Ağır COVID-19 pnömonisi nedeniyle oksijen desteği alan hastaların oksijen destek düzeyleri ile oksidatif stres düzeyleri arasındaki ilişki
The relationship between oxygen support levels and oxidative stress levels of patients taking oxygen support due to severe COVID-19 pneumonia
Yazar: SALİH ÖZENÇ
Danışman: DOÇ. DR. PINAR YILDIZ
Düzce Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Göğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Göğüs Hastalıkları = Chest Diseases
Dizin: COVID 19 = COVID 19 ; Glütatyon = Glutathione ; Korona virüs enfeksiyonları = Coronavirus enfections ; Korona virüsler = Coronaviridae ; Malondialdehit = Malondialdehyde ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Oksijen satürasyonları = Oxygen saturation ; Pnömoni = Pneumonia ; Toksisite = Toxicity ; Ventilatörler-mekanik = Ventilators-mechanical

Özet:
Giriş-amaç: Oksijen toksisitesine bağlı akciğer hasarında oksidatif stres belirteçleri artarken, antioksidan belirteçlerin azaldığını gözlemleyen araştırmalar bulunmaktadır. COVID-19 pandemisinde ağır hastalarda yaygın olarak başvurulan ≥ %60 FiO2 ile O2 tedavisine bağlı pulmoner toksisite gelişmesi riskini araştıran çalışmalara gereksinim duyulmaktadır.  Bu çalışmada ≥ %60 FiO2 ile O2 tedavisi alan hastaların; oksidatif stres belirteci olarak malondialdehid (MDA) ve antioksidan olarak glutatyon (GSH) ile aynı hastaların iyileşme dönemi sürecinde nazal 2-4 lt/dk oksijen alırken glutatyon ve malondialdehit düzeylerini karşılaştırmayı amaçladık
Materyal-Metod: Çalışmaya rezervuarlı maske ile ≥ 15lt/dk, yüksek akımlı nazal kanül (HFNC) ile ya da noninvazif mekanik ventilasyon (NIMV) ile ≥ %60 FiO2 oksijen tedavisi alan COVID-19 pnömoni tanısı alan 50 hasta dahil edildi. Oksijen desteği ≥%60 FiO2 olarak başlandıktan 48 saat sonra ve oksijen tedavisi nazal 2-4 lt/dk' ya düşüldükten 48 saat sonra GSH ve MDA düzeyleri bakıldı. Yirmi hasta ex olduğu için kontrol GSH ve MDA düzeyleri bakılamadı. 
Bulgular: Hastaların %60'ı (n= 30) erkek, %40'ı (n=20) kadın idi.  Hastaların ortalama yaşı 66.0 ± 15,2 (min:40, max:93) idi. Altta yatan hastalıklar sıklık sırasına göre; DM %32 (n=16), HT %26 (n=13), iskemik kalp hastalığı %26 (n=13), konjestif kalp yetmezliği %12 (n=6), benign prostat hiperplazisi %10 (n=5), hipotiroidi %10 (n=5), kronik böbrek yetmezliği %8 (n=4) idi.
Oksijen desteğinin ≥ %60 FiO2 olduğu dönemde hastaların O2 satürasyonu %93 civarında, soluk sayısı 23/dk iken, ortalama LDH, ferritin, d-dimer ve CRP değerleri normal referans değerlerin üstündeydi. Altta yatan hastalığı HT olan hastalarda oksijen desteğinin ≥ %60 FiO2 olduğu dönemde daha yüksek olan MDA düzeyleri, nazal 2-4 lt/dk oksijen tedavisi aldıkları dönemde anlamlı olarak azalmıştı (0.62'den 0.54'e düştü, p=0.043). Altta yatan hastalığı hipertansiyon olan hastalarda oksijen desteğinin ≥ %60 FiO2 olduğu dönemde daha yüksek olan MDA düzeyleri, nazal 2-4 lt/dk oksijen tedavisi aldıkları dönemde anlamlı olmasa da azalmıştı (6.26'dan 5.57'ye düştü, p=0.064). Altta yatan hastalığı DM olan hastalarda oksijen desteğinin ≥ %60 FiO2 olduğu dönemde daha yüksek olan GSH düzeyleri, nazal 2-4 lt/dk oksijen tedavisi aldıkları dönemde anlamlı olarak azalmıştı (3.95'ten 3.05'e düştü, p=0.021). Ağır radyolojik tutulumu olan hastalarda oksijen desteğinin ≥ %60 FiO2 olduğu dönemde daha yüksek olan GSH düzeyleri, nazal 2-4 lt/dk oksijen tedavisi aldıkları dönemde anlamlı olarak azalmıştı (3.61'den 2.94'e düştü, p=0.039). Cinsiyete, yaş kategorisine, sigara kullanımına, KOAH varlığına, hafif ve orta radyolojik tutulum düzeylerine göre oksijen desteğinin ≥ %60 FiO2 olduğu dönem ile nazal 2-4 lt/dk oksijen tedavisi aldıkları dönemde MDA ve GSH düzeylerin anlamlı farklılık gözlenmemişti. Ancak; 60 yaş altındakilerde istatistiksel olarak anlamlı olmasa da belirgin MDA azalması (7.42'den, 6.23'e, p=0.117), sigara kullanmayanlarda belirgin GSH azalması (4.93'ten 3.09'a, p=0.093), KOAH tanısı bulunmayanlarda belirgin GSH azalması (4.98'den 4.30'a, p=0.153), HT bulunmayanlarda belirgin GSH azalması (5.53'den 4.58'e, p=136) gözlenmişti. 
Elli hastanın 20'si ex için kontrol testler 30 hastada yapıldı. Ölen hastaların ortalama MDA düzeyleri sağ kalanlardan anlamlı olarak yüksekti (10.12'ye 6.65). Ölenlerin GSH düzeyleri sağ kalanlardan düşük olsa da farklılık anlamlı değildi (2.91'e 4.56). 
Sonuç: Sonuç olarak oksidatif stres viral enfeksiyonlarda, özellikle COVID-19 enfeksiyonunda önemli bir role sahiptir. COVID-19 hastalığında gerek hastalığın patogenezinin gerekse de tedaviyle ilgili faktörlerin oksidatif stresi artırdığını düşündüğümüz çalışmamızda ölen hastaların yeterli antioksidan yanıt oluşturamadığı sonucuna ulaştık. Artan oksidatif strese vücudun vereceği antioksidan yanıt da mortalitenin belirleyicisi olabilir. COVID-19 pnömonisinde oksidatif stres ile mortaliteyi ilişkili bulduk, ancak oksijen destek düzeyleri ile oksidatif stres ilişkisi gösteremedik. Uzun vadede oksidatif stresi azaltan tedaviler araştırılmalıdır. Antioksidanların ve redoks proteinlerinin rolleri dahil olmak üzere oksidatif stresin COVID-19 enfeksiyonundaki rolünü anlamak, potansiyel terapötikleri yönlendirmeye yardımcı olabilir.

Anahtar kelimeler: COVID-19 enfeksiyonu; glutatyon; malondialdehit; yüksek düzey oksijen (≥ %60 FiO2)

Abstract:
Introduction-Aim: There are studies observing that while oxidative stress markers increase in lung damage due to oxygen toxicity, antioxidant markers decrease. Studies investigating the risk of developing pulmonary toxicity due to high-flow O2 therapy, which is widely used in severe patients in the COVID-19 pandemic, are needed. In this study; We aimed to compare malondialdehyde (MDA) as an oxidative stress marker and glutathione (GSH) as an antioxidant and glutathione and malonadialdehyde levels while receiving low flow and high flow oxygen during the recovery period of the same patients.
Material-Method: To work; 50 patients diagnosed with COVID-19 pneumonia who received 15 lt/min oxygen therapy with a reservoir mask, high flow oxygen therapy (HFNO) 60 lt/min, non-invasive mechanical ventilation (NIMV) with ≥ 60% FiO2 oxygen therapy were included. GSH and MDA levels were measured 48 hours after starting high flow and 48 hours after oxygen therapy was reduced to 4-5 lt/min. Control GSH and MDA levels could not be measured because 20 patients died.
Results: Of the patients 60% (n= 30) were male and 40% (n=20) were female. The mean age of the patients was 66.0 ± 15.2 (min: 40, max: 93). Underlying diseases, in order of frequency; DM 32% (n=16), HT 26% (n=13), ischemic heart disease 26% (n=13), congestive heart failure 12% (n=6), prostatic hypertrophy 10% (n=5), hypothyroidism was 10% (n=5) and chronic renal failure was 8% (n=4).
The O2 saturation of the patients under high-flow O2 therapy was around 93%, the breath rate was 23/min, while the mean LDH, ferritin, d-Dimer and CRP values were above the normal reference values. In patients with underlying disease HT, MDA levels, which were higher during the high-flow O2 treatment period, were significantly decreased during the low-flow O2 treatment periods (from 0.62 to 0.54, p=0.043).
In patients with underlying disease hypertension, higher MDA levels during the high-flow O₂ treatment period, although not significantly, decreased during the low-flow O₂ treatment period (from 6.26 to 5.57, p=0.064). In patients with underlying disease DM, GSH levels, which were higher during the high-flow O₂ treatment period, were significantly decreased during the low-flow O₂ treatment periods (from 3.95 to 3.05, p=0.021). In patients with severe radiological involvement, GSH levels, which were higher during the high-flow O₂ treatment period, were significantly decreased during the low-flow O₂ treatment periods (from 3.61 to 2.94, p=0.039). No significant difference was observed in MDA and GSH levels during high-flow and low-flow O₂ treatment periods according to gender, age category, smoking, presence of COPD, and mild and moderate radiological involvement levels. However; Although not statistically significant in those under 60 years of age, significant decrease in MDA (from 7.42 to 6.23, p=0.117), significant decrease in GSH in non-smokers (4.93 from 3.09, p=0.093), significant decrease in GSH in those without COPD diagnosis (4.98 to 4.30, p=0.153), significant GSH reduction (5.53 to 4.58, p=136) was observed in those without HT.
Control tests for ex were performed in 30 of the 50 patients. Mean MDA levels of patients who died were significantly higher than those who survived (10.12 vs. 6.65). Although the GSH levels of the deceased were lower than those of the survivors, the difference was not significant (2.91 vs 4.56).
Conclusion: Oxidative stress has an important role in viral infections, especially in COVID-19 infection. Understanding the role of oxidative stress in COVID-19 infection, including the roles of antioxidants and redox proteins, can help guide potential therapeutics.
Keywords: COVID-19 infection; glutathione; malondialdehyde; high flow oxygen therapy