İnmeli Hastalarda Serum S100B Protein Düzeylerinin Lezyonun Tipi, Büyüklüğü ve Lokalizasyonu ile İlişkisi

Transkript

1 T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI İstanbul Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi Klinik Biyokimya Bölümü Vekil Şef: Dr. Asuman KAPTANAĞASI ORÇUN İnmeli Hastalarda Serum S100B Protein Düzeylerinin Lezyonun Tipi, Büyüklüğü ve Lokalizasyonu ile İlişkisi (Uzmanlık Tezi) Dr. Betül KELTEN İstanbul 2008

2 ÖNSÖZ S.B. İstanbul Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi Başhekimi Sayın Prof. Dr. Hamit Okur a saygılarımı sunarım. Uzmanlık eğitimim ve tez çalışmamda sağladığı imkânlardan dolayı S.B. İstanbul Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi eski Başhekimi Sayın Doç. Dr. Rafet Yiğitbaşı na saygılarımı sunarım. Gerek eğitimim, gerekse tez çalışmamda bana her türlü yardım ve desteği sağlayan S.B. Dr. Lütfi Kırdar Kartal Eğitim ve Araştırma Hastanesi Biyokimya Klinik Şefi Sayın Uzman Dr. Asuman Kaptanağası Orçun a saygı ve şükranlarımı sunarım. Tez çalışmamda gösterdiği ilgi ve desteklerinden dolayı S.B İstanbul Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi Nöroloji Klinik Şefi Sayın Uzman Dr. Nihal Işık a saygı ve şükranlarımı sunarım. İhtisasım süresince bilgi ve deneyimlerinden faydalandığım, hoşgörü ve yardımlarını esirgemeyen S.B İstanbul Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi biyokimya uzmanları Sayın Uzm. Bio. Filiz Nartop, Uzm. Kim. Müh. Şükran Özgel, Uzm. Dr. İncihan Ocakoğlu, Uzm. Ecz. Alev Orhun a saygı ve şükranlarımı sunarım. Tez çalışmamda bana verdiği sonsuz yardım ve destekten dolayı S.B İstanbul Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi Nöroloji Kliniği Asistanlarından Dr. Özgür Öztop Çakmak a ve Nöroloji Kliniği çalışanlarına teşekkürlerimi sunarım. İstatistik çalışmalarımda yardımlarını esirgemeyen Sayın Yard. Doç. Dr. Abdurrahman Tozluca ya, tez çalışmamda her türlü yardım ve desteği için ağabeyim Doç. Dr. Hakan Okyay Mengeş e teşekkürlerimi sunarım. İhtisasım süresince aynı çalışma ortamını paylaştığım ve birlikte çalışmaktan mutluluk duyduğum asistan arkadaşlarıma ve tüm laboratuvar çalışanlarına teşekkürlerimi sunarım. Ve her zaman bana destek olan eşim Op. Dr.Bilal Kelten ve biricik kızım Zeynep Burcu ya sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Dr. Betül Kelten

3 İÇİNDEKİLER GİRİŞ.. 1 GENEL BİLGİLER. 2 GEREÇ ve YÖNTEM. 31 BULGULAR 36 TARTIŞMA.. 46 ÖZET KAYNAKLAR.. 55

4 KISALTMALAR BOS WHO GİA AF TACI PACI POCI LACI BT MRI SAK ICA VA CCA ACA MCA PCA ACoA PICA BA AICA PCoA GA NMDA NO NOS RAGE GFAP NFkB NIHSS : Beyin Omurilik Sıvısı : Dünya Sağlık Örgütü : Geçici İskemik Atak : Atrial Fibrilasyon : Total Anteior Sirkulasyon İnfarktı : Parsiyel Anterior Sirkulasyon İnfarktı : Ponterior Sirkulasyon İnfarktı : Laküner İnfakt : Bilgisayarlı Beyin Tomografisi : Manyetik Rezonans : Subaraknoid Kanama : Arteria Carotis Intema : Vertebral Arter : Arteria Carotis Communis : A. Cerebralis Arterior : A. Cerebralis Media : A. Crebralis Posterior : Anterior Komunikan Arter : Posterior Inferior Serebellar Arter : Basiller Arter : Anterior Inferior Serebellar Arter : Posterior Komunikan Arter : Glutamat : N-Metil D-Aspartat : Nitrik Oksit : Nitrik Oksit Sentetaz : Receptor for Advanced Glycation End Products : Glial Fibriller Asidik Protein : Nükleer Factor Kappa B : National Institute of Health Stoke Scala

5 TABLO LİSTESİ Tablo1: İskemik İnme Risk Faktörlerinin sınıflandırılması Tablo 2: Bamford ve ark. larına göre iskemik inme alt gruplarının sınıflandırılması Tablo 3 İskemik İnmede TOAST sınıflaması Tablo 4: Kardiyoembolik inme riski taşıyan kalp hastalıkları Tablo 5: Intraserebral kanamada başlıca etyolojik faktörler Tablo 6: Primer İntraserebral Kanamada Lokalizasyon Tablo 7: Subaraknoid kanama nedenleri Tablo 8: Anevrizma lokalizasyonu Tablo 9: S100B proteininin enzim aktivasyonuna etkileri Tablo 10: S100B proteinine bağlı hücre iskeleti modifikasyonları Tablo 11: S100B proteininin ekstraselüler etkileri Tablo 12: S100B ölçüm metodları Tablo 13: NIH İnme Skalası (NIHSS) Tablo 14: Olguların gruplara göre demografik özelliklerinin dağılım Tablo 15: İnme alt gruplarında günlere göre S100B (µg/l) değerleri dağılımı Tablo 16: İskemik inme alt gruplarında günlere göre S100B (µg/l) değerleri dağılımı Tablo 17 :İskemik inme alt gruplarında günlere göre S100B (µg/l) değerleri dağılımı Tablo 18: Hemorajik inme grubunda başvuru gününe göre S100B (µg/l) değişimi Tablo 19: İskemik inme grubunda başvuru gününe göre S100B (µg/l) değişimi Tablo 20: İnme alt gruplarında başvuru gününe göre S100B (µg/l) değişiminin karşılaştırılması Tablo 21: TACI alt grubunda başvuru gününe göre S100B (µg/l) değişimi

6 Tablo 22: PACI alt grubunda başvuru gününe göre S100B (µg/l) değişimi Tablo 23: POCI alt grubunda başvuru gününe göre S100B (µg/l) değişimi Tablo 24: İskemik İnme alt grupları arası S100B (µg/l) değişiminin karşılaştırılması Tablo 25: İskemik inme alt grupları arası S100B (µg/l) değişiminin karşılaştırılması Tablo 26: Olgu Sonuçları

7 ŞEKİL LİSTESİ Şekil 1: Test Prosedürü Şekil 2: İnmeli alt gruplarda günlere göre S100B düzeylerinin dağılımı Şekil 3: İskemik inmeli alt gruplarda günlere göre S100B değerleri dağılımı Şekil 4: İskemik inmeli alt gruplarda günlere göre S100B değerleri dağılım

8 GİRİŞ İnme, dünya toplumlarında üçüncü ölüm nedeni olup, sakatlık ve bağımlılık yapan hastalıklar arasında birinci sırada yer almaktadır(1,2,3,4). Nörolojik hastalıklar nedeni ile hastaneye yatan olguların yarısından fazlasını inmeli hastalar oluşturmaktadır. Nüfusu giderek yaşlanan ülkemizde de inme çok önemli ve önlenebilir sağlık sorunu olmaya devam etmektedir(5) Tüm inmeler, lezyon patolojisine göre iskemik ve hemorajik inmeler olmak üzere iki gruba ayrılır. İskemik inmeler tüm inmelerin %80 ini, hemorajik inmeler de %20 sini oluşturur(6,7). Ülkemizde, Ege Üniversitesi nde yapılan çalışmada tüm inmelerin %77 si iskemiktir(8). S100, omurgalılarda bulunan kalsiyum-modüle proteinlerden, EF-el tipi, multijenik bir ailedir. S100B, S100 ailesinin bir üyesidir. S100B, 21 kda moleküler ağırlığa sahip, 2 betaünitesinden oluşan homodimer bir asidik proteindir. S100B nin sinirsel gelişim, farklılaşım ve beynin onarımında önemli bir faktör olduğu ve beyin hasarından sonraki ekstraselüler konsantrasyonundaki artışlardan kaynaklanan ek hücre hasarlarının da nörodejeneratif oluşum patofizyolojisinde rol aldığı öne sürülmektedir. S100B, beyin hasarında beyin omurilik sıvısına (BOS) ve daha sonra kana rahatlıkla geçmektedir(9,10,11). S100B nin insan kan ve beyin omurilik sıvısında travmatik beyin hasarı sırasında arttığı gösterilmiştir.s100b nin çeşitli iskemik durumlardaki seviyeleride birçok çalışmada incelenmiş ve artmış bulunmuştur. Bu çalışmaların çoğu iskemik beyin hasarlarında kolay ölçülebilen ve erken prognostik değere sahip bir biyolojik belirleyici bulma amacındadır. Bu nedenden dolayı bu çalışmalarda S100B, klinik nörolojik bulgular ve/veya enfarkt volümü ile korelasyonu incelenmiştir(10). Kısaca, son yıllarda inmeli hastaların tanımlanmasında beyin hasarlarının biyokimyasal belirleyicileri önem kazanmıştır. Bizim bu çalışmamızdaki amacımız, inmeli hastalarda S100B düzeylerinin ölçülmesi ve lezyon tipi, enfarkt boyutu ve lokalizasyonu ile ilişkisini araştırmaktır. 1

9 GENEL BİLGİLER İNME TANIMI İnme; aynı zamanda serebrovasküler aksedan veya beyin atağı olarak da bilinen, bir serebral damarın tıkanması (aterotrombotik veya embolik) sonucu bir infarkt ve anormal bir damarın (anevrizma, arteriovenöz malformasyon) yırtılması veya beyin parankiminde arteryel yırtılma sonucu spontan kanama ile gelişen bir sendromdur(12). Dünya Sağlık Örgütü (WHO) inmeyi; ani gelişen, 24 saat veya daha uzun süren, ölüme yol açabilen, damarsal kökenli, fokal veya global serebral fonksiyon bozukluğu ile oluşan klinik bulgular olarak tanımlamıştır. Travma, enfeksiyon, tümör gibi nedenlere bağlı infarkt veya kanama, serebral iskemiye bağlı geçici iskemik ataklar, tanımlama dışı bırakılmıştır(13,14). İNME EPİDEMİYOLOJİSİ Serebrovasküler olayların epidemiyolojisini incelemede, en geçerli verilerden bir tanesi insidansdır. İnme insidansı, belirli bir zaman periyodunda bir populasyonda ortaya çıkan yeni inme olgularının, risk altındaki nüfusa bölünmesiyle elde edilen orandır. İskemik inme insidansı ile ilgili sayısız çalışmalar yapılmıştır. İnsidans araştırılırken ideal kriterler belirlenmelidir. Malgrem ve arkadaşları tarafından belirlenen kriterler sırasıyla şöyledir; inmenin tanımı iyi yapılmalı, geçici iskemik atak (GİA) dışlanmalı, popülasyonun tümü araştırılmalı, inmelerin kayıtları iyi tutulmalı, ilk atak olanlar seçilmeli ve yaşlara göre incelenmelidir(15) Batı toplumlarındaki epidemiyolojik veriler, her yıl toplumların %0,2 sinin (2000/milyon) inme geçirdiğini göstermektedir(1,2). Bunların üçte biri ertesi yıl ölmekte, üçte biri özürlü kalmakta, üçte biri de kısmen iyileşmektedir. Toplam olarak her yıl 666/milyon kişi inme nedeni ile ölmektedir. Bu ölüm oranı, inmeyi dünyada üçüncü ana ölüm nedeni yapmaktadır(3,4). Ayrıca yaşayan 1300/milyon kişide inmeye bağlı değişik derecelerde sekel kalmaktadır. Bu oran inmeyi en fazla sakatlık ve bağımlılığa yol açan hastalık kategorisine sokar(1,2) Epidemiyolojide coğrafya ve toplumların yaş, cinsiyet ve 2

10 ırk gibi özellikleri önemlidir. Yaşlara göre yıllık inme insidansı yaş arasında /1000, yaş arasında /1000, 75 yaş üzerinde /1000 dir. Erkeklerde yaş arası inme insidansı kadınlara göre 2-3 kat daha fazla iken ileri yaşlarda bu fark azalmaktadır.(14). 45 yaşından önce inme insidansını tahmin etmek zordur. Çünkü tüm inmelerin %3-5 ini oluşturmaktadır. Nencini ve arkadaşları yaş arası inme insidansını 10/ olarak bildirmişlerdir(16). İnme prevalansı, belirli bir zamanda bir populasyondaki eski ve yeni olgu sayısının risk altındaki nüfusa bölünmesiyle elde edilen orandır. Bu oran inme insidansına ve yaşayabilen hastalara bağlı olarak yaşla birlikte artmaktadır. Batı ülkelerinde inme prevalansı 8/1000, Japonya da 20/1000 olarak bildirilmiştir(17,18)ülkemizde ise sağlıklı veriler yoktur(19). Siyah ırkta inme insidansı beyaz ırktan daha yüksektir(20) Nörolojik hastalıklar nedeni ile hastaneye yatan olguların yarısından fazlasını inmeli hastalar oluşturmaktadır. Nüfusu giderek yaşlanan ülkemizde de inme çok önemli ve önlenebilir sağlık sorunu olmaya devam etmektedir(5) RİSK FAKTÖRLERİ Serebrovasküler olay ve buna neden olabilecek risk faktörlerinin belirlenmesi, prognoz tayini ve sekonder bir atakdan korunmak için önemlidir. Çeşitli inme tiplerine göre patolojik prosesler farklılık gösterdiğinden serebral kanamanın risk faktörleri serebral enfarktüsünkinden farklıdır. Framingham çalışmalarının verilerine göre, major aterogenik risk faktörleri değerlendirilmiştir. Bu major risk faktörleri yükselmiş kan basıncı, kan lipid seviyelerinde yükselme, diabetes mellitus, artmış fibrinojen ve pıhtılaşma faktörleri, obesite, kardiak hastalıklar (koroner arter hastalığı, konjestif kalp yetersizliği, atrial fibrilasyon, sol ventrikül hipertrofisi ve ekokardiyografik anomaliler), aile hikâyesi ve homosisteinemidir. Çevresel faktörler arasında sigara içme, oral kontraseptif kullanımı, postmenopozal östrojen, alkol tüketimi ve azalmış fiziksel aktivite sayılabilir. İnme riskini belirgin şekilde arttıran diğer durumlar, GİA, özellikle %70 in üzerinde internal karotid arter stenozunun varlığı, yeni başlangıçlı atrial fibrilasyon (AF), yeni geçirilmiş myokard infarktüsü, kardiak cerrahiyi takip eden dönemdir(21). 3

11 Tablo 1: İskemik İnme Risk Faktörlerinin snıflandırılması(13,14,25) 1-Değiştirilemeyen risk faktörleri -Yaş -Cinsiyet -Irk -Ailesel/herediter özellikler 2-Değiştirilebilir risk faktörleri a)değiştirilmesiyle inme önlenmesinde değeri kesinleşmiş faktörler -Hipertansiyon -Diabetes Mellitus -Kardiak hastalıklar -GİA -Hiperkolestrolemi ve bazı lipid alt gruplarının yüksekliği -Asemptomatik karotis stenozu -Sigara -Orak hücreli anemi b)değiştirilmesiyle inme önlenmesinde değeri kesinleşmemiş faktörler -Hiperhomosistinemi -Sol ventrikül hipertrofisi(ekg ile) 3-Olası risk faktörleri -Migren -Geçirilmiş inme öyküsü -Oral kontraseptif kullanımı -Alkol kullanımı -Zararlı madde kullanımı -Fizik inaktivite -Obezite -Diyet -Hiperinsülinemi ve insülin rezistansı -Stress -Uyku apnesi -Hemostatik faktörler -Hiperürisemi -Hipotiroidi -Enfeksiyonlar -Sosyoekonomik özellikler -Mevsim ve iklim 4

12 İntraserebral hemoraji için risk faktörleri; Yaş, en önemli risk faktörüdür. İleri yaşla birlikte insidans gittikçe artış gösterir. Erkekler ve siyah ırkta daha fazladır. Hipertansiyon en güçlü değiştirilebilir risk faktörüdür. Kanama riski, sistolik kan basıncının artışıyla birlikte artar. Diğer değiştirilebilir risk faktörleri geçirilmiş inme, aşırı alkol kullanımı, kokain, antikoagülan ve trombolitik tedavidir. Yaşlılarda amiloid anjiopati, rekürren hemorajilere neden olan bir risk faktörüdür. Olası diğer risk faktörleri de çok düşük serum kolesterol düzeyleri ve sigaradır(22,23,24). İNMEDE ETYOLOJİ VE SINIFLANDIRMA Tüm inmeler, lezyon patolojisine göre iskemik ve hemorajik inmeler olmak üzere iki gruba ayrılır. İskemik inmeler tüm inmelerin %80 ini, hemorajik inmeler de %20 sini oluşturur(6,7). Ülkemizde, Ege Üniversitesi nde yapılan çalışmada tüm inmelerin %77 si iskemiktir, Bunun da %37 si ateroskleroza bağlı inmelerdir. İskemik inmelerde ortalama yaş 63 ± 12, hemorajik inmelerde ortalama yaş 59±12 dir(8). İSKEMİK İNMELER İskemik inmeler, kan akımı bozulan damar ve bu damarın suladığı beyin bölgesinin fonksiyonuna bağlı olarak farklı nörolojik sendromlarla kendini gösterir. Temel nörolojik bulgular değerlendirilerek, infarkt yeri ve genişliğini yansıtan infarkt subtiplerinin belirlenmesi ve dolayısı ile prognozun tahmin edilmesi mümkündür. Bamford ve arkadaşları tarafından 1991 de geliştirilen sınıflama bu temele dayanarak yapılmıştır(26). Etyolojiye yer vermeyen bu sınıflama ile iskemik inmeler 4 subtipe ayrılır: Tablo 2: Bamford ve ark. larına göre iskemik inme alt gruplarının sınıflandırılması 1-Total anterior dolaşım infarktları (TACI) 2-Parsiyel anterior dolaşım infarktları(paci) 3-Posterior dolaşım infarktları(poci) 4-Laküner infarktlar(laci) 5

13 1-Total Anterior Sirkülasyon İnfarktları A.serebri medianın proksimal oklüzyonu veya a. karotis interna oklüzyonu sonucu gelişmesi beklenir. 2-Parsiyel Anterior Sirkülasyon İnfarktları A.serebri media dallarından birinin veya nadiren a. serebri anteriorun tıkanmasına bağlı bir infarkta işaret eder. 3-Posterior sirkülasyon infarktları Vertebrobaziller sistemin suladığı oksipital loblar ile beyin sapı ve serebellum tutulumunu gösterir. Vertebrobaziller sistemi oluşturan arterlerin proksimal veya distal oklüzyonuna işaret eder. 4-Laküner infarktlar Laküner infarkt terimi, patolojik bir tanım olmasına karşın, sıklıkla küçük, derin, penetran arterlerin tutulumu sonucu oluşan küçük lezyonlara ait bir klinik kategori olarak kullanılır. Bu arterler, ana dallardan 90 derecelik bir açı ile çıkar ve hemisferin derin beyaz ve gri maddelerini (lentikülostriat arterler gibi) ve beyin sapını sularlar. Kollateral olanakları kötü olan bu arterlerden birinde kan akımının durması, o arterin sınırlı sulama alanında infarkta yol açar. Zamanla normal doku ile çevrelenmiş, içi sıvı dolu bir kavite oluşur. Lakün ismi bu görünüşü yansıtır. Laküner infarkt tanısının temelini, klinik olarak klasik laküner sendromlardan birinin varlığı, bilgisayarlı beyin tomografisi / kraniyal manyetik rezonans (BT/MRI) ile 15mm den küçük, derin infarkt görülmesi veya incelemelerin negatif kalması ve diğer iskemik inme nedenlerinin (büyük damar aterosklerozu, kardiyak emboli kaynağı) dışlanmış olması oluşturmaktadır(27). İskemik inmeler trombotik, embolik ve hemodinamik mekanizmalar sonucu gelişir. Trombotik infarktlar genellikle aterosklerotik plakların üzerine trombüs yerleşmesi sonucu gelişirken, embolik infarktlar bir arterin uygun kollateral kan akımı bulunan bölgesinin distalindeki bir noktada emboli ile tıkanması sonucu gelişirler. Hemodinamik infarktlar global serebral perfüzyonun kritik olarak düşmesi sonucu gelişir. İnfarkt mekanizmasının belirlenmesi klinikte çoğunlukla imkansızdır ve pratik değildir. Bunun yerine iskemik inmeleri değişik yaklaşım ve tedavi gerektiren etyolojik subtiplere ayırmak gerekir. Bu bağlamda iskemik inmeler aterotrombotik, kardioembolik ve laküner olmak üzere üç klinik kategoriye ayrılır. Bu kategoriler içinde rahatça sınıflanamayan hastalar ise değişik yazarlar tarafından farklı şekilde sınıflandırılmaktadır.örneğin TOAST (Trial of Org 6

14 10172 in Acute Stroke Treatment) sınıflaması(28,29) ile iskemik inmeler 5 gruba ayrılmıştır: Tablo 3: İskemik İnmede TOAST sınıflaması a) Geniş arter aterosklerozu b) Kardioembolizm c) Küçük damar oklüzyonu (lakün) d) Diğer belirlenebilir nedenler e) Nedeni belirlenemeyenler a) Geniş Arter Ateroskleozu: Tüm iskemik inmelerin %50 si geniş arter aterosklerozuna bağlıdır. Bu iskemi alt grubu, sıklıkla ekstrakraniyal ve daha nadir olmak üzere intrakraniyal damarlarda ve bunların bifurkasyon bölgelerinde oluşan aterom plaklarının rüptürü ve bunu takip eden tromboza bağlı olarak gelişir. Bu mekanizmada, proksimal arterin %70-80 ve üzerindeki darlıkları söz konususdur. Ayrıca aterotrombotik lezyondan kopan trombosit, kolesterol gibi bazı parçaların arterden artere embolizm mekanizması ile distal arterleri tıkaması mümkündür. Geniş arter aterosklerozuna bağlı inmelerde, özgeçmişte sıklıkla, 15 dakika ile 1 saat arasında süren geçici iskemik ataklar ve intermittant kladikasyo bulunur. Karotis üfürümü ve distal nabızların alınmaması ayırıcı tanıda önemlidir. Nörolojik defisit olarak, ekstremitelerde distal veya proksimal ağırlıklı kuvvet kayıpları ve özellikle distal embolizm vakalarında fokal kortikal bulgular ortaya çıkar. İnmenin geniş arter aterosklerozuna bağlı olduğunu söyleyebilmek için BT/MRI da bir arter alanına uyan infarktüs çapının 1.5 cm den büyük olması, Doppler ultrasonografi ve anjiografide ise, semptomdan sorumlu damarda, %50 den fazla stenoz veya oklüzyon tespit edilmesi gereklidir. Bu tetkiklerin normal olduğu hastalarda geniş arter aterosklerozuna bağlı inme tanısı konulamaz. b) Kardiyoembolizm: Tüm iskemik inmelerin %20 sini oluşturan kardiyoembolizmde, arteryal oklüzyon sebebi kalpten kaynaklanan embolilerdir. Emboliye yol açan kalp hastalıkları, yüksek riskli ve orta riskli olmak üzere alt gruplara ayrılmıştır. Orta riskli hastalıklarda, diğer inme nedenleri bulunmazsa olası kardiyoembolik inme tanısı konulabilir. Kardiyoembolik inmeler, ani gelişen, bazen bilinç bozukluğunun eşlik ettiği inmelerdir. Başlangıçta sıklıkla epileptik nöbetler, inmeye eşlik eder, bazı vakalarda 7

15 ise, ilerleyen saatlerde, nörolojik defisitlerde hızlı düzelmeler görülebilir. BT veya MRI da, geniş arter aterosklerozunda olduğu gibi, bir arter alanına uyan geniş kortikal enfarktlar görülmekle birlikte, değişik vasküler alanlarda birden fazla lezyonun varlığı ayırıcı tanıda yol göstericidir. Bu vakalarda geniş arter aterosklerozu dışlanmalıdır(30). Tablo 4:Kardiyoembolik inme riski taşıyan kalp hastalıkları(31) 1-Yüksek Riskli Kardiyemboli Kaynağı Mekanik protez kapakçık Mitral stenoz ve atriyal fibrilasyon AF ( lone AF hariç ) Sol atrium/atrium apendiksinde trombüs Taze miyokard infarktüsü (<4hafta) Sol venriküler trombüs Dilate kardiyomyopati Akinetik sol ventrikül segmenti Atriyal miksoma İnfektif endokardit 2-Orta Riskli Kardiyoemboli Kaynağı Mitral kapak prolapsusu Mitral anulus kalsifikasyonu AF olmaksızın mitral stenoz Sol atriyal türbülans (smoke) Atriyal septal anevrizma Patent foramen ovale Atriyal flutter Lone AF Bioprostetik kalp kapakçığı Hipokinetik sol ventrikül segmenti Miyokard infarktüsü (>4hafta, <6ay) Konjestif kalp yetmezliği Non- bakteriyel trombotik endokardit c) Küçük Damar Oklüzyonu (laküner infarktlar): Genellikle, hipertansiyon ve diyabeti olan yaşlı hastalarda ortaya çıkan bu inme tipi tüm iskemik inmelerin %25 ini 8

16 oluşturur. Küçük damar oklüzyon tanısı için, laküner infarktlara özgü klinik sendromların varlığı (pür motor, pür sensoryal, sensorimotor inme ve ataksik hemiparezi) ile birlikte BT/MRI da saptanan infarkt çapının 1.5 cm den küçük olması gereklidir. Bu vakalarda emboliye yol açabilecek bir kalp hastalığı veya ipsilateral arterde %50 den fazla stenoza yol açan büyük damar hastalıkları bulunmamalıdır. d) Diğer belirlenen etyolojiler: Bu grupta santral sinir sisteminin primer ve sekonder vaskülitleri, CADASIL (serebral otozomal dominant arteriyopati subkortikal infarktlar ve lökoensefalopati) ve serebral amiloid anjiyopati gibi nadir küçük damar hastalıkları, konjenital damar hastalıkları, mitokondriyal hastalıklar, travma ve disseksiyon ile kan hastalıkları yer alır. Tüm iskemik inmelerin %5 inden daha az oranda görülürler. Anjiyografi, leptomeningeal biyopsi ve ayrıntılı hematolojik, biyokimyasal ve mikrobiyolojik testlerle tanı konur. Potansiyel kardiyoembolizm ve geniş arter aterosklerozu ekarte edilmelidir. e) Sebebi belirlenemeyen nedenler: Bu grupta ayrıntılı tetkiklere rağmen etyolojisi bulunamayan serebral infarktlarla, yeterli tetkik edilemeyen vakalar yer alır. Ayrıca, yapılan tetkiklerde birden fazla etyolojik neden bulunan vakalar bu grupta değerlendirilir(30). HEMORAJİK İNMELER Subaraknoid hemoraji ve intraserebral (intraparankimal) hemoraji bu gruptadır. İntraserebral kanama, merkez sinir sistemi parankimi içine kanamayı ifade eder. Ancak buradaki serebral sözcüğü genel kullanımda, serebrum, serebellum ve beyinsapı lokalizasyonlarını kapsar. Nörolojik bulguları, kanamanın lokalizasyonu, etyopatogenez özellikleri, oluşan hematomun boyutları ve hastanın genel nörolojik durumu belirler. En sık rastlanan klinik tablo inmedir. Bir intraserebral kanamada, hematomun subaraknoid aralığa açılmasıyla klinik tabloya subaraknoid komponent eklenebileceği gibi, subaraknoid kanamada da, parankim içinde hematom oluşmasıyla klinik tabloya bir intraserebral komponent eklenebilir. Bu durumlarda intraserebral hematoma bağlı fokal nörolojik bulgularla, subraknoid kanamaya bağlı genel menengial bulgular birarada bulunabilir(32). 9

17 Tablo 5: Intraserebral kanamada başlıca etyolojik faktörler(32) Primer (hipertansif) Lipohyolinozis Mikroanevrizmalar Diğer Sekonder Anevrizma ve Arteriovenöz malformasyon Amiloid anjiyopati Venöz tromboz Mikroanjiyom *Kriptik Arteriovenöz malformasyon *Kavernöz anjiyom *Venöz anjiyom Telanjektazi Dural fistül Septik arterit ve mikotik anevrizma Vaskülit Travma Moya-moya sendromu Hemorajik enfarkt Diğer nedenler: Kronik hipertansiyon Akut hipertansif kriz Migren Antikoagulan tedavi Antiagregan tedavi Fibrinolitik tedavi Hemofili Lösemi-trombopeni Alkol Amfetaminler Kokain 10

18 Primer İntraserebral Kanama Bu kanamalar, küçük damarların duvarında, muhtemelen hipertansiyona bağlı lipohyalin dejenerasyon ve/veya fibrinoid nekroz sonucu meydana gelen defektler ve incelmeler neticesinde, zayıf noktalarından yırtılan damarlardan meydana gelmektedir(33).. Primer intraserebral kanamanın en sık görüldüğü lokalizasyon putaminokapsüler bölgedir. Onu derin hemisferik ak madde, talamus, serebellum ve pons izler. Tablo 6: Primer İntraserebral Kanamada Lokalizasyon (32) Lokalizasyon (%) Putamino-kapsüler %30 Ak madde (Lober) %30 Talamus %15 Serebellum %10 Tüm bazal ganglia bölgesi % 5 N. Caudatus %5 Beyin sapı %5 Hastaların büyük çoğunluğunda orta-ileri derecede bir arteryel hipertansiyon vardır, ancak kanama ile hipertansiyon derecesi arasında her zaman anlamlı bir korelasyon bulunmaz. Yaş ortalaması, iskemik serebrovasküler hastalıklara oranla biraz daha düşüktür. Etyolojisi ne olursa olsun sonuç olarak, arteryel kan aniden sinir sistemi parankimi içine belirli bir basınçla açılmaktadır. Subaraknoid Kanama (SAK) Damar içindeki kanın, beyin omurilik sıvısının dolaştığı subaraknoid aralığa açılması demektir(34). SAK, tüm serebrovasküler hastalıkların yaklaşık %10-11 ini oluşturur. Kanayan, büyük çoğunlukla (%85) Willis poligonunu oluşturan büyük boy serebral arterlerin üzerindeki "anevrizma" dediğimiz anormal damar formasyonlarıdır(35). Venöz kaynaklı subaraknoid kanama seyrektir ve venöz basıncın düşük olması nedeniyle ancak sızma niteliğinde bir kanama söz konusu olduğu için klinik tablo dramatik değildir. Bu durum, muhtemelen perimezensefalik kanama diye bilinen, selim seyirli özel bir subaraknoid kanama tipindeki başlıca nedenlerden biridir. 11

19 Etyopatogenez: Kanamaya yol açan anevrizmaların çok büyük bir çoğunluğu, ana damara bir boyunla bağlanmış olan kese biçimindeki anevrizmalardır (sakküler). Bunlarda anevrizmanın çeperi genellikle gerilmiş adventisya-intima tabakalarından ibarettir ve kolayca yırtılabilir. Diğer anevrizma formlarından, fusiform, diffuz ve globüler olanlar daha çok aterosklerotik damar deformiteleri niteliğindedir ve çoğunlukla karotis, vertebral ve baziller arter üzerinde görülürler. Bunlarda anevrizma duvarı nisbeten kalındır ve deforme de olsa, normal arter duvarının intima, media ve adventisya tabakaları seçilebilir. Bu tip anevrizmalar çok seyrek olarak yırtılır ve kanamaya yol açarlar. Olguların yaklaşık % 5 inde, sık rastlanmayan bir dizi başka neden söz konusudur. Yaklaşık %10 olgu ise belirli bir neden saptanamayan (muhtemelen venöz) perimezensefalik tipteki subaraknoid kanamalardır. Tablo 7: Subaraknoid kanama nedenleri (32) 1- Sakküler anevrizma % Non anevrizmal perimezensefalik (muhtemelen venöz) % Diğer nedenler % 5 - Arter disseksiyonu - Arteriovenöz malformasyon - Dural fistül - Spinal sakküler anevrizma - Kafa travması - Mikotik anevrizma - Kardiak miksoma metastazı - Kokain - Orak hücreli anemi - Kaogulasyon bozuklukları - Pituiter apopleksi - Spinal menengiom - Beyin sapı sirkumfleksiyal arter rüptürü 12

20 Serebral anevrizmalar genellikle Willis Poligonu ve onu oluşturan büyük boy damarların proksimal dallanma bölgesinde yerleşir. Distal yerleşimli olanlara çok daha az rastlanır(32). Tablo 8: Anevrizma lokalizasyonu (32) A.Comm. Anterior kompleksi %40 A.Carotis interna %30 A.Cerebri media %20 Vertebro-baziller %10 VASKÜLER ANATOMİ Arteriyel dolaşım Beyin, arkus aorta ve dallarından ayrılan karotis ve vertebral arterler aracılığı ile beslenir. Oksipital lob dışında kalan serebral hemisferlerin kan akımını, A. Carotis Interna (ICA) ve dalları sağlarken, infratentoriyal bölgede yer alan beyin sapı ve serebellum ile supratentoriyel yapılardan oksipital lob ile talamusun kan akımını vertebral arter(va) ve dalları sağlar. Supratentoriyal bölgeyi besleyen ICA, A.Carotis Communis in (CCA) dalıdır. CCA solda doğrudan arkus aorta'nın dalı olarak çıkarken, sağda ise trunkus brakiosefalikusun bir dalıdır. İnternal Karotid Arter CCA servikal bölgede dal vermeden dördüncü servikal vertebra düzeyine kadar yükseldikten sonra tiroid kıkırdağın üst sınırına yakın bölgede iki dala ayrılır. Bu dallardan biri olan ICA, servikal bölgede dal vermeden yükselerek kafa tabanında karotis kanalına girer. İntrakraniyal bölgede karotis kanalından çıktıktan sonra orta kafa çukurunda dura materi delerek kavernöz sinusun içine girer. Arter daha sonra kavernöz sinusu oluşturan diğer dura yaprağını delerek subaraknoid bölgeye ulaşır. Subaraknoid aralıkta uç dallarına ayrılır. İnternal karotis arterin kavernöz sinus içindeki son kısımlarına genellikle Karotis Sifon u denir. İnternal karotis arterin dalları: 13

21 1-Servikal segment: Ana karotid arterden karotid kanal girişine kadar olan segmenttir, dal vermez. 2-Petrozal segment: Temporal kemiğin petroz kısmı içindeki segmenttir. i-karotikotimpanik arter: Timpanik kaviteyi besler. ii-pterigoid arter: Pterigoid kanalı sular. 3-Kavernöz segment: Kavernöz sinüs içindeki segmenttir. Üç dal verir. i-hipofizeal arter: Nörohipofizi besler. ii-anterior menengial arter: Anterior fossa tabanını sular. iii- Oftalmik arter: Optik sinir, retina, frontal ve etmoidal sinüsleri besler. Bu arterin eksternal karotid arter dalları ile anastomotik bağlantısı vardır. Bu segment içinde ICA 3, 4, 5. kranial sinirin oftalmik ve maksiller dalları ve 6. kraniyal sinir ile komşudur. 4-Serebral (Supraklinoid) segment: Kavernöz sinus çıkışından optik kiazmanın lateralinde, A. Cerebralis Anterior (ACA) ve A. Cerebralis Media (MCA) dallarına ayrıldığı bifurkasyona kadar olan segmenttir. Üç dal verir. i- Superior hipofizeal arter: Optik kiazma, hipofizin anterior lobunu besler. ii- Posterior kommünikan arter: Internal kapsülün genu ve posterior bacağı ile talamusun anterioru, hipotalamus ve subtalamusu besler. Okülomotor sinirin hemen üzerinden ve arkasından geçerek A.Cerebralis Posterior(PCA) ile anastomoz yapar. iii- Anterior koroidal arter: Optik traktus, lateral genikulat cisim, serebral pedinküller, pallidumun 2/3 mediali, unkus, amigdala, anterior hipokampal girus, lateral ventrikül temporal boynuzu ve koroid pleksusu besler. Anterior Serebral Arter Optik kiazmanın lateralinde ICA dan ayrılarak interhemisferik fissüre ulaşır. Hemisferin medial yüzeyinden, korpus kallozumun genusu etrafında seyrederek perikallozal arter olarak devam eder. Her iki anterior serebral arter, interhemisferik bölgede anterior kommünikan arter (ACoA) ile bağlanırlar. Böylelikle sağ ve sol karotid sistem arasında önemli bir ilişki sağlanmış olur. ACA nın sulama alanı, serebral hemisferin medial yüzünde parieto-oksipital fissüre kadardır. Bu arterin major santral ve kortikal dalları şunlardır: 14

22 1- Medial Striat Arter (Heubner in Rekürren Arteri): Bu arter AcoA arterin çok yakınından (proksimalinde ve distalinde) 1-3 adet olarak ayrılır. Sulama alanı, internal kapsülün ön bacağı ve genusu, kısmen kaudat nükleus başının bir kısmı, globus pallidus ve rostral putamen, kortikal olarak da girus rektus ve orbitofrontal korteksin posterior kısımlarıdır. 2- Medial Orbitofrontal Arter: ACoA in distalinden ayrılır. Frontal lobun orbital girusları ve kısmen septal alanları besler. 3- Frontopolar Arter: Frontal pol un kanlanmasını sağlar. 4- Kallozomarjinal Arter: ACA nın major dalıdır. Superior frontal girusun posterior kısmı ve frontal lobun medial yüzünde presantral girusa kadar arteriyel dolaşımı sağlar. 5- Perikallozal Arter: ACA nın terminal dalıdır. Medial Serebral Arter ICA nın en kalın dalı olup, onun kafa içi uzantısı şeklinde düşünülmelidir. MCA insulanın yüzeyine ulaşmak üzere, frontal ve temporal lob arasında, lateral fissürde ilerler ve burada birkaç dala ayrılır: 1- Lentikülostriat arterler: MCA ana trunkusundan sayıları 6 ile 12 arasında değişen bu arterler, n.lentiformis, n.kaudatus'un dış bölümü, kapsula interna ön bacağı ile dorsal parçalarını ve globus pallidus un bir bölümünü sular. 2- Kortikal dallar: İnsulada ilerlerken dışarı doğru yayılırlar. Orbitofrontal, frontal, pre-rolandik, post-rolandik, anterior parietal, posterior parietal, lateral fissür çizgisini takip eden bir angüler dal ve temporal lobun yüzeyine doğru ilerleyen anterior, middle ve posterior temporal dallardır. Kortikal dallar, serebral hemisferlerin iç yüzü frontal pol ve üst konveksitenin arka bölümleri dışında kalan tüm korteks bölgelerinin, kanlanmasını sağlar. Kortikal arterlerden subkortikal ak maddeyi besleyen ve uzunlukları 20 ile 50 mm. arasında olan meduller perforan dallar (pial perforan) çıkar. Bu dallar endarter özelliğinde olup derinde yan ventriküllere yönelirler. 15

23 Vertebrobaziller sistem Vertebrobaziller sistem dolaşımını, A.Subclavia nın dalı olan vertebral arterler (VA) sağlar. Sağ A.Subclavia, sağ CCA gibi brakiosefalik trunkustan, solda ise doğrudan arcus aorta dan ayrılır. Vertebral Arter Vertebral arter A.Subclavia dan ayrıldıktan sonra 5. ve 6. servikal vertebraların transvers foraminaları içine girerek 1. servikal vertebraya kadar yükselir. Atlasın arkasına doğru kıvrım yaparak kranium boşluğuna, foramen magnumdan girer ve medullanın vertebrolateralinde seyreder. Her iki vertebral arter, ponsun anterior yüzünde orta hatta birleşerek basiller arteri oluştururlar. Vertebral arterler birleşip basiller arteri oluşturmadan önce 3 dal verir. 1-Posterior spinal arter: Medullanın ve spinal kordun posterior yüzünün dolaşımını sağlar. 2-Anterior spinal arter: Medullanın piramidleri ve paramedian strüktürleri ve spinal kordun 2/3 anterior kısmını besler. 3-Posterior inferior serebeller arter (PİCA): Medullanın dorsolateral yüzü, serebellumun inferior yüzü, 4. ventrikülün koroid pleksusu ve serebellar nükleusları besler. Basiller arter (BA) Ponsun ön yüzünde seyreder ve ikiye ayrılarak posterior serebral arterleri oluşturur. Basiller arterin kısa ve uzun sirkumfleksiyel ve perforan dalları vardır. Basiller arter aşağıdan yukarıya doğru 4 dal verir: 1- Anterior inferior serebellar arter (AİCA): Serebellumun antero-inferior yüzünü, brakium pontisi, ponsun tegmentumunu ve üst medullayı besler. 2- Pontin arterler: Ponsun anterolateral ve posterolateral kısımlarını besler. 3- Superior serebellar arter: Serebellumun superior yüzü, brakium pontis, üst ponsun tegmentumu ve inferior kollikulusları besler. 4- Posterior serebral arter: Kortikal dalları ile oksipital lob, temporal lobun inferomedial yüzü ve kaudal superior parietal lobülün dolaşımını sağlar. PCA nın iki 16

24 perforan dalı vardır. Bunlar talamogenikulat arter ve posterior koroidal arterlerdir. Serebral pedinkül, mamiller cisimler ve mesensefalonun dolaşımını sağlar. Willis Poligonu Beyin kaidesinde sağ ve sol karotid sistemlerin, hem birbirleri ile hem de vertebrobaziller sistemle anastomoz yapması sonucu oluşan poligondur. Bu poligon her iki ACA nın ACoA ile ve her iki İCA nın iki posterior kommünikan arter ( PCoA) aracılığı ile PCA ya bağlanması sonucu oluşur. Bu poligonu oluşturan arterlerden çıkan küçük damarlar beyin parankimi içine penetre olurlar. Bunlara perforan arterler denir. İki gruba ayrılır: 1- Anterior perforan arterler: ACA, ACoA ve MCA nın proksimalinden çıkarlar. Sulama alanları bazal ganglia, optik kiazma, internal kapsül ve hipotalamustur. 2- Posterior perforan arterler: PCA ve PCoA dan çıkarlar. Sulama alanı mesensefalonun ventrali, talamus, subtalamus ve hipotalamustur. Arteriyel Anastomotik Bağlantılar Bir arterde stenoz veya oklüzyon olması halinde o arterin sulama alanında sabit kan akımı bu bağlantılar yardımı ile sağlanabilir. Ancak bu kollateral dolaşım kişiler arasında çok farklılık gösterir. Beyinde başlıca üç grup anastomotik bağlantı vardır: 1- İntrakraniyal anastamozlar: Esas olarak Willis poligonunda ve ayrıca kortikal düzeyde, serebellumda superior serebellar arter, AİCA ve PİCA arasında oluşur. 2- Ekstrakraniyal-intrakraniyal anastamozlar: İki gruptur: i-eksternal karotid arter dalları ile oftalmik arter dalları arasında. ii-eksternal karotid arterin menengial ve etmoidal dalları ile serebral arterlerin leptomeningial dalları arasında. 3- Ekstrakraniyal anastamozlar: Servikal bölgede, vertebral arter ile eksternal karotid arter arasında(36,37,38). 17

25 FİZYOPATOLOJİ Yetişkin bir insanın beyin dokusu boyunca geçen normal kan akımı, dakikada her 100 gr beyin dokusu için ortalama ml dir. Tüm beyin içinde bu miktar ml/dk veya istirahattaki toplam kalp debisinin %15 idir. Hemen hemen vücüdun bütün diğer dokularında olduğu gibi metabolik gereksinimlerinin en yüksek olduğu beyinde de kan kapillerlerinin yoğunluğu fazladır. Nöronal hücre gövdelerinin yer aldığı beyin gri maddesinin tüm metabolik hızı, beyaz maddenin yaklaşık dört katı kadar fazladır. Nöronal düzeyde hücre disfonksiyonu, beyin kan akımının 100 gr beyin dokusu için dakikada 22 ml nin altına düştüğü zaman başlar ve 12 ml nin altına indiğinde ölüm gerçekleşir(39) İskemik Penumbra İskemik strokların çoğunda komplet iskemi alanı küçük olup, çevresindeki inkomplet iskemi alanı ise büyüktür. Çevredeki alanda perfüzyon düşüktür ama kollateral akım sayesinde hücrelerde morfolojik değişiklikler olmamıştır, ancak irreversibl harabiyet açısından riskli bir alandır. Bu alana penumbra denir ve bu alandaki iskemik beyin hasarının sanıldığı gibi kısa sürede oluşmadığı da artık bilinmektedir. İskemik penumbra akut iskemik strokta terapotik girişimlerin gelişimi için hedef alanı oluşturmuştur. Penumbra alanı, belirli bir terapötik zaman aralığında uygun tedavi yaklaşımları ile kurtarılabilinir bir beyin dokusudur, dinamik bir alandır. Bu alanda iskeminin şiddet ve süresine bağlı olarak dokuyu infarkta doğru götüren çok kompleks nöronal, glial ve vasküler olaylar olmaktadır. Protein sentezi suprese olmuştur, ancak ATP azalmamıştır. İskemik penumbra elektrofizyolojik olarak aktiftir. Bu periinfarkt depolarizasyonlar (ya da iskemik depolarizasyonlar), iskeminin oluşumundan sonraki bir saat içinde iskemik çekirdeğin hemen periferinden başlayıp penumbraya doğru yayılmaya başlarlar. İskemiye bağlı nöron ölümü başlıca dört fazda oluşur. Bunlar: 1- Eksitoksisite (dakikalar içinde) 2- Periinfarkt depolarizasyon (dakikalar-saatler içinde) 3- İnflamasyon (saatler-günler içinde) 4- Apopitoz, nekroz (günler içinde) 18

26 Bu fazlarda rol alan, majör mediatör intrasellüler sitozolik Ca+2 un kontrolsüz yükselişi, serbest radikallerin artışı ve asidozdur. Glutamat Eksitoksisitesi Glutamat (GA) beyindeki en önemli eksitatör nörotransmitterdir ve reseptörleri ile ilişkisi birçok nörolojik fonksiyonun oluşmasında rol oynar. Ancak beyinde iskemide, birçok nörodejeneratif hastalıkta, GA reseptörlerinin aşırı aktivasyonu nöronal harabiyete ve nöron ölümüne yol açar. Bu duruma GA eksitoksisitesi denmektedir. GA ın normalde intrasellüler konsantrasyonu, ekstrasellüler konsantrasyonundan çok daha yüksektir ve bunu sağlayan GA taşıyıcı sistemin aktivitesidir. İskemiye maruz kalan nöronlarda ise dakikalar içinde ATP azalması ile birlikte oluşan nöronal membran depolarizasyonu bu sistemi etkileyerek GA ın ekstrasellüler konsantrasyonunun artmasına yolaçar(40). Eksotoksisite Mekanizması: Ekstrasellüler glutamat artışı NMDA (N-Metil D Aspartat) ve non-nmda reseptörlerinin aşırı aktivasyonuna yol açar. Normalde magnezyum ile bloke halde bulunan ve eksitotoksisiteden sorumlu olan NMDA reseptör kanalı, voltaja bağımlıdır. İskemik dokuda nöronal membran depolarizasyonu oluşunca açılarak nöron içine Na+, Cl vesuyun girmesine neden olur; hücrede şişme meydana gelir. Aktivasyonun daha uzun sürmesi durumunda hücre içine giren Ca+2, fosfolipaz A2 ve diğer Ca+2 a bağımlı enzimlerin aktivasyonuna ve serbest radikal oluşumuna neden olur(40,41). Kalsiyum Sitotoksisitesi Ca+2 konsantrasyonun intrasellüler artışı durumunda normal fizyolojik proseslerin aşırı stimulasyonu ile nöronal harabiyet oluşur. İskemide ATP kaybı ile hızlı olarak, masif intrasellüler Ca+2 artışı olur. İntrasellüler kalsiyumun artışı nöron içinde Ca+2 a bağımlı birçok enzimin aktive olmasını sağlar. Bu enzimlerin aktivasyonu genel olarak serbest radikal oluşumu, lipid peroksidasyonu ve protein yıkımına neden olarak nöronun harabiyetine yol açar(40). Oksidatif Stres İskemide ve reperfüzyonda nöronal harabiyetin mekanizmasında rol oynayan, hücre içinde serbest oksijen radikallerinin açığa çıkmasıdır. Bunlar 3 çeşittir: 19

27 1- Süperoksid anyonu (O2-) 2- Hidrojen Peroksit (H2O2) 3- Hidroksil (OH-) Hücredeki intrasellüler kalsiyum artışı ile aktive olan enzimlere bağlı gelişen serbest oksijen radikalleri artışı, nörondaki oksidatif stresin esas nedenidir(40). Nitrik Oksit İskemik nöronda kalsiyumun hücre içine girmesi zedelenmeyi artırır. Kalsiyum fosfolipaz A2 ve kalpain gibi kalsiyuma bağımlı enzimleri aktive ederek, membran lipidlerinin serbest radikal peroksidasyonuna neden olur. Ayrıca kalsiyum, proteaz enzimlerinin aktivasyonu sonucu proteinlerin lizisine neden olur ve nitrik oksit sentetaz (NOS) enzimini aktive eder. NOS enziminin üç izoformu mevcuttur; - nöronal (Tip I), - indüklenen (Tip II) - endotelyal (Tip III). Nöronal ve endotelyal formu kalsiyum-kalmoduline bağlıdır. İntraselüler kalsiyum artışı nöronal NOS aktivasyonuyla serbest radikallerin çıkmasına neden olur. İskemi sonrası enos aktivitesi artışına yol açan sebepler net olarak bilinmemekle beraber, muhtemelen iskemi ile açığa çıkan ve endotel üzerindeki reseptörleri ile endotelden NO salınımını direkt olarak uyaran fizyolojik moleküllerdir. Örn: Asetilkolin, bradikinin, endotelin, serotonin gibi fizyolojik moleküllerin endotel hücreleri üzerinde reseptörleri bulunur ve bu reseptörlerin aktivasyonu da NO salınımına yol açar. Endotelyal NO salındığı bölgede, hemen yakınındaki düz kas hücresine diffüze olup cgmp oluşumunu tetikleyerek relaksasyona yol açar, bu da hemen iskemi sonrası kan akımı artışına neden olan koruyucu bir mekanizmadır. Endotelyal NO oluşumu vasküler tonus yanında, trombosit agregasyonunu ve lökosit adezyonunu azaltarak mikrovasküler sirkülasyonu düzenler. İndüklenen NO ise iskemi sonrası saatte inflamatuar hücreler ile mikrogliada indüklenen NOS tarafından sentezlenmektedir, sitotoksik inflamatuar yanıtı oluşturur. inos intraselüler kalsiyum değişikliklerinden bağımsızdır. nnos ve enos iskemi başlangıcındaki artışından hemen sonra azalmaktadır(41). NMDA aracılı nöronal toksisitenin NOS inhibitörleri ile bloke edilebileceği ve nöronal tip NOS eksprese etmeyen 20

28 nöronların NMDA toksisitesine hem invivo, hem invitro dayanıklı oldukları çeşitli çalışmalarla da gösterilmiştir(42). İnflamasyon İskemik strokta zedelenen beyin dokusunda, saatlar içinde inflamatuar bir reaksiyonun tetiklendiği ve bu durumun semptomların ortaya çıkışından sonraki günlerde de devam etmekte olduğu görülmüştür. İskemik dokunun lökositler tarafından infiltrasyonu ile mikroglia ve astrositlerden inflamatuar cevabın önemli bir göstergesi olan sitokinler (Tümör Nekrozis Faktör-α, İnterlökin-1α) açığa çıkar. Sitokinler endotel hücreleri, lökositler ve platetlerden adezyon moleküllerinin (Selektin, İntegrin) salınımını artırır. Bundan sonraki evrede ise; a. Endotele yapışan lökositlerin eritrosit akımını bloke ederek akım hızını yavaşlatması, b. Aktive lökositlerden proinflamatuar sitokinler, oksijen radikalleri ve proteazların salınımının artması, c. Lökositlerde fosfolipaz aktivasyonu ile lökotrienler, eikosanoidler ve platelet aktive edici faktörlerin yapımının artması, iskemik doku harabiyetini daha da artırarak nöron ölümüne neden olabilir. Apopitoz Yavaş gelişen, genetik kontrol altında oluşan, programlanmış hücre ölümüdür ve hücre kendi ölümünde aktif olan proteinleri sentezlemektedir. Hücre içinde Ca+2 un ve serbest radikallerin artışı apopitozu indüklerken, spesifik gen transkripsiyonlarına ve protein sentezine neden olmaktadır(40). Kaspaz adı verilen proteolitik enzimler apopitotik hücre ölümünün gerçekleşmesinde önemli rol oynarlar. Kaspazlar konstitütif olarak eksprese edilmekte ve hücrede inaktif formda bulunmaktadır(41). Kaspaz inhibitörleri ile apopitotik hücre sayısı ve hücre ölümünün azaldığı tespit edilmiştir(43). 21

29 S100 PROTEİNLERİ S100 omurgalılarda bulunan kalsiyum-modüle proteinlerden, EF-el tipi, multijenik bir ailedir. İntraselüler ve ekstraselüler birçok düzenleyici aktivitesi vardır(9). Bu ailenin S100 diye isimlendirilmesinin sebebi, %100 doygun Amonyum Sülfat solusyonunda eritilebilir olmasıdır (10). Bu protein ailesine ait olan üyeler birçok efektör proteinle etkileşime girerek enzim aktivitelerini düzenler, sitoiskeletin yapısal dinamiklerini etkiler, hücre büyümesini, farlılaşmasını düzenler ve kalsiyum hemostazını sağlar. Yapısal olarak S100 proteinlerinin çoğu antiparalel olarak paketlenmiş homodimer yapıdadır (bazıları heterodimer olabilir), fonksiyonel olarak kalsiyuma bağlı (bazen kalsiyum bağımsız) iki homolog ya da heterolog hedef protein ile çapraz bağlanır. S100 proteinleri ekstraselüler olarak da birçok aktiviteye sahiptir, sekresyon da (bilinmeyen bir mekanizmayla) az bir kısmı için bildirilmiştir. Ekstraselüler S100 proteinleri inflamatuar hücrelerde, nöronlarda, astrositlerde, mikrogliada, endotalyal ve epitelyal hücrelerde regulatuar etkilidir ve bir hücre yüzey reseptörü olan RAGE (Receptor for Advanced Glycation End Products), S100B ve S100A12 proteinlerinin inflamatuar hücrelerde ve nöronlardaki etkisini arttırıcı potansiyel bir reseptör olarak tanımlanmıştır. S100 proteinleri ile etkileşebilen başka hücre yüzey molekülleri de bulunmuştur. Bu da RAGE in S100 proteinlerinin üniversal bir reseptörü olmadığını ve tek bir S100 proteininin birden fazla reseptör ile etkileşebileceğini düşündürmüştür. Sonuç olarak S100 proteini ailesi üyeleri çeşitli hücresel aktivitenin düzenlenmesinde rolü olan multifonksiyonel proteinlerdir(9). S100B S100B, S100 ailesinin bir üyesidir. S100B, 21 kda moleküler ağırlığa sahip, 2 beta ünitesinden oluşan homodimer bir asidik proteindir. Her iki monomer rotasyonun çift ekseninde yerleşmiş ve çift sülfit bağıyla birbirine tutunmuştur(10). S100B nin çift sülfit bağlı formunun tam fonksiyonel nörotropik aksiyonda gerekli olduğu düşünülmektedir (44). Çünkü sistin birimi içermeyen mutant S100B proteinleri glia destek hücrelerinde aktivasyona sebep olmuş, fakat nöronlarda etkisiz kalmıştır(45). S100B 4 tane Ca+2 bağlama bölgesi bulunan EF-el tipi (helix-loop-helix), Ca+2 bağlayıcı bir proteindir. Aynı zamanda 4 bölgesinde bakır, 6 ya da 8 bölgesinde de çinko bağlayarak Ca+2 bağlama 22

30 kapasitesi değişebilmektedir(46,47,48,49). İnsanlarda S100B yi kodlayan gen, 21q22.3 gen noktasında yerleşmiştir(10). S100B primer olarak astrositler tarafından üretilir ve glia (nöroepitelyal destek hücreleri), nöronlar, mikroglia üzerinde otokrin ve parakrin etkilere sahiptir(50). Salınımı 5HT1a reseptör agonistleri, glutamat, adenozin ve lizofosfotidik asit tarafından artırılmaktadır(51,52). S100B içeren diğer hücrelerin salınım mekanizması bilinmemektir. Glial hücrelerden silier nörotropik faktör, IL1α ve 1ß, İnsan Endotelyal Büyüme Faktörü gibi faktörlerin sekresyonuna benzer bir mekanizmayla salındığı düşünülmektedir(53). S100B nin aksiyon mekanizması ve birçok hedef proteinler, hücre kültürlerinde ve in vitro deneylerde keşfedilmiştir. S100B beyin hücresinde enerji metabolizmasının düzenlenmesinde görevlidir. Nöronların ve glianın çoğalmasını ve farklılaşmasını düzenler. Beynin birçok immünolojik fonksiyonunda yer alır. S100B hücrede fizyolojik seviyelerdeyken koruyucu bir etki yaratır. Fakat hücreden salındıktan sonraki lokal konsantrasyonu faydalı veya zararlı etki bırakacağını belirler. Nanomolar konsantrasyonları sinir koruyucu, mikromolar konsantrasyonları apoptotik ya da sinir dejenerasyonuna sebep olan etkiler bırakmaktadır(10). Hedef Proteinler S100B şu proteinlerin fosforilasyonunu engellemektedir; MARCKS, MARCKSbenzeri retinal fosfoprotein p80, Anneksin 2,Nöromodülin, Nörogranin, Caldesmon, GFAP, Actin Capping Protein CapZα, Vimentin ve p53. Fakat bu proteinlerin birbirleriyle olan fonksiyonel ilişkileri hala bilinmemektedir. Elde edilen bilgiye göre, S100B nin sinyal iletimindeki rolünün, hedef proteinlerin fosforilasyonu sırasında intraselüler Ca+2 miktarını arttırmasına bağlı olabileceği tahmin edilmektedir. Bu da sinyal iletim yollarında spesifik basamakların düzenlenmesi için ayrı ayrı hedef proteinler içerdiklerini gösterir(10,54). S100B, Fruktoz 1-6 bifosfataz, Aldolaz ve Fosfoglukomutaz enzim aktivitelerini stimüle ederek beyin hücrelerinin enerji metabolizma regülasyonunda rol almaktadır (Tablo 2). S100B tarafından twichin kinaz, Ndr ve membrana bağlı Guanilat Siklaz (GC) gibi enzimlerin aktiviteleri de artırılmıştır. Ndr, hücre siklusunun regülasyonunda, membrana bağlı GC, fotoreseptörlerin karanlığa adaptasyonunda etkindir. S100B nin 23

31 twichin kinaz üzerindeki uyarıcı etkisinin fonksiyonu aydınlatılmayı beklemektedir. Membrana bağlı GC dışında, S100B proteininin enzimleri veya regülatuar proteinlerinin tanımladığı bölgenin lokalizasyonu hakkında herhangi bir bilgi yoktur(54). Tablo 9: S100B proteininin enzim aktivasyonuna etkileri Enzim Etkisi Tahmin Edilen Fonksiyon Fruktoz 1-6 bifosfataz Aldolaz Stimulasyon Enerji metabolizmasının düzenlenmesi Membrana bağlı Guanilat Siklaz Fotoreseptörlerin karanlık adaptasyonu Ndr Hücre siklusunun düzenlenmesi Fosfoglukomutaz Enerji metabolizmasının düzenlenmesi Twichin kinaz aktivitesi Bilinmiyor Hücre İskeletinin Modifikasyonu S100B hücre iskeleti bütünlüğünü etkiler (Tablo 3). Tübülini ayırarak ve önceden üretilmiş mikrotübülüslerde Ca+2 sensitivitesini uyararak mikrotübüllerin işleyişini engeller. İşlenmemiş intermedial flaman altbirimlerini ayırarak tip 3 intermedial flamanların işlemsizliğini stimule eder. Mutant farenin beyin astrosit hücrelerinde S100B miktarının çok azaldığı yerlerde Glial Fibriller Asidik Protein (GFAP) intermedial flamanlarının artması, S100B nin GFAP intermedial flamanlarını oluşumunu engellediğinin bir göstergesidir. S100B, Caldesmon ve Calponin bağlı actomyozin ATPaz aktivitesinin engellenmesini de geri çevirebilir(10). 24

32 Tablo 10: S100B proteinine bağlı hücre iskeleti modifikasyonları Hücre İskeleti Tahmin Edilen Fonksiyon Elemanı Kaldesmon Kaldesmona bağlı actomyozin ATPaz aktivitesinin kısıtlanışının geri döndürülmesi Kalponin Kalponin bağlı actomyozin ATPaz aktivitesinin kısıtlanışının geri döndürülmesi Tip 3 Oluşumunun engellenmesi ve işlenmemiş intermedialflaman intermedialflamanlar subünitelerin ayrılarak parçalanmanın desteklenmesi GFAP GFAP Intermedial Flaman oluşumunun engellenmesi intermedialflamanlar Mikrotübüller Tübülini bağlayarak ve kalsiyuma hassas mikrotübülleri uyararak oluşumunun engellenmesi S100B nin konsantrasyona bağlı etkileri S100B, astrositler tarafından yapılıp, salınmaktadır(9). Salınımı 5HT1a reseptör agonistleri, glutamat, adenozin ve lizofosfotidik asit tarafından artırılmaktadır (51,52). Ekstraselüler S100B nöronlar üzerinde konsantrasyona bağlı olarak 2 farklı etki göstermektedir; nm dozlarda sinirsel sağkalımı artırıcı ve nöronal gelişmeyi uyarıcı, μm dozlarda ise toksik etkili olmuştur (Apoptoz aracılığıyla sinir ölümü)(54). 1- S100B in vitro nanomolar konsantrasyonlarda embriyonik civciv serebral korteks nöronlarında ve dorsal kök ganglionlarında nöronal büyümeyi stimule etmiştir (44,55). Gelişim sırasında çeşitli sistemlerde (nöronlar, dorsal kök ganglionları, embriyonel civciv schwann hücreleri ve yenidoğan sıçanların primer astrositleri; glioma hücreleri) ve sıçanların hipokampal bölümünde glukoz yoksunluğu hasarından sonra nöronların hasar görmesini engellemiştir(55,56,57,58). Bu bulgular, S100B nin gelişim sırasında ve sinir rejenerasyonunda nörotropik bir faktör olabileceğini tahmin ettirmektedir. S100B hücre ölümünü azaltır ve sıçan hipokampal nöronlarındaki glukoz eksikliğine bağlı oluşan mitokondrial fonksiyon eksikliğini düşürür(58) ve in vitro Glutamat ve Staurosporin bağımlı hasardan (embriyonik civcivde ve neonatal sıçanda) nöronları korur(59). 25