Oksidan stresle giden patolojilerde antioksidan savunma sistemleri ve trobosit fonksiyonları ilişkisi
The Interactions between antioxidative defence system and platelet functions in the patients with oxidative stress related diseases
Yazar: DEMET TEKİN
Danışman: PROF.DR. SEMA YAVUZER
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 1998
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Anemi-demir eksikliği = Anemia-iron deficiency ; Astım = Asthma ; Oksidanlar = Oxidants ; Trombosit fonksiyon testleri = Platelet function tests

Özet:
Bronşiyal Astım, hava yolu inflamasyonu ve aşın duyarlılığı ile karakterize bir patolojidir. Astımda serbest oksijen radikalleri üretiminin arttığı gösterilmiş, antioksidan savunma kapasitesinde yetersizlik olabileceği öne sürülmüştür. Ayrıca astımlı hastalarda trombosit ömründe kısalma, trombositlerin agreganlara karşı in vitro cevaplılıklarında artma saptanmıştır. Diğer taraftan astım olgularında uzamış kanama zamanı, kollajen veya ADP'ye trombositlerin in vitro agregasyon yanıtında azalma bildiren yayınlar da vardır. Demir eksikliği anemisi, artmış fizyolojik demir ihtiyacının karşılanmasındaki yetersizlik veya negatif demir dengesinde uzamanın geç belirtisi olarak ortaya çıkmaktadır. Demir eksikliği anemisinde eritrositlerin antioksidan savunmalarındaki yetersizlik nedeniyle eritrositler, oksidan strese karşı daha duyarlı hale gelmektedirler. Demir eksikliği anemisinde trombositler ile ilgili çalışmalarda ; trombosit sayısı yüksekliği, tromboza eğilim yanı sıra trombosit hiporeaktivitesi, uzamış kanama zamanı gibi çelişkili bulgular saptanmıştır. Sunulan çalışma, astım ve demir eksikliği anemisi olan hasta gruplarında oksidan stresin varlığını, trombosit fonksiyonlarındaki değişiklikleri ve dolayısı ile oksidan stresin trombosit fonksiyonları üzerindeki etkilerini araştırmak amacı ile gerçekleştirildi. Bu amaçla 12 astımlı hastada ve benzer yaş grubundan 13 sağlıklı bireyde, ayrıca 15 demir eksikliği anemili çocuk hastada ve benzer yaş grubundan 10 sağlıklı çocukta eritrosit SOD, KAT ve GSH-Px aktiviteleri spektrofotometrik olarak incelendi. Tam kanda kollajen ve ADP ile indüklenen trombositlerin agregasyon ve sekresyon yanıtlan "Chrono-log" agregometresinde impedans ve biyolüminesan teknikleri ile saptandı. Hasta ve kontrol gruplarından elde edilen bulgular Mann- Whitney U testi ile istatistiksel olarak karşılaştırıldı. Astım grubunda SOD aktivitesi kontrol grubuna göre anlamlı ölçüde düşük bulundu (p<0.05). KAT ve GSH-Px aktivitelerinde anlamlı bir fark bulunmadı. Trombosit fonksiyon testlerinde ise astımlı hasta grubunda kollajen ile indüklenen trombositlerde maksimum agregasyon şiddetinin kontrol grubuna göre anlamlı derecede düşük olduğu saptandı (p<0.01). ADP ile indüklenen trombositlerde ise trombositlerin ATP sekresyonu cevabı kontrole göre önemli derecede yüksek bulundu (p<0.05). Elde edilen bu bulgular, astımlı hastalarda hücre içi birinci basamak antioksidan savunmada ve trombositlerin kollajene karşı cevaplılıklarında yetersizlik olduğunu göstermektedir.Antioksidan savunmadaki bozukluk, serbest radikallerin etkilerinin önlenememesi, böylece inflamatuar olaylar ve astım patogenezi açısından önemli olabilir. Koliajen ile maksimum agregasyon şiddeti düşüklüğü ise astımda trombosit fonksiyonu bozukluğu bildiren literatür bulguları ile uyumludur. Trombosıtlerde agregasyona eğilimin azalması, astımda arttığı öne sürülen antiagregan nitrik oksitin etkisiyle olabilir. Trombositlerin ADP'ye karşı agregasyon cevabında önemli bir değişiklik olmadan sekresyon cevabındaki artış ise agregasyon ve sekresyon cevaplarının parelel ve hatta sımultan geliştikleri klasik görüşünün aksine Anabilim Dalımızda çeşitli çalışmalarda da gözlendiği gibi aynı agregana cevapta bile agregasyon ve sekresyonun farklı şekilde (azalma ve artma) ortaya çıkabilmesi nedeniyle farklı mekanizmaları kullanabilecekleri ve başta ikinci haberci düzeyinde olmak üzere ayrıntılı çalışmaları gerektirdiği şeklinde yorumlanmıştır. Demir eksikliği anemisi olan hasta grubunda eritrosit GSH-Px aktivitesi kontrol grubuna göre düşük bulunurken (p<0.Q5) KAT ve SOD aktivıtelennde anlamlı bir farklılık gözlenmedi. Trombosit fonksiyon testlerinde kollajene ve ADP'ye karşı agregasyon yanıtları anlamlı ölçüde yüksek bulundu. Sekresyon cevaplarında bir farklılık saptanmadı. Bu bulgulara göre demir eksikliği anemisinde hücre içi ikinci basamak antioksidan savunmada yetersizlik mevcuttur. Böylece eritrositlerin özellikle hidrojen peroksite karşı duyarlılığı artabılmekte, membranlarında oluşabilecek yapısal ve fonksiyonel değişiklikler ile eritrosit yaşam süresi kısalabilmektedir. Trombosıtlerde gözlenen agregasyon eğilimi ise detoksifıkasyonunun yetersiz oluşu nedeni ile konsantrasyonu artan hidrojen peroksitin hidroksil radikali aracılı mekanizmalarla trombositleri aktive etmesine bağlanmıştır. Bu bulgulara ve yorumlara göre reaktif oksijen türevleri, antioksidan savunma yetersizliğinde daha fazla etki göstermek suretiyle hücrelerde yapısal ve fonksiyonel değişimlere yol açarak bazı hastalıkların patogenezinde önemli rol oynamaktadırlar. Bu türevlerin trombosit fonksiyonları ile etkileşimleri incelendiğinde, farklı konsantrasyonlarda farklı etkilerle trombositlerin inhibisyonuna ve aktivasyonuna yol açabildikleri gözlenmiştir.

Abstract:
Asthma is a disease characterized by airway inflammation and hyperreactivity. In previous reports, increased systemic production of oxygen-derived free radicals in the patients with asthma was found and it was suggested that there might be an insufficiency in the antioxidative defence capacity in these patients. In addition, a decrease in platelet life span and an increase in platelet responses to aggregating agents in asthmatic patients in vitro, were indicated. On the other hand, prolonged bleeding time and decreased platelet aggregation responses to collagen and ADP in in vitro studies were also described. Iron deficiency comes about either as a late manifestation of prolonged negative iron balance or because of failure to meet an increased physiologic need for iron. Red blood cells are more susceptible to oxidative stress in iron deficiency because of their insufficient antioxidative defence capacities. Several contradictory results were obtained related to platelets in iron deficiency. Although increases in platelet count and tendencies to thrombosis were indicated, platelet hyporeactivity and prolonged bleeding time were also found. The present study was performed to examine the effects of oxidative stress on platelet functions both in asthmatic and iron deficient patients. The study was performed on 12 asthmatic adult and 15 iron deficient child patients. The control group included 13 healthy volunteers for the asthmatic patients and 10 healthy children for the iron deficient patients, being in the similar ages with the patients. The activities of the erythrocyte antioxidative enzymes (superoxide dismutase(SOD), catalase(CAT), glutathione peroxidase(GSH-Px)) were measured spectrophotometrically. The aggregation and ATP secretion of platelets induced by collagen and ADP were determined by using the methods of impedance and bioluminescence, respectively. The data obtained from the patients and the control groups were compared by using Mann- Whitney U test. The mean SOD activity of the patients with asthma was found to be lower than that of the control subjects (p<0.05). The differences in CAT and GSH-Px activities between patients and the control group were not statistically significant (p>0.05). The mean maximum intensity of platelets induced by collagen was significantly lower in patients with asthma than the control group (p<0.01). However the mean ATP secretion response of platelets induced by ADP was significantly higher in the same patients than the control group (p<0.05).76 These data demonstrate that in asthmatic patients there is an insufficiency in the first step of intracellular antioxidative defence capacity and a reduced response of platelets when induced by collagen. The defect in the antioxidative defence mechanisms may lead to decreased protection of the organism against the harmful effects of free radicals and therefore this defect may play an important role in development of inflarnmaiuar events and in pathogenesis of asthma. On the other hand, the decreased aggregation response of platelets induced by collagen is consistent with previously published data, emphasising the functional deteriorations of platelets in asthmatic patients. Decreased tendency to aggregation of platelets in asthma, may occur via an antiaggregatory substance, NO, which is claimed to be increased in asthma. The increase in ADP-induced ATP release of platelets, without any change in the aggregation response can be interpreted as platelets' using different cellular mechanisms in aggregation and release reactions, being inconsistent with the classical concept that claims platelet aggregation and release reactions take place in sequential order. This data being in accordance with the previously obtained results in our department needs further investigations. The mean GSH-Px activity in erythrocytes was found to be lower than that of the control subjects in the patients with iron deficiency anemia (p<0.05). In platelet function tests, the aggregation responses of platelets induced both by collagen and ADP were found to be significantly increased (p<0.01). Whereas there was not any difference in ATP release responses (p>0.05). According to these data, there is an insufficiency in the second step of intracellular antioxidative defence capacity in iron deficiency anemia. So that, the erythrocytes become more susceptible to reactive oxygen species particularly to hydrogen peroxide and erythrocyte life span can be shortened because of several structural and functional impairments in their membranes. The observed aggregation tendency of platelets in iron deficiency anemia can be estimated that, insufficient detoxification of hydrogen peroxide, can lead to platelet activation via hydroxil radical. According to these findings and the comments, the reactive oxygen species, when the antioxidative defence capacity of cells is insufficient, may play an important role in the pathogenesis of some diseases by leading to several structural and functional changes in cells. When the interaction of these species and platelets is examined, it is observed that these species may cause inhibition or activation of platelets in different concentrations by using different mechanisms.