Demir eksikliği ve demir eksikliği anemisi olan çocuklarda sitokrom c oksidaz, katalaz enzim aktivitelerinin ve bakır seviyelerinin değerlendirilmesi
The evaluation of  cytochrome c oxidase, catalase enzyme activity and copper levels in children with iron deficiency and iron deficiency anemia
Yazar: AYŞENUR BAHADIR
Danışman: PROF. DR. EROL ERDURAN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Dahili Tıp Bilimleri Bölümü / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı / Çocuk Hematolojisi Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Hematoloji = Hematology
Dizin: Anemi-demir eksikliği = Anemia-iron deficiency ; Bakır = Copper ; Elektron nakil kompleksi IV = Electron transport complex IV ; Enzim aktivasyonu = Enzyme activation ; Katalaz = Catalase ; Sitokromlar = Cytochroms ; Çocuklar = Children

Özet:
Amaç: Demir eksikliği (DE) ve demir eksikliği anemisi (DEA) vakalarında mitokondriyal sitokrom c oksidaz (COX) ve katalaz (CAT) enzim aktivitelerinin etkilenip etkilenmediğini belirlemek.
Yöntem-Gereç: Grup 1(Kontrol): Hemoglobin (Hb) değeri yaşa göre normal, serum ferritin düzeyi 15 ng/ml ve transferin saturasyonu (TS) %15'in üstünde; Grup 2 (DE): Hb değeri normal, ferritin düzeyi 15 ng/ml ve/veya TS %15'in altında; Grup 3 (DEA): Hb değeri düşük, ferritin düzeyi 15 ng/ml ve TS %15'in altında olan, 24 ay-17 yaşları arasında olan ve her grupta 70 vaka olmak üzere toplam 210 vaka çalışmaya alındı. Her vakadan bir kez kan örneği alındı, tüm vakaların serum bakır düzeyleri, lenfositlerin mitokondrilerinde CAT ve COX enzim aktiviteleri çalışıldı.
Bulgular: Gruplar arası bakır düzeyleri, COX ve CAT enzim aktiviteleri karşılaştırıldı. Üç grup arasında CAT enzim aktivitesi arasında istatiksel olarak fark saptanmadı (p=0,09). Ancak istatistiksel olarakm anlamlı olmasada CAT enzim aktivitesi DEA'li hastalarda daha düşük olarak saptandı. DE ve DEA olan gruplarda bakır düzeyi, kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulundu (sırası ile p=0.000, p=0.000). En yüksek bakır düzeyi DEA grubunda ölçüldü. DEA grubunda COX enzim aktivitesi hem DE hemde kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulundu (sırası ile p= 0,000; p=0,029). Demir eksikliği ile kontrol grubunun COX enzim aktiviteleri arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmadı (p= 0.25). Demir eksikliği anemisinde mitokondriyal COX enzim aktivitesi artarken CAT enzim aktivitesinde azalma olduğu tespit edildi ve her iki enzim aktiviteleri arasında istatistiksel olarak anlamlı negatif korelasyon saptandı (r = -0.49, p=0.00).
Tartışma: DE ve DEA'ne cevap olarak bakır absorbsiyonunun artmasına bağlı serum bakır düzeyinin ve yapısında bakır bulunan COX enzim aktivitesinin arttığı düşünülmektedir. Ayrıca demir absorbsiyonunun azalmasına bağlı olarak yapısında demir bulunan antioksidan etkili CAT enzim aktivitesinin azaldığı düşünülmüştür. DE ve DEA'de ortamda demirin az bulunması ve bakırın miktarının artmış olmasının sonucu olarak oksidan etkinin arttığını ve buna bağlı olarak da antioksidan enzimlerden olan COX enzim aktivitesinin arttığı düşünülmüştür. Sonuç olarak DEA gelişmeden, DE aşamasında da mitokondrial enzimlerde etkilenme olduğu gösterilmiştir. Demir eksikliğinin anemi gelişmeden tedavi edilmeye başlanmasının oluşacak olan oksidan hasarın önlenmesi açısından da önemli olduğu kanısına varılmıştır.

Abstract:
Objective: The present study was conducted to evaluate whether the levels of mitochondrial cytochrome c oxidase (COX) and catalase (CAT) enzyme activity are affected in patients with iron deficiency (ID) and iron deficiency anemia (IDA).
Materials and Methods: A total of 210 cases aged between 24 months and 17 years were included in the study, and each group consisted of 70 cases. Group 1 (Control): Hemoglobin (Hb) level was normal, serum ferritin was 15 ng/ml, and transferrin saturation (TS) was above 15%; Group 2 (ID): Hb level was normal, serum ferritin was 15 ng/ml, and/or TS was below 15%; Group 3 (IDA): Hb level was low, serum ferritin was 15 ng/ml, and TS was below 15%. A single blood sample was collected from each patient, and serum copper levels, CAT and COX enzyme activities in the mitochondria of the lymphocytes were assayed.
Results: Copper levels and the levels of COX and CAT enzyme activities were compared between the groups. No significant difference was observed between the three groups in terms of CAT enzyme activity (p= 0.09). However, the level of CAT enzyme activity was quantitatively lower in patients with IDA. Copper levels were found to be significantly higher in the ID and IDA groups compared to the control group (p=0.000, p=0.000, respectively). The highest copper levels were observed in the IDA group. The level of COX enzyme activity in the IDA group was found to be significantly higher compared to the ID and control groups (p= 0.000 and p= 0.029, respectively). There was no significant difference between the iron deficiency group and the control group in terms of the level of COX enzyme activity (p= 0.25). Mitochondrial COX enzyme activity was found to be higher and CAT enzyme activity was lower in patients with iron deficiency anemia, and there was a significant negative correlation between the activity levels of the two enzymes (r = -0.49, p= 0.00).
Discussion: Based on the findings of the present study, serum copper levels and the activity of copper-dependent enzyme COX are elevated due to increased copper absorption in response to ID and IDA. Furthermore, the study revealed decreased activity of the iron-dependent antioxidant enzyme CAT in relation to decreased iron absorption. It is considered that oxidative stress increased due to iron deficiency and eleveted copper levels in ID and IDA, and this in turn increased the level of antioxidant COX enzyme activity. In conclusion, this study demonstrated that mitochondrial enzymes were affected by ID, even in the absence of IDA. We suggest that the treatment of iron deficiency prior to anemia development is also important to prevent oxidative damage.