DĐYABETĐK HEMODĐYALĐZ HASTALARINDA ASĐMETRĐK DĐMETĐLARGĐNĐN DÜZEYLERĐNĐN DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

Transkript

1 T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI HASEKĐ EĞĐTĐM ve ARAŞTIRMA HASTANESĐ BĐYOKĐMYA VE KLĐNĐK BĐYOKĐMYA LABORATUVARI ŞEF : Uzm. Dr. EZAKET ERE DĐYABETĐK HEMODĐYALĐZ HASTALARINDA ASĐMETRĐK DĐMETĐLARGĐNĐN DÜZEYLERĐNĐN DEĞERLENDĐRĐLMESĐ Tıbbi Biyokimya Uzmanlık Tezi Hasan TAÇYILDIZ ĐSTANBUL 2009

2 Ö SÖZ Uzmanlık eğitimi gördüğüm Sağlık Bakanlığı Haseki Eğitim ve Araştırma Hastanesi nin Başhekimi Sayın Op. Dr. Haldun ERTÜRK e, asistanlık eğitimimde bana emeği geçen hocam Şişli Eğitim ve Araştırma Hastanesi Biyokimya Laboratuvarı Şefi Sayın Uzm. Dr. ezaket ERE e, bilimsel düşüncede yol gösterici olan hocam Haseki Eğitim ve Araştırma Hastanesi Biyokimya Laboratuvarı Şef Yardımcısı Uzm. Dr. Macit KOLDAŞ a şükranlarımı sunarım. Tez çalışmamda yardımlarından dolayı Uzm. Dr. Yasemin ERDOĞA DÖVE TAŞ ve Uzm. Dr. Hatice SEVAL e, uzmanlık eğitimim süresince yardım ve desteklerinden ötürü laboratuvarımızda görevli tüm uzman doktorlarımıza teşekkürlerimi sunarım. Uzmanlık eğitimim süresince birlikte çalışmaktan mutluluk duyduğum tüm asistan arkadaşlarıma ve laboratuvar çalışanlarına teşekkürlerimi sunarım. Tez çalışmalarıma bana verdikleri yardım ve destekten dolayı Özel Gaziosmanpaşa Hastanesi Biyokimya Laboratuvarından Uzm. Dr. Dilek YILDIZ a ve Diyaliz Merkezinden Uzm. Dr. Handan ŞE EL e ve Diyaliz Merkezi çalışanlarına teşekkürlerimi sunarım. Bugüne kadar bana her türlü desteği gösteren sevgili aileme ve biricik eşime sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Hasan TAÇYILDIZ I

3 ĐÇĐ DEKĐLER Önsöz Đçindekiler Kısaltmalar I II IV 1.GĐRĐŞ VE AMAÇ 1 2.GENEL BĐLGĐLER Kronik Böbrek Yetmezliği Diyaliz Hemodiyaliz Hemodiyaliz ve Oksidatif Stres Hemodiyalizde Oksidatif Stres Kaynakları Hemodiyalizde Oksidatif Stres Göstergeleri Oksidatif Stres Ve Hemodiyaliz Komplikasyonları Diyabetes Mellitus Diyabetik Nefropati Diyabetik Nefropatide Patogenez Diyabetik Nefropatinin Evreleri Nitrik Oksit Genel Bilgi Nitrik Oksitin Yapısı Nitrik Oksitin Biyosentezi Nitrik Oksit Sentaz izoenzimleri Nitrik Oksitin Biyolojik Etkileri Endotel Hücresi ve Nitrik Oksit Nitrik Oksitin Sentezini Etkileyen Faktörler Metil Arjininler Metil Arjininlerin Oluşumu ve Çeşitleri 17 II

4 2.6 Asimetrik Dimetil Arjinin (ADMA) ADMA Metabolizması ADMA ile ilişkili Hastalıklar ve Patofizyolojik Olaylar Renal Hastalıklar Diyabet Kardiyovasküler Hastalıklar Homosistein ve ADMA Alzheimer Preeklampsi Karaciğer Yetmezliği ve Siroz Hemorajik Şok ADMA Düzeyini Azaltma Stratejileri GEREÇ VE YÖNTEMLER Gereçler Hasta Ve Kontrol Grupları Kan Örnekleri Kullanılan Kimyasal Malzemeler Kullanılan Cihazlar Ölçüm Yöntemleri AOPP Ölçüm Yöntemi Asimetrik Dimetilarginin (ADMA) Tayini Đstatistiksel Analiz BULGULAR Hasta Grupları Đle Kontrol Grubunda Ölçülen Parametreler Korelasyon Analizleri TARTIŞMA VE SONUÇ ÖZET SUMMARY KAYNAKLAR 49 III

5 KISALTMALAR 4-AAP ACE ADMA ADP AGE ALE AOPP ATP CRP DDAH DHAP DM DMA EDRF ELISA G6PDH GFH GPO GSH-Px GSSG-Red H2O2 HD HNE HOCl : 4-Aminoantipirin : Anjiyotensin Dönüştürücü Enzim : Asimetrik Dimetil Arjinin : Adenozin Difosfat : Đleri Glikasyon Son Ürünleri : Lipoksidasyon Son Ürünleri : Đleri Protein Oksidasyon Ürünleri : Adenozin Trifosfat : C-Reaktif Protein : Dimetilarjinin Dimetil Amino Hidrolaz : Dihidroksiasetonfosfat : Diyabetes Mellitus : Dimetil Arjinin : Endotel Kaynaklı Serbestleştirici Faktör : Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay : Glukoz -6-Fosfat Dehidrogenaz : Glomerüler Filtrasyon Hızı : Gliserofosfooksidaz : Glutatyon Peroksidaz : Glutatyon Redüktaz : Hidrojen Peroksit : Hemodiyaliz : Hidroksinonenal : Hipoklorik Asit IV

6 IL KBY LDL L-NMMA LPL MDA MPO NADH NIDDM NO NOS PBS PMNL PRMT RCO ROS SAH SAM SDMA SOD TBARS TNF-α tpa β2m : Đnterlökin : Kronik Böbrek Yetmezliği : Düşük Yoğunluklu Lipoprotein : N-Monometil L-Arjinin : Lipoprotein Lipaz : Malondialdehid : Myeloperoksidaz : Nikotinamid Dinükleotid : Đnsüline Bağımlı Olmayan Diyabet : Nitrik Oksit : Nitrik Oksit Sentaz : Phosphate Buffered Saline : Polimorfonükleer Lenfositler : Protein Arjinin Metil Transferaz : Reaktif Karbonil Bileşikleri : Reaktif Oksijen Ürünleri : S- Adenozil Homosistein : S-Adenozil Methiyonin : Simetrik Dimetil Arjinin : Süper Oksit Dismutaz : Tiyobarbitürik Asit Reaktif Ürünleri : Tümör Nekroz Faktör : Doku Plazminojen Aktivatörü : β2 Mikroglobulinler V

7 1.GĐRĐŞ VE AMAÇ Endotel, vasküler tonus ve yapının sürdürülmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Endotel kaynaklı başlıca vazoaktif aracılardan biri Nitrik Oksit (NO)'tir. Nitrik oksit endotelden salgılanan gevşeme faktörlerinin en önemlisi olup vasküler tonusun düzenlenmesinde ve damar bütünlüğünün korunmasında hayati bir rol oynar. Vücutta NO sentezinin endojen bir inhibitörü olan Asimetrik Dimetilarginin (ADMA) damar içine verildiğinde lokal vazokonstriksiyona neden olur. ADMA, patofizyolojik durumlardaki konsantrasyonlarda vasküler NO üretimini kısıtlar. Bu etkisini de NO sentezinde reaksiyonu katalizleyen Nitrik Oksit Sentaz (NOS) enzimini inhibe ederek gösterir (1). Artık, ADMA ile ilgili biyokimyasal ve fizyolojik yollar daha iyi anlaşılmaktadır. DMA (dimetil arginin) metillenmiş proteinin yıkılması sonucu oluşur. Metil grubu, S-Adenozilmetionin (SAM)'den elde edilir. Hem ADMA hem de onun izomeri simetrik dimetilarginin (SDMA), renal yolla vücuttan atılır. Ancak ADMA, dimethylarginine dimethylaminohidrolase (DDAH) enziminin etkisi ile sitrülin ve dimetil amin e hidrolitik yıkılma yoluyla metabolize olur. ADMA dislipidemi, ateroskleroz, hipertansiyon, diyabetes mellitus, kronik renal yetmezlik ve konjestif kalp yetmezliği hastalarının plazmasında yükselir. Endotel bağlı vazodilatasyonun bozulmasıyla beraber artan ADMA düzeyleri, indirgenmiş NO sentaz ile ilişkilidir (2). Son dönem böbrek yetmezliği (SDBY) hastalarında serbest radikallerin aşırı üretimi ya da yetersiz antioksidan savunma sistemi nedeniyle oksidatif dengenin bozulduğuna dair görüşler giderek önem kazanmakta, hatta diyaliz ortamı oksidatif stres için bir model olarak düşünülmekte ve oksidatif stresi arttırdığı öne sürülmektedir. Hemodiyaliz hastalarında oksidatif stresin bir göstergesi olarak Đleri Protein Oksidasyon Ürünleri (AOPP) nin arttığını gösteren pek çok çalışma vardır. Son dönem böbrek yetmezliği olan hastalarda yapılan çalışmalarda ADMA düzeyleri yüksek olarak bulunmuştur. Böbrek yetmezliği olan hastalarda biriken ADMA miktarı ile gelişen endotel disfonksiyonu arasında ilişki vardır. Hemodiyaliz hastalarında gelişen endotel disfonksiyonu ve buna bağlı kardiyovasküler olaylarda ADMA nın sorumlu faktörlerden biri olabileceği düşünülmektedir. Hemodiyaliz ile ADMA vücuttan uzaklaştırılabilir fakat hemodiyaliz sonrası hemen yüksek değerlere geri döner. 1

8 Kronik vasküler komplikasyonlar diyabetli hastalarda ana morbidite ve mortalite sebeplerindendir. Artan kanıtlar göstermiştir ki NOS inhibitörü ADMA, diyabetle yakından ilişkilidir. Yapılmış olan çalışmalarda, insulin rezistansı ile ADMA seviyeleri arasında kuvvetli bir ilişki olabileceği gösterilmiştir. Ayrıca serum ADMA düzeyi yükselişi makroanjiyopatisi olan hastalarda olmayanlara göre çok daha belirgin olarak bulunmuştur. Bu çalışmanın amacı; Diyabetes Mellitus u olan ve olmayan kronik böbrek yetmezlikli hemodiyaliz hastalarında, endotel fonksiyon bozukluğunun bir göstergesi olan ADMA nın ve oksidatif stresten dolayı artan AOPP düzeylerinin sağlıklı kontrol grubuyla karşılaştırmalı olarak araştırılmasıdır. 2

9 2-GE EL BĐLGĐLER 2.1. KRO ĐK BÖBREK YETMEZLĐĞĐ Kronik Böbrek Yetmezliği (KBY), çeşitli hastalıklara bağlı olarak nefronların progresif ve geri dönüşümsüz kaybı sonucunda böbreğin sıvı-solüt dengesini ayarlama ve metabolik- endokrin fonksiyonlarındaki kronik ilerleyici azalma hali ile karakterize bir sendromdur (3,4). KBY de 3-6 aydan daha uzun bir süreyle glomerüler filtrasyon hızında (GFH) azalma söz konusudur. GFH deki bu azalma temelde yatan nedene göre büyük değişkenlik gösterir. KBY düşünülen bir hastada, 3 aydan uzun süren azotemi, üremik bulgular, renal osteodistrofi bulguları, anemi, hiperfosfatemi, hipokalsemi, idrar sedimentinde geniş silendirler ve radyolojik incelemede bilateral küçük böbrekler kronik hastalık göstergesidir. Ülkemizdeki KBY nedenleri Tablo-1 de görülmektedir. Tablo-1. Ülkemizde KBY edenleri ( Türk efroloji Derneği, 2000 ) (4) Kronik Glomerülonefrit % 23.9 Diyabetik Nefropati % 13.9 Hipertansiyon ve Nefroskleroz % 9.6 Ürolojik Nedenler % 8.9 Kistik Böbrek Hastalığı % 4.1 Kronik İnterstisyel Nefrit % 6.6 Diğer Nedenler % 9.9 Bilinmeyen % 23.4 GFH değeri ml/dk nın altına inmedikçe hastalar semptomsuz olabilir. İlk semptom nokturi ve anemiye bağlı halsizliktir. GFH ml/dk olunca üremik bulgular ortaya çıkar. GFH değeri 5-10 ml/dk ya inince hastanın son dönem böbrek yetmezliğine girdiği kabul edilir. Bu dönemde hastalar diyaliz veya renal transplantasyon tedavilerine ihtiyaç duyarlar. KBY evrelerine göre GFH düzeyleri Tablo-2 de görülmektedir. 3

10 Tablo-2. KBY Evrelerine Göre GFH Düzeyleri (4) Evre GFH (ml/dk) Erken Böbrek rezervinin azalması Orta Böbrek yetmezliği İleri Böbrek yetmezliği 5 25 Son Dönem Üremi < DĐYALĐZ Diyaliz, yarı geçirgen bir membran aracılığı ile hastanın kanı ve uygun diyaliz solüsyonu arasında sıvı-solüt değişimini temel alan bir tedavi şeklidir. Sıvı ve solüt hareketi, genellikle hastanın kanından diyalizata doğrudur ve bu diyalizatın uzaklaştırılması ile hastada mevcut olan sıvı-solüt dengesizliği normal değere yaklaştırılır. Diyaliz tedavisi akut veya kronik olarak uygulanabilir. Akut diyalizde hemodiyaliz, periton diyalizi veya yavaş-sürekli yöntemler uygulanabilir. Kronik diyaliz tedavisinde ise hemodiyaliz veya periton diyalizi uygulanabilir (5) Hemodiyaliz Hemodiyaliz cihazı, hasta kanının vücut dışı bir donanımla membran sisteminden geçerken ters yönden gelen diyalizat ile karşılaşarak ozmoz, difüzyon, konveksiyon (ultrafiltrasyon) sonucu asit baz, elektrolit ve toksik madde bakımından arzu edilen düzeye getirilmesini sağlayan bir düzenektir. Hemodiyaliz işleminde kan ve diyalizat kompartmanları yarı geçirgen bir zarla ayrılmışlardır. Bu yarı geçirgen zar, kan kompartmanındaki protein, proteinlere bağlı moleküller ve kanın şekilli elemanlarının diyalizat tarafına, diyalizat kompartmanındaki virüs ve bakterilerin kan tarafına geçişini engellerken kan kompartmanındaki üremik toksinlerin diyalizat tarafına, diyalizat kompartmanındaki sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum, klor, glukoz ile asetat veya bikarbonatın kan tarafına geçişine izin verir. Hemodiyaliz işleminin gerçekleşebilmesi için yeterli kan akım hızı sağlanmalıdır. Erişkinde bu değer ml/dk arasındadır. Yeterli kan akımının sağlanması için kalıcı veya geçici vasküler giriş yolu gereklidir. Geçici vasküler giriş yolu sağlamak için günümüzde kullanılan en yaygın yöntem, çift lümenli bir kateterin femoral, subklavyen veya internal juguler vene yerleştirilmesidir. Kalıcı vasküler giriş yolları ise aynı venlere kalıcı kateter yerleştirmek, arteriovenöz greft veya arteriovenöz fistül açmaktır. 4

11 Diyaliz membranının (diyalizer) bir yüzünde hastanın kanı, diğer yüzünde ise makine tarafından hazırlanmış diyalizat bulunur. Diyalizin etkinliğini arttırmak amacıyla diyalizat ve kan akımları ters yönlüdür. Her diyaliz seansında ayrı diyalizer kullanılmaktadır. Aynı diyalizer ile ikinci bir diyaliz yapılmamaktadır. Ancak, yeniden kullanım uygulaması ile bir diyalizer ile birden fazla diyaliz yapma olanağı vardır. Hemodiyaliz makinesinin çeşitli fonksiyonları vardır: 1) Kan pompası: Diyalizer ile yeterli ve dengeli kan akımı gelmesini sağlar. 2) Diyalizat hazırlanması: Su sisteminden gelen su ile konsantre diyalizatı uygun oranlarda karıştırır. 3) Monitörler aracılığı ile sistemin değişik kısımlarında basıncı, konduktiviteyi ve ısıyı ölçer. Hava dedektörü aracılığı ile sisteme kaçmış havayı saptar. 4) Heparin pompası, bikarbonatlı diyaliz, sodyum ayarlaması, ultrafiltrasyon kontrolü ve tek iğne ile diyaliz gibi seçenekler sunar. Bir diyaliz işleminde litre su harcanır. Kullanılan bu suyun steril olması zorunlu değildir. Ancak saflaştırılmış su olması gereklidir. Hasta kanı ile temasa geçen, hazırlanmış diyalizatta bakteri sayısı ml de 2000 koloniden az olmalıdır. Diyalizatlar içerdikleri tampon maddeye göre asetat ve bikarbonat diyalizatı olmak üzere ikiye ayrılırlar. Günümüzde daha fizyolojik olduğu için bikarbonat diyalizatı tercih edilmektedir (5). Hemodiyaliz tedavisi, hastanın kalan böbrek fonksiyonlarına ve diyetle aldığı protein miktarına bağlı olmak üzere haftada 2 3 kez, 4 6 saat süre ile uygulanır. Yetersiz hemodiyaliz bu hastalarda morbidite ve mortaliteyi arttıran en önemli nedendir. Hemodiyaliz sırasında hastalarda hipotansiyon, kas krampları, bulantı, kusma, baş ağrısı, sırt ağrısı, anafilaksi, disequilibrium sendromu, aritmi, kardiyak tamponad, intrakraniyal kanama, senkop, hemoliz, hava embolisi, hipoksi, ateş, titreme, nötropeni ve kompleman aktivasyonu gibi çeşitli komplikasyonlar gelişebilir (4,6). 5

12 Hemodiyaliz ve Oksidatif Stres Fizyolojik şartlarda insan vücudunda oluşan reaktif oksijen ürünleri (ROS) ile antioksidan defans bir denge halindedir. Yoğun ROS üretimi ya da antioksidan defansın azalması, biyomoleküllerde yapısal ve fonksiyonel modifikasyonlara yol açarak oksidatif strese neden olur. Kronik böbrek yetmezliği (KBY) de sebep-sonuç ilişkisi bilinmeyen oksidatif stres ile seyreden klinik tablolardan birisidir. Son dönem KBY hastalarının kaçınılmaz tedavilerinden birisi olan hemodiyaliz (HD) de oksidatif stresi arttırıcı etki göstermektedir (7,8) Hemodiyalizde Oksidatif Stres Kaynakları Hemodiyaliz esnasında ortaya çakan serbest oksijen radikallerinin en önemli kaynağı kullanılan membranlar ve diyalizat sıvılarının aktive ettiği polimorfonükleer lenfositlerdir (PMNL) (9,10). PMNL in aktive olması ile ortaya çıkan solunum patlamasında rol alan NADPH oksidaz, süperoksit dismutaz (SOD), nitrik okit sentaz (NOS) ve myeloperoksidaz (MPO) gibi enzimler süperoksit anyonu (O2 -), hidrojen peroksit (H2O2), nitrik oksit (NO) ve hipoklorik asit (HOCl) gibi reaktif ürünlerin ortaya çıkmasına yol açar. Fagositlerden kaynaklanan bu oksidanların yanı sıra, kullanılan membran ve diyalizat sıvıları alternatif kompleman yolunun aktivasyonunu sağlayarak hücre hasarının ilerlemesine yol açmaktadır (11,12). Diyaliz esnasında kullanılan biyoinkompatibl membranlar ve kontamine diyalizat sıvıları interlökin (IL)-1, IL-6 ve tümör nekroz faktör-alfa(tnf-α) gibi proinflamatuar sitokinlerin salınmasına yol açmaktadır (7-8). Sitokinlerin uyarısı ile aktive olan PMNL den kaynaklanan ROS, sitokinlerin transkripsiyon faktörü olan NF-κB yi aktive ederek, sitokinler ve ROS arasında kısır bir döngünün oluşmasına yol açar (13). HD tedavisi üremik toksinleri uzaklaştırırken eser elementlerin ve hidrofobik yapıda, proteine bağlı olmayan düşük moleküler ağırlığa sahip yapıların da diyalizör sıvısına geçerek, serum düzeyinin azalmasına yol açmaktadır. Selenyum bu eser elementlerden birisi olup antioksidan enzimlerden glutatyon peroksidaz (GSH-Px) için esansiyeldir (14). Ayrıca hemodiyalize bağlı kardiomyopatinin de selenyum eksikliğine bağlı olabileceği düşünülmektedir (15). Antioksidan vitaminlerden olan vitamin C ve vitamin E de diyalizat sıvısına geçerek oksidan hasarın artışına yol açmaktadırlar (16,17). HD tedavisinin önemli komplikasyonlarından birisi de anemi olup demir ve eritropoetin tedavisi gerektirmektedir. Tedavi dozu demirin serbest formunda artışa yol açtığında fenton 6

13 reaksiyonu yolu ile hidrojen peroksit ile reaksiyona girerek güçlü bir oksidan olan hidroksil radikaline dönüşerek oksidatif hasara yol açmaktadır (18). Fe2+ + H2O2 > Fe3+ + OH- + OH Fe3+ + H2O2 > Fe2+ + HO 2 + H+ HD tedavisi plazma SOD, katalaz, glutatyon redüktaz (GSSG-Red) ve GSH-Px gibi antioksidan enzim aktivitelerinde azalmaya yol açmaktadır (19,20). Bu azalma, böbreklerde sentezinin azalmasına bağlı olabileceği gibi (21), üremik toksinlerin enzimin protein yapısında değişikliğe yol açmasına bağlı olabilir. Nitekim MPO dan kaynaklanan hipoklorik asidin GSH- Px i inaktive ettiği gösterilmiştir (22). Hepatit B, hepatit C gibi HD hastalarında sık rastlanan kronik inflamatuvar hastalıklar oksidatif stresi arttırıcı etki göstermektedirler. Hepatit C virüsü ile enfekte HD hastalarında yapılan bir araştırmada lipid peroksidasyonunun bir göstergesi malondialdehid (MDA) ve protein oksidasyonunun göstergesi protein karbonil içerikleri (PC), enfekte olmayan hastalardan daha yüksek bulunmuştur (23). Üremik hastalarda yukarıda bahsettiğimiz HD ye bağlı oksidatif stres kaynaklarının yanısıra normal popülasyonda da oksidatif strese yol açan diyabet, yaşlanma, hipertansiyon, dislipidemi ve sigara gibi etkenler, HD hastalarının oksidatif stres hasarının daha da artmasına yol açmaktadır (24). Protein oksidasyonunun bir göstergesi olan karbonillerin hemodiyaliz ile atılmadığı ve HD süresiyle paralel olarak arttığı gözlenmiştir (25). Araştırmaların büyük bir çoğunluğu HD hastalarında artan protein oksidasyon ürünlerinin kötü etkilerinden bahsederken Schwedler ve ark. protein oksidasyon ürünleri ile mortalite arasında negatif bir korelasyon göstererek yararlı etkisi olabileceğini ileri sürmektedir (26) Hemodiyalizde Oksidatif Stres Göstergeleri Protein Oksidasyonu: Reaktif oksijen ürünleri (ROS), direkt olarak proteinler üzerine etki ederek oksidize aminoasitlerin oluşumuna yol açtıkları gibi, indirekt yolla karbonhidrat ve lipidlerin otooksidasyonu sonucu ortaya çıkan reaktif karbonil bileşiklerinin (RCO) etkisi ile de ileri glikasyon son ürünlerine (AGE) ve ileri lipoksidasyon son ürünlere (ALE) dönüşürler (27). ROS, tirozin aminoasidini direkt olarak okside ederek ditirozin yapısını oluşturarak 7

14 protein yapıda agregasyona ve fragmantasyona yol açar. Bu karşılıklı bağlar ile oluşan ürüne ileri oksidasyon protein ürünleri (AOPP) adı verilir. Karbonhidratların ve askorbatın otooksidasyonu sonucu glioksal, arabinoz, glikolaldehid, 3-deoksiglukozon ve dehidroaskorbat gibi karbonil grubu içeren arabileşikler meydana gelir. RCO non enzimatik olarak proteinlerin amino gruplarına bağlanarak schiff-base ürünleri oluşturur. Bu reversibl form daha sonra daha stabil olan ve Amadori ürünleri adı verilen forma dönüşür. Takip eden seri oksidatif ve nonoksidatif reaksiyonlar sonunda irreversibl form olan pentozidin, karboksimetillizin gibi AGE ye ve MDA lizin, 4-hidroksinonenal (HNE)-protein parçaları gibi ALE ye dönüşürler (28). AGE lerin artışına ilk kez 1988 yılında diyabetik hasta serumlarında ve dokularında rastlanmış ve diyabetik komplikasyonlar ile ilişkisi gösterilmiştir. Üremik hastalarda diyabetik hastalardan 10 kat yüksek bulunması ve bunun glikoz düzeyinden bağımsız olduğunun görülmesi oldukça şaşırtıcı olmuştur. Üremide artan oksidatif stres ile AGEs ve ALEs nin meydana gelmesine neden olan ara bileşiklerin: glioksal, metilglioksal, dehidroaskorbat, pentozidin, karboksimetillizin 3- deoksiglukozon arttığı gözlenmiştir. Protein oksidasyonunun bir göstergesi olan karbonillerin ve AOPP nin plazma düzeyinin HD hastalarında oldukça yükseldiğini gösteren pek çok çalışma mevcuttur. AGE ve ALE in üremide artışını açıklayan iki mekanizma ileri sürülmektedir: Birincisi klirenste azalmaya bağlı olarak vücutta birikebileceği ikincisi ise artan oksidatif stres nedeniyle lipid ve karbohidratlardan RCOs lerin oluşumunun daha da artmasıdır (29,30). Üremide ROC nin artışı ile proteinlerde meydana gelen karbonil modifikasyonlara Miyata ve arkadaşları tarafından karbonil stres adı verilmiştir. Lipid Peroksidasyonu: HD tedavisi ile artan ROS lipid yapıların oksidasyonuna yol açarak, son ürünlerinden olan MDA ve 4-HNE nin plazma düzeyinin artmasına neden olur. Bu aldehid yapılar proteinler için oldukça reaktif olup ALE, MDA-lizin ve HNE-protein ürünlerinin oluşumuna neden olurlar. Araşidonik asidin peroksidasyonu sonucu ise F2 izoprostanlar (F2IsoPs) adı verilen prostaglandin F2 benzeri bileşikler oluşur. Yapılan çalışmalar kronik HD tedavisi alan hastaların plazma F2IsoPs düzeylerinin sağlıklı kişilerden 2-4 kat daha yüksek olduğunu ortaya koymuştur (31,32). 8

15 Oksidatif Stres Ve Hemodiyaliz Komplikasyonları Erken ateroskleroz oluşumu son dönem böbrek yermezliği olan hastaların en önemli mortalite ve morbidite sebebidir. Oksidatif stresin, erken ateroskleroz oluşumunun etyopatogenezinde önemli bir rol oynadığı ileri sürülmektedir. Aterosklerozun erken belirteci olarak kabul edilen karotis arter intimamedia kalınlığı ile AOPP arasında pozitif korelasyona rastlanmıştır (33). Kardiyovasküler mortalite göstergesi olarak kabul edilen C-reaktif Protein (CRP) ile tiyobarbitürik asit reaktif ürünleri (TBARS) düzeyleri arasında pozitif ilişki bulunmuş. Yine CRP ile araşidonik asit peroksidasyon ürünü olan F2 izoprostanların düzeyleri arasında da pozitif ilişki gösterilmiştir. Aterom plaklarını oluşturan köpük hücrelerde biriktiği gösterilen oksidize-ldl nin artışları saptanmıştır (34). HD in diğer önemli komplikasyonlarından birisi de amiloidozdur. HD hastalarında patogenezi tam olarak açıklığa kavuşmamış olmakla birlikte amiloidozda biriken amiloid fibrillerinin en önemli komponentinin AGE ile modifiye olmuş β2 mikroglobulinler (β2m) olduğu gösterilmiştir. Uzayan HD tedavisi sürecinde oluşan yapının klirensindeki azalmaya bağlı olarak dokularda birikerek amiloidoza yol açtığı ileri sürülmektedir. Oluşan AGEmodifiye-β2m monositlerdeki AGE reseptörlerine bağlanarak monositleri aktive ederler ve dolayısıyla sitokinlerin salınımına yol açarak ROS oluşumuna neden olurlar. Dializ hastalarında oluşan inflamatuvar artropatininde bu mekanizma ile oluştuğu ve kemik-eklem harabiyetiyle sonlandığı gösterilmiştir (35,36,37,38). Anemi, HD tedavisi alan hastalarda görülen bir diğer önemli komplikasyondur. Aneminin patogenezinde oksidatif stresin rol aldığı ileri sürülmektedir. Oksidatif stresin eritrosit yaşam süresini kısalttığı ve eritropoetin fonksiyonlarında bozukluğa yol açarak anemiye neden olduğu gösterilmiştir. E vitamini kaplı membranlar ile diyaliz yapıldığında eritrosit yaşam süresinin arttığı görülmüştür (39) DĐABETES MELLĐTUS Diabetes Mellitus (DM), hiperglisemi ile kendini gösteren anormal karbonhidrat metabolizması bozukluğudur. DM de oransal veya tam insülin sekresyon kusuru ve/veya insülin etkisine değişik derecelerde direnç görülür. Ortaya çıkan kronik hiperglisemi gözler, böbrekler, sinirler, kalp ve kan damarlarında harabiyete neden olmaktadır (40). 9

16 Diabetes Mellitus ve Diğer Karbonhidrat Tolerans Bozuklukları (40): A. Diabetes Mellitus 1. Tip 1 DM veya insüline bağımlı DM Tip Ia: Klasik tip ve Tip Ib: Poliglandüler otoimmun sendrom içinde tip I DM 2. Tip 2 DM veya insüline bağımlı olmayan DM Obez ve nonobez 3. Malnütrisyonla ilişkili DM Fibrokalkülöz pankreatik diyabet ve protein eksikliği ile birlikte olan diyabet 4. Bazı hastalıkların seyrinde görülen DM B. Bozulmuş Glukoz Toleransı 1. Obez 2. Nonobez 3. Gestasyonel diyabet Diyabetik efropati Diyabet günümüzde, erişkinlerdeki son dönem böbrek hastalığının en sık nedenlerinden biridir. Gerek diyaliz tedavisi gören gerekse transplantasyon yapılan KBY vakalarında 5 yıllık sağkalım, diyabetik olmayanlara göre %20 daha kötüdür. 20 yıllık tip 1 DM vakalarında diyabetik nefropati görülme sıklığı %40-50, tip 2 DM vakalarında ise %5-10 kadardır. Sonuçta; tip 1 ve tip 2 diyabetin sıklığı düşünüldüğünde, son dönem böbrek yetmezliği tanılı hastaların yaklaşık yarısı tip 1 iken diğer yarısını tip 2 diyabetikler oluşturmaktadır (41). Diyabetik nefropatide histopatolojik değişiklikler diffüz ve nodüler glomerülosklerozdur. Difüz lezyonlar, ışık ve elektron mikroskobunda yaygın mezengial matriks artışı şeklinde kendini gösterir. Glomerüler kapillerlerin bazal membranında ilerleyici kalınlaşma ve glomerül hacminde artma vardır. Nodüler lezyonlar, değişik büyüklükte hyalin yapılar olup, diffüz lezyonların mezengiumda kapiller duvar içine yayılması sonucu oluşur. Nodüler 10

17 lezyonlar, hastalığın geç döneminde görülen diyabetik nefropatinin histopatolojik olarak tanı koydurucu kabul edilen bulgusudur. Ancak nodüler lezyonlar, diyabetik nefropatili hastaların sadece %25 inde görülür Diyabetik efropatide Patogenez Diyabetik nefropatinin patogenezinde metabolik, genetik ve hemodinamik faktörlerin rolü vardır (41). Patogenezdeki temel mekanizmalar şunlardır; 1. Hemodinamik değişiklikler: Diyabetik hastalarda genellikle başlangıçta kan basıncı normaldir, ancak dokulara giden kan miktarı artmıştır. Nedeni tam olarak bilinmemekle birlikte, hipergliseminin neden olduğu afferent arteriol dilatasyonuna bağlı olduğu düşünülmektedir. Bunun sonucunda glomerüler hidrostatik basınç artışı olur ve glomerüler hiperfiltrasyon gelişir. 2. Renal atrofi: Diyabetik nefropati gelişen hastalarda, glomerüler ve tubulointerstisyel proliferasyon ve hipertrofi gelişir. Kapiller lobların sayısı ve yüzey alanı artar. Böylece glomerüller genişler ve sonuçta böbrek boyutu artabilir. Bu değişikliklerin de bilinen hipergliseminin yol açtığı bazı büyüme faktörlerinin salınımındaki artışa bağlı olabileceği düşünülmektedir. 3. Mikroalbuminüri ve proteinüri: Diyabetik hastalarda hiperglisemi durumunda proteinler non-enzimatik olarak glikozillenir. Bunun sonucunda glomerül bazal membranın degradasyonu azalır ve kalınlığı normalin 3-4 katı artar. Ancak bazal membranda heparan sülfat azalacağı için bazal membranın proteinlere karşı olan bariyer özelliği kaybolur. 4. Glikozilasyon: Glikozillenme, hipergliseminin seviyesi ile uyumlu olup hücre hipertrofisi ve ekstraselüler matriks artışı gibi değişikliklere neden olur. 5. Polyol yolu: Bu yolda glukoz, aldolaz redüktaz enzimi aracılığı ile sorbitole indirgenir. Dokularda biriken sorbitol ödem, hipoksi ve demiyelizasyona neden olur. 11

18 Diyabetik efropatinin Evreleri Diyabetik nefropatide beş klinik evre mevcuttur. Bu evreler: 1.-Hipertrofi ve hiperfonksiyon: Böbrekler büyüktür, glomerüler filtrasyon hızı artmıştır. Hipergliseminin kontrolü ile bu durum birkaç haftada düzelir. 2.-Sessiz evre: Đdrar albumin atılımının normal olduğu (0-20 mikrogram/dak.) normoalbuminüri dönemidir. Histolojik olarak bazal membranda kalınlaşma ve mezangial genişleme vardır. 3.-Mikroalbuminüri evresi: Đdrar albumin atılımı artmış olup, mikrogram/dak. arasındadır. Nefropatinin ilerlemesinin durdurulabileceği ve geriye döndürülebileceği dönemdir. Kan basıncının bu dönemde yükselmeye başladığı gösterilmiştir. 4.-Aşikar diyabetik nefropati: Proteinürinin belirgin olduğu, GFH nın giderek azalmaya başladığı, klinik nefropati evresidir. Böbreklerde klasik morfolojik lezyonlar vardır. 5.-Son dönem böbrek yetmezliği: Bu evredeki hastalar renal replasman tedavisine ihtiyaç duyarlar (41) ĐTRĐK OKSĐT Genel Bilgi Nitrik Oksit (NO) ortam havasında bulunmakla birlikte, aynı zamanda kirli havada, ekzos gazında, sigara dumanında bulunan bir bileşiktir. NO, reaktif nitrojen oksitleri üreterek çevre kirlenmesine neden olabilmektedir. NO organizmanın büyük ve komplike enzimlerinden biri olan Nitrik oksit sentaz (NOS, EC ) enzimince sentezlenmektedir (42). L- arjininin guanido grubundaki nitrojenin hidroksilasyonuyla sentez başlatılır. Sağlam damar endoteli, bazal bir hız ile sürekli NO oluşturur. Bu arada fizyolojik bir uyarı agonist olarak yanıtı artırabilir. Agonist etkisi ile intrasellüler Ca+2 artışı nitrik oksit sentazı (NOS) aktive eder ve L-Arjinin aminoasidinden sitrüllin ile birlikte sentezlenen NO, endotel hücresinden düz kas hücresine difüze olur. Düz kaslarda NO çözünür guanilat siklazı aktive ederek cgmp yi artırır. EDRF (Endotel Kaynaklı Serbestleştirici Faktör) ile yapılan 12

19 çalışmalarda, bu maddenin cgmp üzerindeki etkisinin NO ya benzer şekilde ortaya çıktığını vurgulamaktadır. Bu benzerlikler arasında EDRF nin farmakolojik davranışı ve asidifiye NO2 den NO üretilmesi, EDRF nin NO olabileceğini düşündürmüştür (43). Bugün için EDRF nin tam olarak tanımlanamayan birçok vasodilatör madde içerdiği, bunlardan predominant olanın NO olduğu bilinmektedir. Nitrik oksit için tek kaynak endotel değildir, intimada nötrofil ve monositler tarafından da üretildiği bilinmektedir. Nitrik oksit oldukça toksik bir madde olup sitotoksik özelliği de vardır. Hücreler için toksik olan bu maddenin hücre tarafından üretildiği, dokularda NO tayinleri yapılarak kanıtlanmıştır. NO'in organizmada düzenleyici bir molekül olarak görev yapmasına ek olarak, bir dizi patolojik olayda da rolü vardır. Yani NO, hem sitoprotektif hem de sitotoksik etkilidir (44,45). Nitrik oksit endotel yüzeyinde antitrombotik etkinliğe sahiptir. Nitrik oksit sentaz aktivitesinin inhibisyonu, mikrovasküler geçirgenliği arttırarak lökositlerin migrasyonunu ve adezyonunu arttırmaktadır (46). Sonuç olarak NO, güçlü bir vasodilatör olmakla birlikte nörotransmitter, immünomodülatör, sitotoksik etkili ancak doku hasarı oluşturmayan bir otokoid olarak da görülmektedir. Hipertansiyonun belli formlarında vazokonstriktör maddelerin arttığı bilinmektedir. Endojen vazodilatatör olan NO nun boşalmasına bağlı olarak hipertansiyon meydana gelmektedir. Ayrıca anjiotensin II nin fizyolojik antagonisti olması ve renin salınımını düzenlemesi nedeniyle NO hipertansiyon üzerinde etkilidir (47). Nitrik oksitin ayrıca bronkospazmın giderilmesinde, vücudun kansere karşı savunmasında, otoimmün reaksiyonlarda, nörotransmitter olarak beyin fonksiyonlarında ve ağrı oluşumunda önemli rol aldığı gösterilmiştir (47,48) itrik Oksitin Yapısı Nitrik Oksit (NO); bir tane eşleşmemiş elektron içeren, renksiz, gaz şeklinde bulunan inorganik serbest bir radikaldir. 13

20 Eşleşmemiş elektron nitrojen ve oksijen atomu üzerinde yer değiştirerek rezonans stabilitesini sağlamaktadır. Nitrik oksit lipofilik, kimyasal olarak stabil olmayan, reseptöre bağımlı olmadan kolayca diffüze olabilen ve bilinen en düşük moleküler ağırlıklı memeli hücresinin biyoaktif sekresyon ürünüdür (49,50). Tablo 3: Nitrik oksit ile ilişkili nitrojen metabolitleri Sembol Đsim Etki NO Nitrik oksit Serbest radikal (S R) NO2 Nitrojen dioksit S-R, nitronize edici etken ajan N2O Nitröz oksit Anestetik N2O3 Dinitrojen trioksit Nitronize edici etken ajan N2O4 Dinitrojen tetraoksit Nitronize edici ajan NO2 Nitrit Asidik ortamda NO oluşturur NO3 Nitrat Stabil anyon itrik Oksitin Biyosentezi Nitrik oksit, sitokrom P-450 redüktaz homoloğu ve nitrik oksit sentaz (NOS) olarak adlandırılan enzimlerce arjininin substrat olarak kullanıldığı reaksiyon sonucu meydana gelir. Sitokrom P-450 benzeri enzim, muhtemelen sisteinin aksiyel ferrik ligandı olduğu demir protoporfirin 9 içerir. L-arjininden NO oluşturan enzimler NOS izoenzimleri olarak bilinmektedir. L-arjininden NO sentezinde NADPH, NOS, kalmodulin, oksijen ve dört kofaktöre (hem, FMN, FAD, BH4 ) gereksinim duyduğu anlaşılmıştır (51). Şekil-1. Nitrik Oksit Sentezi Reaksiyon sonucu oluşan NO gaz yapısında olduğu için hızla çevre hücrelere diffüze olabilir ve etkisini yok edilene kadar sürdürebilir. Fazla miktarda oluşumu dokular için toksik olduğundan hızla etkisiz hale getirilir. Kan içine salınan NO nun büyük kısmı esas olarak 14

21 eritrositler tarafından metabolize edilir. Hemoglobin ve myoglobine bağlanan NO nitrit (NO 2 - ) ve nitrat (NO 3 - ) olarak atılır (52,53). NO nun yarı ömrü büyük değişiklik göstermektedir. Bu değişkenlik, dokuların taşıdığı oksijenli bileşiklerin oranındaki farklılıklardan kaynaklanmaktadır. NO'nun gerçekleştirdiği bu reaksiyonlara bağlı olarak yarı ömrü yaklaşık sn'dir (54) itrik Oksit Sentaz izoenzimleri Nitrik oksit sentazın üç farklı izoenzimi bulunmaktadır: öronal nitrik oksit sentaz (n OS): Đlk olarak sinir dokusunda bulunmuştur. Yapısal olarak tanımlanabilmiştir ve kalsiyuma bağımlıdır. Endotelyal nitrik oksit sentaz (e OS): Đlk olarak vasküler endotel hücrelerinde tanımlanmıştır ve yapısal olarak kalsiyuma bağımlıdır. Đndüklenebilir nitrik oksit sentaz (i OS): Đlk olarak endotoksinler ve sitotoksinler aracılığıyla karaciğer hücreleri ve makrofajlarda uyarılan bir enzim olarak tanımlanmıştır. Bu izoform fizyolojik şartlarda kalsiyuma bağlı değildir. Nedeni ise kalmoduline çok sıkı bağlanmış olmasıdır. Son zamanlarda her üç izoenzimin değişik hücrelerde bulunabildiği ve uyarılabildiği gösterilmiştir. Örneğin; enos endotel hücreleri, nöronlar, barsak interstisyel hücrelerinde bulunabilir. enos ve nnos aktivasyonu Ca +2 / kalmodulin bağımlıdır, inos aktivasyonu ise transkripsiyonel indüksiyon yolu ile etkilidir (49) itrik Oksitin Biyolojik Etkileri Biyolojik yarı ömrü saniyeler düzeyinde olan NO, insan fizyolojisi ve fizyopatolojisinde önemli bir yere sahiptir ve rol oynadığı olaylardan bazıları aşağıda özetlenmiştir; Trombosit adezyon ve agregasyonunda inhibisyon Vasküler düz kas relaksasyonu ile vasodilatasyon Santral sinir sistemi ve periferik sinir sisteminde nörotransmitter. Endotel hücresi ve vasküler düz kas hücresinde antiproliferatif etki, tpa artışı ve fibrinolizis Düşük konsantrasyonda eritrosit deformasyonunda artış 15

22 Đmmünomodülatör NADPH oksidaz inhibisyonu ile lökosit adezyon inhibisyonu Makrofaj aracılı nonspesifik immun yanıt Antimikrobiyal (sitotoksik) Antitümör (sitotoksik) (49) Endotel Hücresi ve itrik Oksit NO nun sağlam kan damarlarında fiziksel, kimyasal ve hormonal uyarıcılara karşı EDRF aracılıklı vazodilatasyon oluşturarak vasküler tonus düzenleyicisi olduğu çeşitli kaynaklarda gösterilmiştir (55). Asetilkolin, bradikinin, 5-hidroksitriptamin ve ayrıca hipoksi gibi etkenler, Ca +2 / kalmodulin sistemi aracılığı ile endoteldeki NOS u uyararak NO oluştururlar. Endotelde oluşan NO, diffüzyon yolu ile düz kas hücresine geçer ve sitoplazmik guanilat siklaz enzimini uyararak GTP den cgmp oluşturur. Oluşan cgmp kalsiyum düzeylerini azaltarak düz kaslarda gevşeme ile vazodilatasyona neden olur (56). NO; trombositler, makrofajlar ve düz kas hücrelerinde de üretilebilirse de lokal olarak başlıca endotelyumda ve sinir hücrelerinde üretilmektedir. Sonuç olarak; endotelyumun yalnızca kan ile dokular arasında madde alışverişinin yapıldığı nontrombojenik bir bariyer olmayıp aynı zamanda güçlü vazoaktif, antikoagülan ve fibrinolitik maddeler üreten, vücudun en büyük ve en aktif parakrin organı olduğu anlaşılmıştır. Bugün endotelyumun yapısal ve işlevsel bozukluklarının koroner damar hastalıklarını da kapsamak üzere birçok vasküler hastalığın patogenezinde önemli roller oynadığına inanılmaktadır itrik Oksitin Sentezini Etkileyen Faktörler Arjinin NO sentezinde substrat olarak kullanıldığından dolayı arjinin plazma konsantrasyonlarının yeterli düzeyde olması optimal enzim aktivitesi için gereklidir. Arjininden NO oluşumu çeşitli arjinin analogları tarafından inhibe edilir. Bu analoglar artmış trombüs formasyonu ve aterogenezden sorumludur. ADMA ve L-NMMA (N-Monometil L- Arjinin) en önemli iki arjinin analoğudur. ADMA proteinlerdeki arjininlerin metilasyonu sonucu meydana gelir ve hipertansiyon ve hiperkolesterolemi gibi akut koroner olaylar için güçlü bir belirteçtir. BH4 (Tetrahidrobiopterin) NOS un kofaktörüdür, enos ve normal endotel fonksiyonu için gereklidir. Yapılan çalışmalara göre BH4 azlığı endotel 16

23 fonksiyonunda bozulmalara yol açar, kısa dönem BH4 tedavisi sonrası fonksiyonlar normale döner. Ayrıca serbest oksijen radikalleri NO nun yapısında bozulmalara neden olarak fonksiyon görmesine engel olabilir (57) METĐL ARJĐ Đ LER Metil Arjininlerin Oluşumu ve Çeşitleri Metil arjininler, proteinlerde bulunan arjinin rezidülerinin metilasyonu sonucu oluşurlar. Bu proteinler yaygın olarak nükleusta bulunurlar. Protein-arjinin metilasyonu, proteinlerin içindeki arjininin guanidino azotuna 1 veya 2 metil gruplarını aktaran bir posttranslasyonel modifikasyondur (58,59). Đnsanlarda protein-arjinin metilasyonu PRMT ler (Protein Arjinin Metil Transferaz) tarafından gerçekleştirilir. PRMT nin iki geniş tipi vardır, insanlarda PRMT aktivitesi gösteren 9 adet PRMT vardır. PRMT 5,7,9 PRMT II olarak, diğer PRMT ler PRMT I olarak bilinir (60). Tip I PRMT en çok rastlanan PRMT dir, çok sayıda proteine spesifik farklı tipleri vardır. Kardiyovasküler sistemde kalp, düz kas hücreleri ve endotelyal hücrelerde expresse edilir. Expresyon paterni hakkında ayrıntılı bilgi olmamakla birlikte PRMT I in bütün tipleri (1,3,4 ve 6) vasküler hücrelerde ekspresse edilir. PRMT I ekspresyonu LDL ile arttırılmaktadır. Tip I PRMT aktivitesi sonucu oluşan ürün asimetrik dimetilarjinin (ADMA) ve N- Monometil L-Arjinin (L-NMMA) dir. NOS u inhibe edebilme özelliği vardır. Artan LDL ile birlikte artmış tip I PRMT ekspresyonu ile ADMA düzeylerinin LDL ile pozitif korelasyonu olduğu gözlemlenmiştir. Endotelyal hücre kültürlerinde LDL, oxldl konsantrasyonu artışı PRMT gen ekspresyonu artışına neden olur (61). Tip II PRMT SDMA (simetrik dimetilarjinin) oluşumunda rol oynar. SDMA nın NOS u inhibe etme özelliği yoktur. Proteinler hidrolize uğradığında onların metillenmiş arjinin rezidüleri serbest kalır, metillenmiş arjininler idrarla atılır. Renal yetmezlik hastalarında metillenmiş arjininler idrarla atılamaz, seviyeleri yükselir. Metil arjininler böbrekte dimetilarjinin metil transferaz, karaciğerde asetilasyonla metabolize edilir. PRMT ler protein metilasyonunda metil vericisi olarak S-Adenozil Metionini (SAM) kullanır. SAM artışı PRMT aktivasyonunu artırırken, S- Adenozil Homosistein (SAH) artışı PRMT yi inhibe eder (62). PRMT ler yoluyla proteinlerin metilasyonu ve oluşan metil arjinin 17

24 türevleri Şekil 2 de gösterilmektedir. Şekil 2: Arjinin ve metil arjinin türevleri ve oluşumları (61). ADMA metillenmiş arjinin rezidüleri içeren proteinlerin katabolizması sonucu meydana gelir. Hücresel proteinlerin arjinin metilasyonu PRMT ler tarafından katalize edilir. PRMT ler başlıca alveolar ve bronşiyal epitelyumda yerleşmiştir. Hipoksi sonucu alveolar tip 2 hücrelerde PRMT 2 ekspresyonu artmaktadır. Yıldırım ve ark çalışmalarında PRMT lerin akciğerlerde fonksiyonel olduğunu ve hipoksinin PRMT 2 ekspresyonu ve akciğer ADMA konsantrasyonlarında düzenleyici olduğunu göstermiştir. Hipoksi sonucu yapısal ve fonksiyonel değişiklikler ADMA metabolizması ile ilişkilidir (63) Asimetrik Dimetil Arjinin (ADMA) Asimetrik NG,NG dimetilarjinin, L-Arjininin guanidino analoğu; endojen olarak sentezlenen, proteinlerdeki arjinin rezidülerinin protein arjinin metil transferazlarıyla (PRMT I) metillenmesiyle meydana gelen bir türev aminoasittir. ADMA NOS un endojen inhibitörü iken SDMA nın NOS enzimi üzerine inaktive edici etkisi yoktur fakat arjinin ve ADMA ile hücre giriş yolunu etkileyerek NO üretim hızında dolaylı yoldan etkisi vardır (64). 3 adet metilarjinin (ADMA, SDMA ve L-NMMA) Y taşıyıcı protein adı verilen 18

25 katyonik aminoasit taşıyıcıları aracılığıyla endotelyal hücrelerin içine girerler. Metil arjininler birbirleriyle ve arjinin aminoasidi ile hücre içine giriş için yarışırlar. Yüksek konsantrasyondaki ADMA, L- Arjininin hücre içine transportunu engeller. Sonuç olarak NO sentezi azalır (64). ADMA kan basıncını yükseltir, vazokonstrüksiyona neden olur, endotel bağımlı relaksasyonu bozar, endotelyal hücre adhezivitesini artırır. Kardiak outputu azaltır. Uzamış NOS inhibisyonu sonucu olarak sol ventrikuler hipertrofi gelişir. Böbrek yetmezliğinde ADMA birikimi olur. Plazma ADMA seviyeleri ile endotel disfonksiyonu arasında ilişki vardır. Hemodiyaliz hastalarında endotel disfonksiyonu sonucu gelişen kardiyovasküler olaylar ve mortalitede ADMA sorumlu faktörlerden birisidir. Endotel kaynaklı NO endotel fonksiyonlarının sürdürülmesinde önemlidir. NO nun vazodilatasyon, antitrombotik süreç ve inflamasyonun kontrolünde kritik rolleri vardır. NO biosentezinin bozulması endotel fonksiyonunun bozulmasıyla beraber çok sayıda vasküler hadiseyle birliktedir. ADMA arjininden NO sentezini yarışmalı olarak inhibe eder. ADMA nın endotel fonksiyonunu bozan faktörlerden biri olduğuna dair kanıtlar vardır. Konjestif kalp yetmezliği, diyabet, insulin rezistansı, hipertansiyon, hiperhomosisteinemi, son dönem böbrek yetmezliği gibi durumlar ADMA yüksekliği ve endotel fonksiyon bozukluğu ile seyreden çeşitli klinik durumlardır. Bu hastalıklarda akut vasküler olaylar sonucu ölüm sık görülür (64). ADMA nın yükseldiği durumlar aşağıdaki Şekil-3 te görülmektedir. Şekil-3. ADMA nın yükseldiği durumlar (65) 19

26 ADMA Metabolizması Metilarjininlerin bir kısmı renal yolla atılır. Bununla birlikte SDMA tamamiyle renal yolla atılır fakat ADMA ve L-NMMA yaygın olarak metabolize edilir. En önemli metabolik yol DDAH (Dimetilarjinin Dimetil Amino Hidrolaz) enzimiyle sitrülin ve dimetilamine yıkılmasıdır (66,67). DDAH, ADMA seviyelerini regüle etmede önemli rol oynar. SDMA intravenöz olarak enjekte edilirse % 60 oranında idrara çıkar, fakat ADMA intravenöz olarak enjekte edildikten sonra % 5 oranında idrara çıkar. Bu nedenle renal yetmezlikte SDMA, ADMA ya göre plazmada çok daha yüksek seviyelerde bulunur. Yapılan araştırmalar ADMA nın DDAH için substrat olduğunu, SDMA nın olmadığını göstermiştir. ADMA nın SDMA ya göre yaygın bir metabolizmasının olduğu gösterilmiştir (68). DDAH iki izofomdan oluşur ve her ikisi de vasküler endotelyumdan eksprese edilir. Đnsanları da kapsayan gelişmiş organizmalarda DDAH enziminin 2 izoformu tanımlanmıştır. DDAH 1 i kodlayan gen 1. kromozomda lokalize olmuş iken DDAH 2 yi kodlayan gen 6. kromozomda lokalizedir. Bu izoformlar farklı doku dağılımları göstermelerine rağmen aktiviteleri benzerdir. DDAH 1 ekspresyonu ile nöral NOS arasında, DDAH 2 ile endotelyal NOS (enos) arasında ilişki vardır fakat NOS ekspresse eden doku ve hücrelerde DDAH lar fazlaca eksprese edilmesine rağmen bu doku ve hücrelerle sınırlı değildir. Her iki izoform da kardiyovasküler sistemde tanımlanmasına rağmen muhtemelen DDAH 2 ekspresyonu çok daha fazladır (69,70). Bazı araştırmacılar çalışmalarında hipoksiye maruz bırakılan domuzlarda DDAH aktivitesinin baskılandığını göstermişlerdir. DDAH 1 ve DDAH 2 farklı doku dağılımları göstermektedir. DDAH 2 aktivitesi ve ekspresyonu yeni doğanların primer pulmoner hipertansiyonunda azalmıştır. Bu da bu hastalarda NOS aktivitesinin azalmasını ve ADMA seviyelerinin yükselmesini açıklamaktadır (71). Endotelyal hücre kültürlerinde DDAH ın selektif inhibisyonu nitrik oksit sentezinde azalmaya yol açar. Ortamın arjinin muhtevasının arttırılması bu durumu tersine çevirebilir (72). PRMT ler yoluyla ADMA oluşumu ve atılım yolları Şekil 4 te gösterilmektedir. 20

27 Şekil 4: ADMA metabolizması ADMA ile ilişkili Hastalıklar ve Patofizyolojik Olaylar Renal Hastalıklar Son dönem böbrek yetmezliği olan hastalarda yapılan çalışmalarda ADMA düzeyleri yüksek olarak bulunmuştur. Böbrek yetmezliği olan hastalarda biriken ADMA miktarı ile gelişen endotel disfonksiyonu arasında ilişki vardır. Hemodiyaliz hastalarında gelişen endotel disfonksiyonu, kardiyovasküler olaylar ve mortalitede ADMA sorumlu faktörlerden birisi olabilir. Hemodiyaliz ile ADMA vücuttan uzaklaştırılabilir fakat hemodiyaliz sonrası hemen yüksek değerlere geri döner (64) Diyabet Tip 1 ve Tip 2 diyabette yapılan hayvan çalışmalarında ve aşikar Tip 2 diyabetli veya insulin rezistansı olan hastalarda yükselmiş ADMA seviyeleri bulunmuştur (73,74). Kronik vasküler komplikasyonlar diyabetli hastalarda ana morbidite ve mortalite sebeplerindendir. Artan kanıtlar göstermiştir ki NOS inhibitörü ADMA diyabetle yakından ilişkilidir. Ayrıca serum ADMA düzeyi yükselişi makroanjiyopatisi olan hastalarda 21

28 olmayanlara göre çok daha belirgin olarak bulunmuştur (75). Yapılmış olan çalışmalarda insulin rezistansı ile ADMA seviyeleri arasında kuvvetli bir ilişki olabileceği gösterilmiştir (76). Yine yapılan çalışmalarda glukozun kendisinin DDAH aktivitesini baskılayabileceği sonucuna varılmıştır (77) Kardiyovasküler Hastalıklar Arjininden NO oluşumu ADMA gibi çeşitli arjinin analogları tarafından inhibe edilir. Bu analoglar trombüs oluşumu ve ateroskleroza sebep olabilir. Akut koroner sendromlu olgularda yapılan çalışmalarda ADMA seviyeleri yüksek olarak bulunmuştur, bu hastaların medikal tedavi sonrası ADMA seviyelerinin azaldığı gözlenmiştir (78). Azuma ve arkadaşları karotid arterlerine balon uygulanan tavşanların rejenere endotelyumunda sağlıklı olanlara göre düşük intraselüler arjinin ve yüksek ADMA seviyeleri bulmuşlardır. Bu bulgular rejenere endotelyumda DDAH aktivitesinin düşük olduğunu ve arjinin seviyesinin yetersiz olduğunu düşündürmektedir (79). ADMA seviyeleri kalp yetmezliği olan hastalarda da artar. ADMA nın ventrikül kontraksiyonu ve kalp hızını azaltma kapasitesi vardır. ADMA nın kardiyak fonksiyondaki rolü ve kalp yetmezliğindeki endotel fonksiyonundaki rolü tam aydınlatılamamıştır (64). Yüksek ADMA düzeylerinin kardiyovasküler olay sıklığının artması yanında konsantrik sol ventriküler hipertrofi ve karotid arter intima media kalınlığının artması ile de kuvvetli bir ilişki gösterdiği yapılan çalışmalarda gösterilmiştir (80). Karotid intima media kalınlığı güçlü kardiyovasküler risk belirtecidir (81). Plazma ADMA konsantrasyonları klinik aşikar aterosklerozu olanlarda olmayanlara göre yüksek olarak bulunmuştur (82). Kardiyovasküler patoloji için tedavinin amacı artmış ADMA nın etkilerini ortadan kaldırmak veya ADMA seviyelerini azaltmaktır. Teorik olarak arjinin ADMA nın yerini alabilir, NOS aktivitesini tamir edebilir. Arjininin hiperkolesterolemili hastalarda endotel disfonksiyonunu ve periferal vasküler hastalığı olan hastalarda yürüme zorluğunu düzelttiği gözlenmiştir. Bu hastalarda ADMA düzeylerini azaltmada diğer bir alternatif yol DDAH ekspresyonunu veya aktivitesini arttırmaktır (83). 22

29 Homosistein ve ADMA ADMA ve homosistein arasındaki ilişki aralarında çok etkileşim olduğundan dolayı ilginçtir. Homosistein DDAH aktivitesini inhibe edebilir. Bu, enzimin aktif bölgesindeki sistein rezidüsüyle etkileşimi yoluyla olabilir. Homosistein metilasyonda anahtar rolü oynar. S-Adenozilmetiyonin arjinin metilasyonunda metil vericisidir. Ürünü S-adenozil homosisteindir bu da homosisteine çevrilir. Metiyonin döngüsünün yüksek olması homosistein seviyelerini arttırır bu da endotelyal disfonksiyonla beraber seyreder. Sistein gibi sülfhidril bloke edici ajanlar DDAH enzimini inhibe ederler. Dithiothreitol gibi dithiol redüktanları bu inhibisyonu engelleyebilir veya tersine çevirebilir (79). Cooke ve arkadaşları yaptıkları çalışmada homosisteinin endotelyal hücre kültüründe DDAH aktivitesini inhibe ederek ADMA düzeylerini yükselttiğini gözlemlemişlerdir (79). Kalp hastalığı için homosistein yüksekliği önemli bir risk faktörüdür. Homosistein konsantrasyonunu 3 µmol/l düşürmek; iskemik kalp hastalığı riskini %16, derin ven trombozunu %25, stroke riskini %24 azaltır (62) Alzheimer Bu hastalarda homosistein ve ADMA nın arttığı NO nun azaldığı bulunmuştur. NO nun ADMA etkisiyle düzeyi azaldığı için serebral kan akımı bozulur. NO sitoprotektif genlerin ekspresyonunu arttırdığı için nöroprotektiftir, öğrenme ve ezberlemede etkilidir. L- Arjininin oral yolla alımı ile, serebrovasküler hasarlı yaşlı hastaların kognitif fonksiyonlarında düzelme olabilir (84) Preeklampsi ADMA seviyeleri normal gebelik esnasında azalmaktadır, fakat preeklampsili gebelerde yükselmektedir. Son zamanlarda yapılan çalışmalarda preeklampsi gelişiminden önce ADMA seviyelerinin yükseldiği gözlenmiştir. Yüksek risk altındaki kadınların erken dönemde belirlenmesinde ADMA yeni bir risk belirteci olarak ortaya çıkabilir. Gebelikte erken dönemde ADMA düzeyi yüksek olan kadınlarda ADMA seviyesi ile endotelyal disfonksiyon arasında ilişki vardır ama bu, kadınlarda sadece preeklampsi gelişimi olarak görülür (64). 23

30 Karaciğer Yetmezliği ve Siroz Multiple organ yetmezliği olan hastalarda ve son dönem karaciğer hastalarında bozulmuş karaciğer fonksiyonları ADMA seviyelerinin yükselmesine neden olabilir (80). Dekompanse dönemdeki hastalarda artmış ADMA konsantrasyonları hepatoselüler hasara cevabı yansıtabilir. DDAH lar karaciğer dahil çok sayıda dokuda yaygın olarak dağılmıştır. ADMA dekompanse sirozlu hastalarda yükselirken SDMA için gruplar arasında farklılık bulunmamıştır. Mevcut sonuçlarda ADMA/SDMA oranının yükselmesinin gözlenmesi DDAH aktivitesinin azalmasına işaret eder (85) Hemorajik Şok ADMA üretiminin hipoksi gibi hücresel stres durumlarında arttığı düşünülmektedir (73). Doku hipoksisi ve oligüri şiddetli hemorajik şokun iki karakteristik bulgusudur. ADMA düzeylerinin hemorajik şokta yükseldiği görülmüştür. Şiddetli hemoraji durumunda oluşan oligüriden dolayı azalmış üriner atılım nedeniyle ADMA seviyeleri artar. ADMA birikimi nedeniyle arjinin-no yolağının bozulmasından dolayı akut hipovolemide sistemik kan basıncının sürdürülmesinde ADMA etkili olabilir (86) ADMA Düzeyini Azaltma Stratejileri Arjinin suplementasyonu ACE inhibitörleri Östrojenler Metformin ve tiazolidinedionlar Vitamin D Folik Asit All-transretinoik asit Fenofibratlar L-Arjinin: L-Arjinin takviyesi ADMA seviyesi ne olursa olsun endotel fonksiyonu, miyokard perfüzyonu, anjina, erektil disfonksiyon ve egzersiz toleransında düzelmeye neden olabilir. Kardiyovasküler disfonksiyonun tedavisinde arjinin suplementasyonu faydalı bulunmuştur. L-Arjininin deneysel hipertansiyonun bazı tiplerinde sistemik kan basıncını düşürdüğü görülmüştür (82). ACE inhibitörleri: ACE inhibitörleriyle tedavi edilen aterosklerozlu ve NIDDM li 24

31 hastalarda ADMA seviyeleri azalmıştır (82). Metformin ve tiazolidinedionlar: ADMA düzeylerini azaltabilir bu ilaçların hangi mekanizma ile ADMA seviyesini azalttıkları aşikar değildir (64). Östrojenler: Deneysel çalışmalarda DDAH ekspresyonunu artırarak ADMA düzeyini düşürdükleri gözlenmiştir (64). Vitamin D: DDAH ekspresyonunu artırarak ADMA düzeyini azaltabilir. Folik Asit: Hiperhomosisteinemik bireylerde hem ADMA, hem de arjinin seviyesini azaltabilir (62). All-transretinoik asit: Endotelyal hücrelerde DDAH 2 ekspresyonunu düzenlediğine dair kanıtlar vardır (79). Fenofibratlar: Yang ve arkadaşlarının hipertrigliseridemik hastalar üzerinde yaptığı çalışmada fenofibrat tedavisinin ADMA ve MDA düzeylerini azalttığı görülmüştür. ADMA düzeylerinin azalması DDAH aktivitesinin düzelmesiyle oluşmuş olabilir (87). 25