythrocyte mean PK activity was found to be 16.87+8.52 (5.8-47.9) EU/gHb in the hypoxic group and 21.26110.86 (3.90-44.30) EU/gHb in the control group (p<0.05). The mean ATP value of hypoxic group was 19.24111.31 (3.90-37.60) mM and was 13.7617.06 (3.90-28.70) mM in control group. ATP values was statistically significantly higher according to the control group. (p<0. 05). At the end of kinetic study; whereas with different ADP concentrations in the control group, the substrate amount (Km) that is needed to reach the half of maximum enzyme activity (Vmax= 27.7 Eu/gHb) was found as 2.70. mM, it was 1.47 mM to reach Vmax (22.73 Eu/gHb) in the hypoxic group. Whereas Vmax was found as 41.66 mM and Km was found as 8.33 mM in the control group at different PEP concentrations; Vmax was found as 21.74 Eu/gHb and Km was found as 0.89 mM in the hypoxic group. The results; the increase of ATP while PK activity decreases; suggest that glycolysis increases. At the kinetic study, the substrate amount needed for reaching the half of maximum enzyme activity) being less in the hypoxic group suggests that pyruvate kinase increases glycolysis by increasing its activity to the substrates. By this way, erythrocytes may gain their energy needed in oxygen delivery to tissues, ion gradient supply. This arrangement possibly grows out of pyruvate kinase's sygmoidal structure. Erythrocyte generates ATP and protects its unity and at the same time by this way it may adaptate to hypoxia by delivering oxygen more easily. In hypoxia, to increase oxygen giving 2,3 DPG should be increased and there is a negative correlation between 2,3 DPG levels and pyruvate kinase activity. The reduction in ePK causes increase in 2,3 DPG. By this way, delivering oxygen to the tissues becomes easier in hypoxia. In our study, it is expected that in hypoxia, when ePK activity is reduced, 2,3 DPG will be increased and by this way, the affinity of erythrocytes to oxygen will be reduced and oxygen delivery will be easier. But in order to show that the 2,3 PPG level should be measured in an other study. Key Words: Erythrocyte, Pyruvate kinase, Hypoxia, Kinetic, ATP IX