süperoksid dismutaz (SOD) ve katalaz ölçümleri ile değerlendirilmektedir. Gerek oksidatif stres atıkları gerekse antioksidan enzim düzeyleri dokunun

Transkript

1

2 GİRİŞ VE AMAÇ Alkolizm tüm dünyada gittikçe artan sosyo-medikal önemli sorunların başında gelmektedir. Alınan alkolün türüne, miktarına ve süresine göre organizmada değişik hastalık tabloları oluşur. Bu hastalıkların başında alkolik karaciğer hastalığı, pankreatit, Wernicke- Korsokoff psikozu, kardiyomiyopati gelmektedir (1). Kronik alkol kullanımı karaciğerde yağlanmadan, alkolik hepatite ve siroza kadar uzanan çeşitli patolojilere neden olur. Alkolün alınması ile karaciğerde yalnız hepatositleri değil; inflamatuvar hücreleri ve stellat hücreleri de içine alan karmaşık bir süreç başlar (2). Alkolün olumsuz etkileri asetaldehit oluşumu, oksidatif hasar, sitokinler, endotoksin, nutrisyonel yetersizlik gibi nedenlerle oluşmaktadır (3). Son yıllarda yapılan çalışmalar, gözlenen hastalık tablolarının artan oksidatif stres ile başladığını düşündürmektedir (4). Dokularda normal metabolizma sırasında oksidasyon ile bazı zararlı oksidatif ürünler salınmaktadır. Hücreler için oldukça toksik olan bu metabolitler, ortamda bulunan bazı antioksidan enzimler yardımı ile hızla metabolize edilirler. Son yıllarda çeşitli hastalıkların etiyopatogenezinde artmış oksidasyonun önemli olduğu ve endojen antioksidanların oluşan atıkların temizlenmesinde yeterli olamadığı düşüncesi ileri sürülmektedir. Bu nedenle birikmiş atık ürünlerin ortamdan hızla atılması için değişik antioksidan maddelerin kullanımı ve bunların etkinliğini araştıran yoğun çalışmalar yapılmaktadır (2). Dokulardaki artmış oksidatif stres ürünleri arasında; Malondialdehid (MDA), Hidroksi Etil Radikali (HER), 4-Hidroksinonenal, MDA-Asetaldehid-Protein oluşumları (MAA) başta gelmektedir. Bunlar arasında günümüzde oksidatif stres ürünlerinin tayini açısından genelde MDA kullanılmaktadır (5). Antioksidan enzim düzeyleri ise glutatyon peroksidaz (GPX), 1

3 süperoksid dismutaz (SOD) ve katalaz ölçümleri ile değerlendirilmektedir. Gerek oksidatif stres atıkları gerekse antioksidan enzim düzeyleri dokunun yanı sıra serumda, eritrositlerde ve solunum havasında ölçülebilmektedir (4). Organizmada artmış oksidatif stres ve yetersiz antioksidasyon, bu özelliği tanımlanan bazı ekzojen vitamin ve maddeler verilerek düzeltilmeye çalışılmaktadır. Ekzojen antioksidanlar arasında vitamin C, E, A, selenyum, N-Asetilcystein (NAC) başta gelmektedir (7). Yapılan çalışmalarda antioksidanların dışarıdan verilmesi ile oksidatif stres ürünü malondialdehidin azaldığı, glutatyon peroksidaz ve superoksid dismutaz gibi antioksidan enzim düzeylerinin arttığı görülmektedir. Bununla birlikte kullanılan antioksidanların dozları kesin olarak belirlenememekte, değişik dozlarda antioksidan etkinin denendiği gözlenmektedir. İlginç olarak bu vitaminlerin kombine kullanımlarında antioksidan etkilerinin potansiyalize olduğu ileri sürülmektedir (8). Bu etkinin ne şekilde olduğu net açıklanamamakta, ancak az sayıdaki çalışmada C vitamini kullanımı ile serum ve dokuda E vitamini düzeyinin arttığı belirtilmektedir (9). Alkolle oluşturulan oksidatif stres modelinde, çoğu çalışmada biyokimyasal değerler bulunmamaktadır. Az sayıda bazı çalışmalarda ise transaminaz ve gama glutamil transpeptidaz ın (GGT) artmış ortalama değerleri verilerek oksidatif stresin oluştuğu desteklenmektedir (7). Diğer çoğu çalışmada ise karaciğer enzimlerine bakılmaksızın kısa veya uzun süreli alkol verilerek, doku veya serumda sadece MDA ile oksidatif stres değerlendirilmektedir (10). Bununla birlikte gerek biyokimyasal gerekse oksidatif stres ürünlerine bakılan çalışmalarda ise bu testler arasında standardizasyon ve uyum sağlanamadığı görülmektedir. Bu durum araştırma tekniğindeki farklılıklar ve güçlüklerle açıklanmaya çalışılmaktadır (4). İlginç olarak birkaç çalışmada ise ekzojen antioksidan madde kullanımı ile oksidatif stres ürünlerde azalma görüldüğü halde, histolojik düzelmenin olmadığı belirtilmektedir (11). Bu çalışmada rat gruplarına alkol ile beraber C ve E vitaminleri tek veya birlikte verilerek, oksidatif stres ve antioksidan enzim düzeyleri incelendi. Alkol ile oluştuğu düşünülen oksidatif stres, serumda MDA ve GPX, eritrositlerde ise SOD enzim düzeyleri ile araştırıldı. Bunlara ek olarak, biyokimyasal testlerden aspartat aminotransaminaz (AST), alanin aminotransaminaz (ALT) ve GGT düzeyleri çalışıldı. 2

4 GENEL BİLGİLER ALKOL KULLANIMININ SOSYAL ETKİLERİ Alkolün ilk kullanımı; kendiliğinden oluşan, düşük alkol ihtiva eden fermente içecekler şeklinde başlamıştır. Distile edilmiş şeklini ortaçağda Avrupa ya ilk defa Araplar tanıtmıştır. Daha sonraları kimya ve tıp alanında uzun süre hayat iksiri water of life olarak kabul edilmiştir (1). Alkolik karaciğer hastalığının altta yatan nedeni alkolizm sosyal hayatta giderek büyüyen bir problemdir. ABD de yapılan Epidemiological Catchment Area (ECA) çalışmasında alkolizmin yaşam boyu prevalansı %13.8 bulunmuştur. Türkiye de Sağlık Bakanlığı tarafından 2002 de 12 aylık çalışma sonrası, alkol bağımlılığı tanısı alma oranı % 1.8 olarak tespit edilmiştir. Bu oran erkeklerde %1.7, kadınlarda %0.1 olarak gösterilmiştir. Yapılan araştırmaya göre alkolizmin batı ülkelerinde daha yüksek oranda olduğunu saptanmıştır (12). Ülke ekonomileri de alkolizmin getirdiği ek yükten etkilenmektedir. Amerika da bir yıldaki ölümlerin ¼ ü alkol, tütün ve yasak olan maddelerin kullanılması sonucu oluştuğu saptanmıştır. Bir başka yönden değerlendirildiğinde prenatal olarak bu maddelerin alınması çocuklarda fiziksel, fizyolojik ve bilişsel fonksiyon bozukluklarına sebeb olurken; sigara, uyuşturucu bağımlılığı, yüksek suç işleme yüzdesi ile seksüel bulaşıcı hastalıkların toplumda artmasına neden olduğu saptanmıştır (13). 3

5 ALKOLÜN SİSTEMLER ÜZERİNE ETKİLERİ Alkol karaciğer başta olmak üzere tüm sistemler üzerine toksik etkilidir. Bu etkileri akut ve kronik olarak kendini gösterir. Santral sinir sistemi üzerine olan depresan etkisi başlangıçta hafıza kaybı, konsantrasyon bozukluğu, sersemlik, emosyonel patlama, duyusal ve motor bozulmaya neden olurken, daha sonra Wernicke Ensefalopatisi, Korsakoff Psikozu, polinörit, nikotinik asit eksikliğine bağlı ensefalopati ve hepatik ensefalopati gibi nöropsikyatrik sendromlara yol açabilir (1). Solunum sisteminde bakteriyel infeksiyon, aspirasyon, obstruktif sleep apne, uyku bozuklukları, hipoksi gibi sorunlara yol açmaktadır (1). Kardiyovaskuler sistemde bazı yayınlarda az miktarda alkolün, yüksek dansiteli lipoprotein (HDL) miktarını arttırarak koruyucu etkili olduğu belirtilse de orta dereceli dozları cilt ve muskuler damarlarda vazodilatasyon oluşturmaya bağlı olarak vital organlardaki oksijen ihtiyacını arttırır. Periferik vazodilatasyona sekonder adrenal medulladan katekolamin salınımı olmakta ve bu olaylar hipertansiyonu tetikleyip strok riskini arttırmaktadır. İleri dönemlerde kardiyak yetmezlik tablosu ortaya çıkmaktadır (1). Ayrıca alkol serumda oksidatif sres ürünlerini, lipid ve laktik asit düzeylerini arttırır (14). Gastrointestinal sistemde; oddi sfinkter spazmı, biliyer obstruksiyon, akut ve kronik pankreatite neden olurken; lokal irritan etki ile kusma, ayrıca gastrin salınımını artırarak ve direk etki ile gastrik asit sekresyonunu arttırır. Alkol kullanan bireylerde hem peptik ülser sıklığı hemde eroziv gastrit oluşum sıklığı artmıştır. Alkolün kronik kullanılması ile ortaya çıkan karaciğer hasarına görede mide ve özofagusta değişik lezyonlar ortaya çıkmakta ve buna bağlı komplikasyonlar görülebilmektedir (Portal gastropati, özofagus varisleri). Alkolün uzun süreli kullanımı ile siroz ve komplikasyonları görülebilmektedir (1,15). Alkol alımını takiben erken dönemde bireyler seksüel olarak aktif iken sonrasında inhibisyon görülür. Hatta kronik kullanımı; impotans, sterilite, testiküler atrofi ve jinekomastiye neden olabilir. Böbreklerde antidiüretik hormon etkisini inhibe ederek diürez gerçekleşir (1). Hematolojik olarak; sideroblastik anemi, folat metabolizması bozukluğu, trombositopeni, prekürsör kırmızı ve beyaz hücrelerde vakuolizasyon, kemik iliği depresyonu ve lokosit migrasyon bozukluğuna neden olur (1). 4

6 Alkol solunum ve sindirim sistemi kanserleri gelişiminde de risk faktörüdür. Bu risk sigara içiminin artmış olması, asetaldehit etkisi, immunolojik değişimler, artmış serbest radikaller, azalmış antioksidan defans, malabsorbisyon ve viral enfeksiyonların sıklığı ile açıklanmaktadır (16,17). ALKOL METABOLİZMASI Alınan alkol midede Gastrik ADH (Alkol Dehidrogenaz) enzimi ile ilk geçiş metabolizmasına uğrar. Gastrointestinal sistemde en çok ince barsaklardan emilen alkol, portal sistemle karaciğere gelip, burada iki majör yol ile metabolize edilir. Birinci yol iki basamaktan oluşur. Birinci basamakta sitoplazma içerisinde ADH enzimi kullanılır. ADH etanol oksidasyonundan sorumlu olup, hız kısıtlayıcı enzimdir. 1- CH 3 CH 2 OH (etanol) + NAD + Alkol Dehidrogenaz CH 3 CHO (asetaldehid)+ NADH + H + 2- CH 3 CHO + NAD + Aldehid Dehidrogenaz CH 3 COO - (asetat) + NADH + H + İkinci basamakta ise mitokontri içinde Aldehid Dehidrogenaz-2 (ALDH2) tarafından asetaldehid katalizlenir. Bu enzim coğrafik polimorfizme uğrayan bir enzim olup, enzim eksikliği olan bireylerde alkolizm az oranda görülmektedir. Bu bireylerde alkol, sitozolik ALDH1 tarafından metabolize olduğu için, aşırı asetaldehid birikimi disulfiram benzeri etki meydana getirmektedir (3,14,18,19). Alkolün aşırı alınması sonrası ADH etkisi ile NADH (Nikotinamid Adenin Dinükleotid) birikir. Artmış NADH glukoneogenezi inhibe ederek laktatın pürivata oksidasyonunu engeller. Sonuç olarak glukoneogenez inhibe olarak hipogisemi ve laktik asidoz oluşur (18). Artmış NADH yağ asidi oksidasyonunu da inhibe eder. Alkol alımında üretilen asetat üzerinden oluşan Asetil-coA, NADH ve ATP; glukoz metabolizmasını fosfofuruktokinaz ve purivat dehidrogenaz aşamalarında inhibe etmektedir. NAD + azalması ve Malonil CoA düzeyinin artması yağ asit oksidasyonunu azaltmaktadır. Yüksek ATP ve NADH, düşük NAD +, trikarboksilik asit (TCA) döngüsünü inhibe etmektedir. Enerji NADH oksidasyonu tarafından sağlandığı için TCA döngüsü yavaşlar. Yağ asidi oksidasyonundaki amaç NADH yolu ile ATP oluşturmak olduğuna göre; ve zaten alkol metabolizması ile NADH yeterince oluştuğuna göre triaçilgliseroller ortamda birikir. Bu durum yağlı karaciğere yol açar. Bununla birlikte sitrik asit siklusuna Asetil-CoA nın girişi bloke edilmiştir. Bunun nedeni, NADH ın burada iki regülatör enzimi inhibe etmesidir. Bu enzimler; izositrat 5

7 dehidrogenaz ve α-ketoglutarat dehidrogenaz dır. Birikmiş Asetil-coA ise ketonemiye neden olur (14). Etanol metabolizmasında ikinci majör yol Mikrozomal Etanol Okside Edici Sistem dir (MEOS). Enzim endoplazmik retikulum içinde olup membrana bağlıdır ve NADPH-sitokrom P450 redüktaz enzim kompleksini ve sitokrom P450 izoenzimini içerir. Bu enzim asetaldehid ve asetat oluşumunu sağlarken, NADPH ve oksijen kullanarak NADP + ve serbest oksijen radikallerinin oluşmasına neden olur (3,18): MEOS Etanol+ NADH + O 2 Asetaldehid + NAD + + H 2 O 2 Katalaz ve ALDH1 alkol metabolizmasında minör yolda görevli enzimlerdir. Katalaz peroksizomda bulunan aktivitesi için Hidrojen Peroksid (H 2 O 2 ) gereksinimi bulunan, bu yüzden aktivitesini çoğu zaman gösteremeyen bir enzimdir. ALDH1 enzimi, bir şekilde ALDH2 aktivitesinin azaldığı durumlarda fonksiyon gösterebilen bir enzimdir (3,20). Katalaz Katalaz Etanol+ H 2 O 2 Asetaldehid + 2 H 2 O veya 2H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 ALDH1 Asetaldehid + NAD + + H 2 O Asetat + NADH + H + Kronik alkol kullanımı, Sitokrom P450 sistemini uyarması ile alkol hem kendisinin hemde bazı ilaçların metabolizmasını arttırır. Ancak akut alkol kullanımı sonrası sedatif ve barbituratların enzimle yarışmaya girmesi bu ilaçların etki sürelerini uzatır (14). Kronik alkol kullanılması ile mitokontriyal oksidatif fosforilasyon inhibe olur. Ayrıca bazı proteinlerin subünitelerinin sentezi azalır. Bu proteinler; respiratuvar komplekslerin subüniteleri, NADH Dehidrogenaz (kompleks I), Sitokrom b-c1 (kompleks III), sitokrom oksidaz (kompleks IV) ve ATP Sentaz dır (kompleks V). Enzim fonksiyonlarının bozulması mitokontriyal deoksiribonükleik asiti (DNA) de etkiler. Endoplazmik retikulumdaki P450IIE1 in H 2 O 2 oluşturması sonrası hidroksil radikali (OH - ) ile mitokontrideki diğer P450 enzim izoformlarının da fonksiyonlarının bozulduğu saptanmıştır (21). Hücre içi sitokrom P450 enzim aktivitesi kronik alkol kullanımında sentrilobuler bölgede daha yoğundur. Normalde periportal alanda lokalize olan fagositik Kupffer hücrelerin sitokin oluşturması ve hücre aktivasyonu, kronik alkol kullanılması ile sentrilobuler bölgeye doğru kaymıştır (19). Klormetiazol (CMZ) Sitokrom P450 enzimlerinin transkripsiyonunu inhibe eden bir maddedir. Yapılan çalışmalarda alkol ile proinflamatuvar ve antiinflamatuvar sitokinlerin (TNF-α, TGF-β, IL-1β, IL-6, IL-4 ve IL-2) periportal ve perivenöz sentezinin 6

8 arttığı; beraberinde CMZ verilmesi ile bu sitokinlerin azaldığı gösterilmiştir (22). Endoplazmik retikulumda bulunan 20S Proteazom aktivitesi anormal ve okside proteinlerin yıkımında görevlidir. 20S proteazom yapısında; Chymotrypsin-Like (ChT-L), Trypsin-Like (T-L) enzimler ve peptidilglutamil peptid hidrolaz enzim aktiviteleri bulunur. Fenetil-izotiyosiyanad (PIC); hem CYP2E1 inhibitörü hem de alkolle inhibe olan ChT-L enzimini aktive eder. PIC verilmesi ile lipit peroksidasyon ürünlerinin güçlü şekilde azaldığı görülmüştür (23). Uzun süreli alkol kullanımı sonucu bazı hücresel yapılara karşı otoantikor geliştiği bilinmektedir. Nitekim Sitokrom P450 ye karşı direkt otoantikor oluştuğu bazı çalışmalarda gösterilmiştir (24). Alkole bağlı oluşan lipit peroksidasyon ürünlerinden malondialdehid ve 4- hidroksi-2-nonenal yapısal proteinlerle birleşebilir. Birleşme sonucu oluşan yeni yapı Malondialdehid-Asetaldehid Protein Oluşumu (MAA) ve buna karşı gelişen antikorların, alkol alan ratlarda ve insanlarda sağlıklı guruplara göre artığı gösterilmiştir (5). ALKOLİK KARACİĞER HASTALIĞI PATOGENEZİ Alkolün Karaciğer üzerinde oluşturduğu hasar patogenezine yönelik pekçok incelemede bu konuda etkili olan faktörler bazı başlıklar halinde gruplandırılmaktadır. Alkol Kullanım Süresi Alkolün alım süresi ve miktarı, AKH gelişiminde katkısı olduğu düşünülen en önemli risk faktörleri arasında yer almaktadır. Erkeklerde gr /gün, kadınlarda gr/gün 10 yıldan daha fazla alkol tüketilmesi AKH gelişimi için yeterlidir (25). 10 yıldan uzun günde 80 gr alkol kullanımı Hepatosellüler Kanser (HCC) riskini 5 kat arttırmaktadır (17). Cinsiyet Farklılığı Cinsiyet ve AKH oluşumu; kadınlarda gerek gastrik ADH ın azlığı, gerekse hormonal ve immunolojik değişimden organizmanın etkilenmesi ile açıklanmaya çalışılmıştır (3,4,26). Bazı araştırmalar sonucu bu cinsiyet farklılığı; vücut kitlesi, su dağılımı ve farklı farmakokinetiğe bağlanmıştır. Erkeklerdeki, gastrik ADH ve vücut suyunun fazlalığı sitozolik ADH ın testesteronla etkinliğinin azalması; karaciğer hasarının aynı doz alkolle, bayanlarda daha fazla olmasını açıklayabilir (4,19). Son zamanlarda yapılan çalışmalarda dişi ratlarda alkole bağlı barsak geçirgenliğinin daha fazla olduğu, bunun sonucu CD-14 reseptör aktivitesi ve Nuclear factör Kappa Beta (NFκB) düzeyinin fazla olduğu saptanmıştır (27). 7

9 Genetik ALDH2*2 alleli olan ve ALDH2 aktivitesi düşük olan Japonlarda, kontrol grubundan düşük alkol alımı ile alkolik karaciğer hastalığı geliştiği, Büyük Britanya da sağlıklı bireylerle alkolik sirozluların karşılaştırıldığı bir çalışmada γ1adhs geninin alkolik bireylerde daha sık görüldüğü saptanmıştır. Ayrıca HLA B8, BW40, B13, A2, DR3 ve DR2 görülme sıklığı alkolik sirozlularda artmıştır (3,19). Serbest Radikaller Serbest Radikal ler (SR) yapılarında çiftleşmemiş elektron taşıyan, başka moleküller ile kolayca elektron alışverişi yapabilen moleküllerdir. Tüm aerobik hücrelerde normal fizyolojik ve metabolik süreçte belirli düzeylerde SR oluşur (6). Örneğin alınan oksijenin %2 si süperoksid (O - 2 ) ve H 2 O 2 haline döner (28). Oksidatif stres sonucu hücresel düzeyde reaktif oksijen ve reaktif nitrojen molekülleri oluşur. Bu moleküller Süperoksid (O - 2 ), Hidroksil radikali (OH - ), Alkoksil radikali (RO - ), Peroksil radikali (ROO - ), Nitrik oksid (NO - ) dir. Antioksidan koruyucu mekanizmalar bunlara karşı koruyucu etki içerisindedir. Granülosit ve makrofajların myelopreroksidaz (MPO) aktivitesi, mitokontriyal oksidasyon zincirinden elektron kaçışı (iskemi durumunda artan), sitokrom P450 enzimi ve xantin oksidaz aktivitesi sonucu O - 2 anyonu meydana gelir (10). NO - radikalinin alkole bağlı karaciğer hastalığındaki rolü tam olarak bilinmemektedir. - Karaciğer hasarında olumlu ve olumsuz çift yönlü etki gösterdiği düşünülmektedir. O 2 nin aşırı üretimi yada SOD enzim aktivitesinin azaldığı durumlarda bu radikalin olumsuz etkileri ortaya çıkar. Akut alkol alımında ve alkolik sirozda azalmış üretiminin vasküler tonüs regülasyon bozukluğuna yol açtığı zannedilmektedir. Antiapopitotik rolü ile karaciğer rejenerasyonunda etkili olduğu; diğer bir etkisinin zincir kırıcı olarak antioksidan etki yaptığıdır. Enteral alkol ve N-Nitro-L arginine methyl ester (NO - inhibitörü) kullanılarak yapılan çalışmada, ratların karaciğerde hasar oluştuğu, NO - prekürsörü arginin ile bu olumsuzluğun geri döndürüldüğü saptanmıştır (2,29). NO - in diğer etkisi ise Peroksinitrit (ONOO - ) oluşmasına neden olan nitrasyon reaksiyonlarını başlatmasıdır. Karbondioksitle reaksiyona girerek stabil halden peroksinitrik asit gibi yüksek reaktiviteye sahip okside hale gelir. Ayrıca etanolle reksiyona girerek hidroksietil radikallerinin oluşumuna neden olur. Bu 8

10 şekilde inflamatuvar hücrelerde oksidan strese duyarlı NFκB aktivasyonu ile sitotoksik mediyatörlerin salınımına neden olur (2). H 2 O 2 SOD O NO - ONOO - Hücre membranlarındaki doymamış yağ asitlerinin oksidasyonu sonrası, lipit peroksidasyon ürünleri oluşur. Biyolojik sistemlerde buna sebeb olan en çok hidroksil ve süperoksid radikalidir. O - 2 elektron alırsa (süperoksit dismutasyonu) veya O - 2 in direkt olarak indirgenmesi ile hidrojen peroksit oluşur. Dismutasyon spontan olarak veya SOD enzimi aracılığıyla katalize olabilir (6). SOD 2 O H + H 2 O 2 + O 2 H 2 O 2 ve O - 2 nin Reaktif Oksijen Radikali Oluşumundaki Rolü: 1.Fenton Reaksiyonu: Alkoliklerde sıklıkla karaciğer demir metabolizması bozulmuştur. Ferritine bağlı demir bu reaksiyonlara katılmadığı halde hipoksi, düşük ph gibi durumlarda ferritinden demir salınabilir. Böylece alkol karaciğerde oksidan hasarı bir başka yönden başlatır. Hidrojen peroksit; Fe +2 ve diğer geçiş elementleri (Cu, Zn, Mn, Cr, Co, Ni, Mo) varlığında indirgenerek OH - radikali oluşturur (6,10,21). Fe +2 + H 2 O 2 Fe +3 + OH - + OH Haber-Weiss Reaksiyonu: Hidrojen peroksit, O 2 ile reaksiyona girerek hidroksil radikalini oluşturur. Bu reaksiyon bakır ve demir tarafından katalizlenir (6). - O 2 + H 2 O 2 + H + O 2 + H 2 O+ OH - Lipid Peroksidasyonu, poliansatüre yağ asitlerinin zincirleme radikal reaksiyonudur ve üç aşamada oluşur: 1. Başlatma Safhası: OH - radikali, yağ asitinin (LH) metilen kısmından bir hidrojen atomu (H + ) kopararak lipid radikalini oluşturur (6). HO - + LH H 2 O + L - 2. İlerleme Safhası: Zincirleme reaksiyon oluşan lipid radikaline O 2 ilavesi ile devam eder ve lipid peroksil radikali (LOO - ) ile lipid peroksit (LOOH) oluşur (6). L - + O 2 LOO - LOO - + LH LOOH + L - 3. Yıkım Safhası: Lipid radikalin parçalanmasıdır. Burada oluşan ürünlerden birisi, MDA dır. MDA solubldür, kan ve idrarda saptanabilir. Diğerleri; 4-hidroksinonenal (araşinodik asid peroksidasyonu ile oluşan en sitotoksik ve mutajenik ajan) ve 4-hidroksi-2, 3-9

11 transnonenal dir. Lipit peroksidasyonundan en fazla etkilenen yağ asitleri linoleik asit, araşinodik asit ve diğer poliansatüre yağ asitleridir (6,30). Antioksidan Savunma Canlı hücrelerde bulunan protein, lipid, karbonhidrat ve DNA gibi okside olabilecek maddelerin oksidasyonunu önleyen veya geciktirebilen maddelere antioksidan ve bu olaya antioksidan savunma denir (20). Antioksidanlar Çeşitli Kriterlere Göre Gruplandırılabilirler (20): 1-Yapılarına göre; a) Enzimler b) Enzim olmayan proteinler 2-Kaynaklarına göre; a) Endojen olanlar b) Eksojen olanlar 3-Çözünürlüklerine göre ; a) Suda çözünenler b) Lipidlerde çözünenler 4-Yerleşimlerine göre ; a) İntrasellüler olanlar, b) Ektrasellüler olanlar Enzim Yapısındaki Antioksidanlar: 1-Sitokrom Oksidaz: Mitokondrilerde solunum zincirinin en son basamağında yer alan ve bakır içeren bir enzimdir. Solunum zincirindeki görevini sürdürürken süperoksit radikalinin H 2 O ya dönüşümünü sağlar. Ancak süperoksit radikallerinin oluşumu çoğu kez enzimin kapasitesini aşar ve diğer enzimlerin devreye girmesi ile O - 2 in zararlı etkileri önlenir (20). 2-SOD: Endojen antioksidan savunma başlatıcısı durumunda olan bir enzimdir. O - 2 e elektron eklenirse (süperoksit dismutasyonu) veya O - 2 in direk olarak indirgenmesiyle hidrojen peroksit oluşur. Reaksiyon SOD enzimi aracılığıyla gerçekleşir (6,10,20). 2 O H + H 2 O 2 + O 2 - Bu reaksiyon oksidatif strese karşı ilk savunma olarak da adlandırılır. Çünkü, O 2 zincirleme radikal reaksiyonlarının güçlü bir başlatıcısıdır. Bu reaksiyon sayesinde hücresel - kompartmanlardaki O 2 düzeyleri kontrol altında tutulur. SOD enzimi; oksijen basıncının yüksek olduğu karaciğer, adrenal bez, böbrek, dalak ve eritrosit içinde fazla miktarda bulunur (6,20). SOD ın farklı izoenzimleri mevcut: a) Sitozolik SOD ve Vasküler Endotele Bağlı Bulunan Ekstrasellüler SOD: Kofaktörleri çinko ve bakırdır. (CuZn-SOD) Bu enzimlerin aktivitelerinden bakır, stabilitelerinden çinko sorumludur (6,20). b)mitokondrial SOD: Kofaktörü mangandır (Mn-SOD) (6). 10

12 3-GPX: Sitazol ve mitokontri matriksinde lokalize antioksidan bir enzimdir. Glutatyon ile H 2 O 2 ve hidroperoksidlerin (ROOH), selenyum bağımlı yada selenyum bağımsız şeklinde katalizlenmesini sağlar. Sitozolde yerleşmiş GPX, 4 selenyum içeren tetramerik yapıda bir enzimdir (6,20). 2GSH + H 2 O 2 GSSG + 2H 2 O 2GSH +ROOH GSSG + H 2 O +ROH 4-Glutatyon Transferaz (GSH-Tr): Sitozolde bulunan ve dimerik yapıda olan enzimin çok sayıda izoenzimi bulunmaktadır. Yabancı maddelerin biyotransformasyonunda önemli rolleri olan GSH-Tr lar, çeşitli endojen ve eksojen bileşiklerin GSH la konjugasyonunu katalizler (20). 5-Katalaz: Yapısında dört tane hem grubu içeren ve peroksizomlarda yerleşmiş bir enzimdir. Karaciğer, böbrek, kan ve kemik iliğinde yüksek miktarlarda bulunur. Bu enzim H 2 O 2 nin spesifik yakalayıcısıdır ve aşağıda gösterildiği gibi H 2 O 2 yi oksijen ve suya parçalayan reaksiyonu katalizler (6,20). 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 Enzim Yapısında Olmayan Antioksidan Moleküller: Glutatyon (GSH); SR in temizlenmesinde ve E vitamininin tekrar kullanımında ayrıca pek çok kimyasal tepkimede rolü olan endojen tripeptittir. Yapısındaki peptitler; glutamat, sistein ve glisindir (γ-glutamylcysteinly glycine). GSH ın %85-90 ı sitoplazmada, %10-15 i mitokondri içerisindedir. Sitozolden mitokondriye alınmasına transport sistemi aracılık eder. Mitokondrial GSH ın oksidatif strese karşı önemli rol oynadığı ve alkolle beslenen farelerde organel içi düzeylerinin transport bozukluğuna bağlı azaldığı gösterilmiştir. Suda çözünen ve indirgeyici ajan olan GSH ın, ksenobiyotikler ve metabolitlerini detoksifiye etme, SR leri yakalama, protein yapısındaki sülfidril gruplarını indirgenmiş halde tutarak pek çok proteinin ve enzimin inaktivasyonunu engelleme, sistein için bir rezervuar olma ve DNA sentezinde rol alma gibi pek çok metabolik görevi vardır (31). GPX, GSH redüktaz ve GSH-Tr gibi enzimlerin substratı veya ko-substratı gibi hareket eder. SR ler ve peroksitler ile reaksiyonları sonucu oluşan oksidan hasara karşı hücreleri korur. GSH konsantrasyonları, etanolün indüklediği CYP2E1 in daha aktif olduğu perivenüler hücrelerde daha düşük düzeydedir. Akut ve kronik alkol kullanımında karaciğer düzeyleri azaldığı bilinmektedir. Alkolün indüklediği hasarın en çok olduğu bu alanda SR ler daha yüksek seviyede oluşur (3,19). 11

13 Antioksidan Vitaminler Antioksidanlar oluşan SR in ortamdan uzaklaştırılmasını sağlarlar. Bunun için en etkili vitamin E vitaminidir. E vitamini aktivitesine sahip 8 adet bitkisel bileşik bulunur. Bunların en aktifi α-tokoferol (5, 7, 8 trimetil tokol) dür. Gastrointestinal sistemde terminal ileumdan diğer yağlarla birlikte emilir. Şilomikronlarla karaciğere gelir. Karaciğerden tüm dokulara LDL (low dancity lipoprotein) içerisinde taşınır. Antioksidan savunmada zincir kırıcı olarak görev alır. Membranlardaki poliansature yağları, LDL yi oksidasyona karşı koruyan etkin hidroksil yıkıcıdır. Eksikliğinde norolojik bozukluklar, görme bozuklukları, nekrotizan myopati, muskuler distrofi, abortus, sterilite, hemolitik anemi, α-tokoferol bağımlı makrositik anemi ve malignite riskinde artış gibi pek çok bozukluğa neden olmaktadır. Günlük gereksinim erkekte mg, kadında 8-15 mg dır. Yenidoğan retrolental fibroplazisinde 100 mg/kg oral olarak etkili olmaktadır. Ayrıca tekrarlayan düşük, progresif muskuler distrofi, kardiyomyopati, kistik fibrozis, kolestatik karaciğer hastalığı ve malabsorbsiyon sendromlarında kullanılmaktadır (8,32). İskemik kalp hastalığı, ateroskleroz, diyabet, katarakt, Parkinson, Alzheimer hastalığında kullanımı tartışılmaktadır (32). Vitamin E nin antioksidan özelliği peroksil yada lipit radikalleri üzerinedir. Glutatyon ve C vitamini ise okside E vitaminini tekrar indirgenmiş hale getirir (6,8,32): LOO - + Vit E LOOH + Vit E - veya L - +Vit E LH + Vit E - Vit E - + Askorbik Asit Vit E + Dehidroksi Askorbat (DHA) 2 Vit E GSH 2 Vit E + GSSG Kronik alkol kullanımı ile hepatik glutatyon düzeylerinin azalışı ve lipit peroksidasyon ürünlerinin artışına ait ilk veriler DiLuzio ve Hartmann tarafından 1963 de başlamıştır. Teare ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalarda kronik alkol kullanımı ile α-tokoferol plazma seviyelerinin yükseldiği ancak bu yüksekliğin anlamlı olmadığını, hepatik α-tokoferol düzeyinin ise azaldığı görülmüştür (33). Situnayake ve arkadaşlarının en az bir yıl 100 gr/gün alkol alan bireylerde yaptığı çalışmada hepatik glutatyon düzeylerinin inflamasyon şiddetine göre azaldığı gösterilmiştir. Morfolojik değişimlerde; karaciğer E vitamin düzeylerinde farklılık saptanmamış, ancak patolojik düzey arttıkça serum E vitamin düzeylerinin azaldığı görülmüştür (34). Etanolle beslenen ratlarda diyetteki E vitamin düzeyi, karaciğerdeki lipit peroksidasyon ürünlerini ve E vitamin düzeylerini etkilediği, alkol alımı ile E vitamini ihtiyacının arttığı, E vitamininden fakir diyetle beslenen farelerde alkolün lipit 12

14 peroksidasyonu üzerine etkilerinin daha kolay ortaya çıktığı gösterilmiştir (35). Ratlarda alkolle santral sinir sisteminde, serebellumda, kalpte ve testiste oksidatif stres ürünlerinin arttığı; E vitamini arttırılmış diyetle kısmen bu ürünlerin azaldığı gözlenmiştir. 2 yıl 100 IU/gün α -tokoferol alınması ile koroner arter hastalığı riskinin azaldığı saptanmıştır. Başka bir çalışmada kronik alkolikler ve sirozlularda eritrosit ve karaciğerde azalmış E vitamini ve selenyum düzeyleri gözlenmiştir (36). Bir ay gibi bir sürede yüksek doz E vitamini ve alkol verilen ratlarda; karaciğerde histolojik açıdan kontrol gruplarına göre değişim olmadığı, ancak anlamlı olarak lipit peroksidasyon ürünlerinde azalma olduğu görülmüştür (11). CCl - 4 verilen farelerde fibrotik süreci arttıran TGF-β1 in etkilerinin 250 mg/kg ek E vitamin diyeti ile engellendiği saptanmıştır (37). Diğer bir çalışmada ise alkol verilen ratlarda 142 IU/kg vitamin E içeren ek diyetle, karaciğer vitamin A düzeylerinin 4,3 kat arttığı saptanmıştır (38). Benzer bir çalışmada alkol, balık yağı ve 142 IU/kg vitamin E içeren ek diyetle karaciğer konjuge dienlerindeki değişim incelenmiştir. E vitamini ile konjuge dienlerde anlamlı düşüş saptanırken balık yağının bu etkisi gözlenememiştir (39). Eksojen antioksidan savunmada diğer bir vitamin olan askorbik asit ve okside ürünü olan dehidroaskorbik asit, biyolojik olarak aktif maddelerdir. Oksidasyon-redüksiyon tepkimelerine ve hidrojen iyonu transferi reaksiyonlarına katılırlar. C vitamini bir antioksidan olarak serbest oksijen radikallerinin elektronlarını alarak onları etkisiz hale getirir. Vitamin E, glutatyon ve diğer antioksidanların rejenerasyonunda görev alır (6). Hem dışı demirin emilimi, karnitin sentezi, dopaminin norepinefrine dönüşümünde etkilidir. Bağ dokusunda çapraz bağların oluşumunda rol alır. Kapiller endotel fonksiyonlarında, diş gelişiminde ve kemik gelişiminde kollojen sentezindeki rolü nedeniyle önemlidir. Ayrıca karma fonksiyonlu oksidazlarla, ilaçların metabolizmasında, kortikosteroid, aldesteron ve kollestrol metabolizmasında rol oynar. Toplam olarak erişkinlerde 1500 mg kadar bulunup %3 ü günlük olarak atılır. Günlük olarak 60 mg alınması kaybı karşılar. Sigara içenlerde bu doz 100 mg dır. Yarı ömrü 18 gündür. Eksikliği bağ doku hastalığı olan skorbüt hastalığına neden olur. Anne sütünde litrede mg olduğu için, inek sütü alanlarda ek olarak verilmelidir. Hazır mamalar bu yüzden C vitamini açısından desteklenmiştir (8). Yapılan çalışmalarda yüksek doz kullanımının kanser ve kalp hastalıklarında etkinliği tam destek almıştır (40). Fazla alımında oksalat taşlarının oluşma sıklığı artmıştır (8). C vitamininin antioksidan etkisinin yanında oksidan etkisi de söz konusudur. Çünkü, vitamin C, ferrik demiri (Fe +3 ) ferröz demire (Fe +2 ) indirgeyen süperoksit dışındaki tek ajandır (40). 13

15 Askorbat + Fe +3 -Protein DHA + Fe +2 + Protein Bu yolla askorbik asit proteine bağlı ferrik demiri uzaklaştırarak yada doğrudan indirgeyerek Fenton reaksiyonundaki H 2 O 2 ile etkileşmeye uygun olan ferröz demire dönüştürür. Yani OH - üretimine katkıda bulunur. Vitamin C nin Fe +3 ile doğrudan reaksiyonunda C Vitamini Radikali de (Vit C - ) oluşur (40). Fe +3 + Vit C Fe +2 + Vit C H + Vit C - çok reaktif değildir. NADH Redüktaz tarafından indirgenir ya da iki proton alıp SR reaksiyonlarının ilerlemesini durdurur (10,40). 2 Vit C H + Vit C + DHA Vitaminler üzerine yapılan çalışmalarda, gine domuzlarına verilen yüksek doz C vitamininin (25mg/100gr body), karaciğer E vitamin düzeylerini arttırdığı; alkolle yükselmiş karaciğer, böbrek, beyin ve kalpteki serbest yağ asidi düzeylerini azalttığı gösterilmiştir (9). C vitamini nin CCl 4, alkol, dietilmaleat, menadion gibi oksidanlara karşı lipit peroksidayonunu ve hücre hasarını engellediği gözlenmiştir. Benzer etki E vitamininden yoksun farelerde de saptanmıştır. Bu etki C vitamininin direk antioksidan ve E vitamini üzerinden olan etkisine bağlanmıştır (41). Alkole bağlı olmayan steatohepatitli hastalara verilen günlük 1000 IU E vitamini ve 1000 mg C vitamininin benzer şekilde fibrozis skorunu düzelttiği saptanmıştır (42). Diğer bir antioksidan olan A vitaminin öncüsü B-karoten, LDL yapısında yer alır ve LDL yi oksidasyona karşı korur. Porfirinlerin, oksijen radikallerinin zararlı etkilerinden koruma ve vücuttan temizlenmesi gibi antioksidan fonksiyonları söz konusudur (20). Selenyum, E vitamininin ve lipitlerin barsaklardan emilimi için gereklidir. Ayrıca E vitamininin lipoproteinler içinde tutulmasını sağlar (20). Aynı zamanda antioksidan enzim GPX in sitozolik formunda bulunur. Az miktarda SOD ve katalaz aktivitelerinde de etkili olduğu belirtilmiştir (6). Yapılan çalışmalarda alkole bağlı karaciğer hasarının, artmış oksidatif stres ve azalmış antioksidan savunma sonucu oluştuğu ve bu durumun serumda özellikle dokuda değerlendirilmesinin oldukça güç olduğu belirtilmektedir. Oksidan ve antioksidan ürünlerin doku stabilizasyonu ve ölçümlerinin zorluğundan çalışmalarda bu ürünler daha ziyade serum ve eritrositlerde ölçülmeye çalışılmaktadır. Başlangıçta oksidatif ürünler hücresel düzeyde oluşmasına rağmen, hasarın ilerlemesi sonucu oksidasyon ürünleri dolaşımda ve solunum havasında tespit edilebilir hale gelir (4). Çalışmaların çoğunda hayvanlarda deneysel olarak 14

16 geliştirilen oksidatif stres modellerinde bu durum, serumda artmış oksidatif ürünlerin ve/veya azalmış antioksidan ürünlerin birinin veya birkaçının ölçümü ile yapılmaktadır. Ayrıca bu sırada A, C, E gibi antioksidan etkili vitaminler ve diğer bazı maddeler kullanılarak bu oksidatif stres parametrelerine etkileri değerlendirilmektedir. Doku ve serumda artan ve bu çalışmalarda rutin ölçümü yapılan lipit oksidasyon ürünü MDA ve antioksidan savunma sırasında harcanan SOD ve GPX enzim ölçümü hemen çoğu çalışmada incelenmektedir (7,11,24,29,35,36,43,44). Lipit peroksidasyonu ve antioksidanlarla ilgili ilk çalışmalar 1960 lı yıllarda Di Luzio tarafından başlatılmış. Çalışmada, aşırı tüketilen alkolün lipit peroksidasyon ürünlerinde artışa neden olduğu karaciğer hasarının antioksidan duruma bağlı değişim sergilediği vurgulanmıştır. Bu nedenle verilen antioksidan özellikte N-N -diphenyl-pphenylenediamin in (DPPD) lipit peroksidasyon ürünlerinin artışını ve yağlı karaciğer oluşumunu azalttığı saptanmıştır (36). Nanji ve arkadaşlarının yaptığı rat çalışmasında lipit peroksidasyon ürünleri düzeyleri incelenmiş ve bunların serum düzeylerinin alkolle arttığı gözlenmiştir (43). Bir başka çalışmada ratlara 4 hafta 5gr/kg alkol verilmesiyle edilen sonuçlar serum GPX ve SOD enzimlerinin (özellikle SOD) konsantrasyon ve aktivitesinin belirgin olarak etkilenmediği yönünde olmuştur. Aynı çalışmada kan ve karaciğerde okside glutatyon düzeylerinde belirgin olmayan bir artış saptansa da, glutatyon düzeylerinde değişim olmadığı ancak alkol verilmesi ile serum E vitamin düzeylerinin azaldığı gözlenmiştir (44). Alkolik 40 bireyin serumunda lipit peroksidleri, hidroksietil radikaline karşı oluşan antikor (Anti-HER) ve MDA düzeyleri bakılmış. MDA ve Anti-HER düzeylerinin bu hastalarda kontrol gruplarına göre hafifçe artığı, ayrıca serum E vitamin düzeylerininde hafifçe azaldığı saptanmıştır (24). Yapılan çoğu çalışmada birbirine benzer sonuçların alınmaması verilen alkol miktarı ve çalışma süresi ile yani deneysel modellerdeki farklılıklar nedeni ile açıklanmaktadır. Bu nedenle daha sonraki bazı çalışmalarda tedavi ile bu sonuçların nasıl etkilendiği irdelenmiştir. Minana ve arkadaşları tarafından 8 ve 18 hafta 12gr/kg alkolün verildiği ratlarda; serum okside glutatyon/glutatayon oranı ve MDA düzeyleri kontrol gruplarına göre 8 hafta alkol alanlarda benzer, 18 hafta alanlarda artmış olduğu saptanmıştır. Buna rağmen 8. haftada karaciğer MDA düzeylerinin kontrol grubuna göre alkol alanlarda yüksek olduğu saptanmıştır Bulgular doku sonuçlarının serumdan daha erken ortaya çıktığı yönünde değerlendirilmiştir (29). 15

17 C ve E vitaminin birlikte etkilerinin değerlendirildiği bir başka çalışmada; safra ortak kanalı bağlanmıştır. Safra kanalının bağlanması ile hepatik ve ileal mukozada GSH düzeylerinin azaldığı, lipit peroksidasyon ürünlerinin arttığı saptanmıştır. C ve E vitamini verilmesi ile bu değişimlerin engellendiği görülmüştür (45). Asetaldehid in Rolü 1-Karaciğer glutatyonunu azaltmak 2-Lipid peroksidasyonunu arttırmak 3-Mitokondrial solunumu inhibe etmek 4-B6 vitamininin metabolizmasındaki değişiklikler 5-Mikrotübül yapı ve fonksiyonlarının bozulması (endo ve eksositoz) 6-Kollajen sentezinin artması 7-Protein-Asetaldehit ürünlerinin oluşumu Alkolün en önemli etkisi hepatositlerde yaptığı balonlaşmadır. Bu kısmen yağ metabolizması bozulmasına bağlıdır. Kısmen de asetaldehidin yapısal proteinlere bağlaması ile biriken mikrozomal protein, transferrin ve albümin gibi sekretuar proteinlerin retansiyonuna bağlıdır. Oluşan asetaldehit yüksek reaktivitiye sahip, doğrudan hepatosellüler hasar ve nekroza neden olabilecek bir maddedir. Ayrıca hücre içi proteinlere bağlanarak proteinlerin kullanımını ve transportunu etkiler (DNA, RNA, hemoglobin, kalmodulin, tubulin ve kollojene) (3,5). Bu bağlanma sonucu oluşan yeni yapı Malondialdehid-Asetaldehid Protein Oluşumu (MAA) karaciğer hasarı etyolojisinde antijenik determinant olarak rol alır (5). Gastrointestinal sistem içinde oral ve fekal bakteriler tarafından da oluşan asetaldehid, direkt mukozal hasar yapıcı etkisi yanında lokal ve sistemik DNA hasarına neden olması sonrası karsinojenik özellikler taşır (16). İmmunolojik Değişimler Polimorf nüveli lökositler alkolik hepatitde merkezi rol oynarlar. Hepatositlerin metabolize ettiği etanol ve oluşan ürünler (lipit peroksidasyon ürünleri, asetaldehid ve asetaldehid ile oluşmuş antijenik proteinler) nötrofiller için kemoatraktan özelliktedir. Bu kemotaktik faktörler ve alkol alımı ile artan endotoksinler, nötrofillerin aktivasyonuna neden olurlar (3). Endotoksinler; barsak florasındaki gram(-) bakterilerin duvar yapısındaki lipopolisakkaritlerden (LPS) kaynak alır. Alkol alınması ile barsak duvar geçirgenliğinin artması 16

18 endotoksemiye yol açar. Portal sistemle karaciğere gelen lipopolisakkaritler karaciğer kupffer hücrelerindeki LPS bağlayan proteine (CD14 reseptörü) bağlanarak endositozla hücre içine alınırlar (46,47). Hücre içine alınan LPS ler burada TNF-α ve IL-1β ın mrna sentezini arttırırlar (46). Aktif oksijen radikali ortamdaki myeloperoksidaz aktivitesi ile hipoklorik asit ve eikinozoidlerin oluşumuna neden olur. Ayrıca Oksidatif Strese Duyarlı Protein Kinaz (OSDPK) aktivasyonu sonrası NFκB oluşur. NFκB aktivasyonu ile proinflamatuvar sitokinler ( TGF-β1, TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-α, IL-12), PG-E2 ve PG-D gibi prostaglandinler sentez edilmeye başlar (43). Uzun süre alkol verilen farelerde azalmış vitamin E ve artmış lipit peroksidasyonu, Tromboxan-A2 ve PG-F sentezinin artmasına neden olur (48). PG-E2 sentezi perisantral zonda aralıklı olarak O 2 düzeylerini değiştirir. Bu hipoksi-reperfüzyon atakları sonrası SR oluşumunda artış gözlenir (49). Alkol alımının erken evrelerinde IL-10, IL-13 ve IL-4 gibi anti-inflamatuvar sitokinlerin yükselmesi, TNF-α, IL-1 etkilerini önlemekte ancak kronik alkol alımında bu anti-inflamatuvar sitokinlerin sentezi azalmaktadır (43,50). TGF-β1 ve IL-10 antijene bağımlı T hücre proliferasyonunu inhibe eder. TGF-β1 kollojen sentezini artırarak alkole bağlı karaciğer hastalığında fibrozise neden olur (50,51). IFN-α monosit ve makrofajlarda önemli sitokin modülatörüdür. TNF-α sentezini arttırırken, IL-10 sentezini azaltır. IL-12 inflamatuvar stimulusa, endotoksin ve IFN-α ya cevap olarak serumda artar. Anti-inflamatuvar etkili IL-10 ve IL-4 ün sentezini azaltır. Son zamanlarda bir gurup sitokin, kemotaktik etkilerinden dolayı kemokin adı altında tanımlanmaktadır. Kimileri nötrofil (IL-8, MIP-2), kimileride monosit ve T lenfositler için (MIP-1α, MCP-1) kemotaktiktir (43). Alkolik bireylerde IL-8 ve MIP-1α düzeyinin artmış olduğu ve bunun sonucunda nötrofilik infiltrasyonun arttığı görülmüştür (43,51). TNF-α alkolle oluşturulmuş karaciğer hasarında etkin role sahiptir. Etkisinini Tümör Nekrozis Faktör Reseptör-1 (TNFR-1) üzerinden gösterir. TNF-α ve diğer sitokinler alkol alımı sırasında steatozun oluşumuna katkıda bulunurlar. TNF-α direk etki ile periferdeki adipoz dokudan yağ asitlerinin salınımını ve hepatositlerde lipogenezi arttırıp; yağ asitlerinin B-oksidasyonunu inhibe eder. TNFR-1 blokajlı ratlarda AKH nın engellendiği görülmüştür (2,47,52).Yine TNF-α nın reseptörüne bağlanması ile kinazlar, proteazlar, sfingomyelinaz ve transkripsiyon faktör aktive olarak hücre apopitozuna neden olurlar. TNF-α, OSDPK aktivasyonunu başlatır. Bu döngü Jun N-terminal kinaz-1 aktivasyonu ile proto-onkogen olan c-jun ve Epidermal Growth Faktor gibi mutajenlerin proliferasyona katkıda bulunur. 17

19 TNF-α Kaspaz 3 ve 8 aktivasyonuna da neden olarak mitokontriyal membranlarda hasar yaratır. Bu olay pek çok mitokontriyal faktörün salınmasına ve apopitoza neden olur. TNF-α nın aktive ettiği sfingomyelinaz; mitokontriyal elektron akışını değiştirerek, oksidatif ürünlerinin daha da artmasına yol açar. TNF-α bağımlı artmış oksidatif stres ürünleri oksidan-sensitif transkripsiyon faktör NFκB yanında kısmen Adaptör Protein-1 gibi mitokontriyi apopitozdan koruyan; survival faktörler; Bfl-1, Bcl-x L proteini ve Mn-SOD enzim sentezini arttırır (53,54). Alkol alımı ile kandaki lenfosit hücre sayısının azaldığı görülmüştür. Akut alkol alımının timositer lenfositlerde ve mononüklear hücrelerde apopitozise neden olduğu, bu nedenle alkoliklerde geçikmiş tip aşırı duyarlılık reksiyonlarında ve immun yanıtta defekt oluştuğu saptanmıştır. HIV ve mikobakteriyel enfeksiyonlara yatkınlığın arttığı, NK hücrelerinin virus infeksiyonunu engelleme ve antitümör aktivitesinde azalma olduğu gözlenmiştir. Ayrıca artmış antijenik uyarım ve defektif B hücre aktivasyonu sonrası ımmunglobulin düzeyleri artmış olarak bulunmuştur (51). Yapılan çalışmalarda ratlara verilen yüksek yağlı diyet ve etanolün 16 haftada stellat hücrelerde fibroproliferatif aktivasyonu başlattığı, kollejen ve TGFβ-1 DNA ekspresyonunu arttırdığı gözlenmiştir. Lipit peroksidasyon ürünleri ile asetaldehidin direk olarak kollejen sentezini, fibroblast ve stellat hücre gen ekspresyonunu arttırdığı gösterilmiştir (30). Hipoksi Lipid peroksidasyonu hücre ve organel duvar yapısını bozar. Hücrenin iyon içeriğini ve Ca 2+ dağılımı değiştirir. Asetaldehide bağlı oluşan yeni protein yapılar, hiperlipidemi ve iyon dağılımı hücresel sişmeye neden olur. Şişen hücreler muhtemelen normal fonksiyon gösteremezler. Osmotik güç nedeniyle hepatositler şiştiği zaman intrasellüler Ca, inositol trifosfat (IP3) ve siklik adenozin monofosfat (camp) konsantrasyonları artar. Ca 2+ hücre içinde artınca OSDPK döngüsü ve NFκB aktivasyonu gerçekleşir. NFκB inflamatuar yanıtta etkin rol alıp proinflamatuvar sitokinlerin sentezine neden olur (2). Hücre şişmesi, lobül içindeki periportal ve perivenüler oksijen basınç gradientini etkiler. Hepatositlerin şişmesiyle sinüzoidal kan akımı ve sentrilobuler zondaki hepatositlerin oksijenasyonu bozulur. Bu zon CYP2E1 aktivitesinin en yoğun olduğu alandır (18). Hipoksinin aralıklı olarak venöz akımın arttırılması ile çözülmeye çalışılması (reperfuzyon), solunum zincirindeki elektron kaçışlarının artmasına neden olur. Olay oksidatif ürünlerin artması ile sonuçlanır. Lipopolisakkarit stimulasyonu da intrasellüler Ca 2+ ve NFκB 18

20 artışına neden olur. Hipoksi hipermetabolik durumu arttırır. Buna karşın alkolün sağladığı kalori nedeni ile glikojen kullanımı, oksidatif zincir aktivitesi, hatta glikoliz aktivitesi azalmıştır. Bazı çalışmalarda Ca 2+ kanal blokerleri ve antitiroid ilaçların kupffer hücre aktivasyonunu azalttığı gösterilmiştir (19). Malnütrisyon Beslenme bozukluğu alkolik siroz oluşumuna önemli katkılarda bulunur. Fakat alkolik siroz iyi beslenen kişilerde de gelişebilmektedir. Buna karşın malnütrisyonun pek çok formunda siroz gelişmez. Alkolün hepatotoksik etkilerine karşı bireylerin hassasiyeti oldukça önemlidir. Protein ve kalori alımı, ADH ile CYP2E1 aktivitesini etkiler. Selenyum ve sülfür içeren aminoasit ayrıca α-tokoferol alımı, alkolik karaciğer hasarında engelleyici etki gösterir. Obezlerde, diabetiklerde, intestinal by-pass yapılanlarda veya geniş intestinal rezeksiyonlu bireylerde nutrisyonel anormallikler bulunabilir (3). Alkol alınması periferde insulin direncine ve glukoza bağlı insulin salınımının azalmasına neden olur. İnsulin direnci, vücut yağ dağılımını değiştirir ve glukoneogenezi azaltır (19). Diyabetiklerde artmış insulinin yağ asitlerinin oksidasyonunu azaltması ile hücresel yağlanma olur. Alkole bağlı olmayan karaciğer yağlanmasıda benzer şekilde fibrozisle sonuçlanır. Diyabet; bireylerde inflamasyon yanıtını da düşünürsek, kronik karaciğer hastalığı ve HCC için artmış risk faktörüdür (55). Alkol direk olarak lipositlerde kollojen depolarının artmasına neden olur. Uzun süre alkol kullanılmı ile lipositlerin kollejen sentez eden myofibroblast benzeri hücrelere transforme olduğu saptanmıştır. Alkol kullananlarda antilipidemik tedavilerin kullanılmasının gelecekte iyi sonuçlar ortaya koyacağı belirtilmiş ve soya yağı çalışması ile bu desteklenmiştir (56). Alkolün bir gramı yaklaşık 7 kalori olduğu için 100 gr/gün alkol kullanan birey günlük kalorisinin 1/3 ünü alkol ile almaktadır. Beslenme yetersizliği olan alkoliklerde ise esansiyel aminoasit ve vitamin eksikliğine sık rastlanır. Periferik dokularda (yağ ve kas) ve karaciğerde sitokinlerin, bilhassa TNF-α nın etkisinden dolayı katabolizma artmıştır. Çeşitli nedenlerle alkoliklerde intestinal protein emilimi azalabilir buna karşın üriner nitrojen atılımı artabilir. Bu durum hipoproteinemi tablosuna neden olur (2,19). Viral Hepatitler Hepatit B Virusu (HBV) ve Hepatit C virusu (HCV) serolojik göstergelerinin pozitifliği; alkolik hastalarda, karaciğer hastalığı olsun yada olmasın genel populasyona oranla daha sık bulunur. Akut HBV infeksiyonu alkolik karaciğer hastalığı olan hastalarda 19

21 daha ciddi seyreder. Karaciğer hastalığı olan alkoliklerde, HCV (+) ve (-) olanlarda farklı histolojik özelliklerin bulunduğu rapor etmiştir (3). Kronik alkol kullanımı HCV enfeksiyonu sıklığını ve hastalık progresyonunu arttırır. Bu bulgular, alkol kullanımının immun cevabı ve monositlerin T hücrelerine antijen sunumunu engelleyerek, virusun klirensini azalttığını düşündürmektedir. Alkolle beslenen farelerde HCV kore epitoplarına karşı, T helper-tip I ve sitotoksik T hücre yanıtının suprese olduğu gösterilmiştir (57,58). HCV enfeksiyonu ile birlikte AKH bulunması, histolojik durumun daha da hızlı kötüleşmesine ve yaşam süresinin daha da kısalmasına neden olur (25). Hepatosellüler kanser gelişiminin, alkolle birlikte HBV ve HCV varlığında daha erken yaş ve sıklıkta olduğu belirtilmektedir. HCC oluşumu yalnız HBV bulunana karşın; Alkol + HBV bulunanalarda 10 yıl daha erken görüldüğü gösterilmiştir. HBV ve alkolün uzun süreli kullanımı ile olası (80 gr/gün 10 yıldan fazla kullanılması) HCC gelişimi 5 kat artmaktadır. Artmış onkojenik etki oksidatif stres, bozuk antioksidan savunma, DNA metilasyonu, azalmış immun yanıt (Naturel killer T hücre yanıtı) ve genetik yatkınlıkla açıklanmaktadır (17). Yapılan bir başka çalışmada, alkol kullananlarda artmış doku demiri ve HCV pozitifliği; hepatosit proliferasyonu, apopitozis ve oksidatif DNA hasarı ile ilişkilendirilmiştir (59). ALKOLİK KARACİĞER HASTALIĞINDA KLİNİK Alkolik yağlı karaciğer sıklıkla asemptomatik hepatomegali ile kendini gösterir. Hepatomegaliye bağlı sağ üst kadranda hassasiyet ve bulantı görülebilir (3). Alkolik steatozda anoreksi, bulantı, halsizlik, karın ağrısı, kilo kaybı, ateş bulunabilir. Bu bulguların serumda artan sitokin ve kemokinlere bağlı olduğu düşünülmektedir (51). Fulminant alkolik steatohepatitte fizik muayenede hepatomegali, karaciğerde hassasiyet, splenomegali, belirgin abdominal venler, asit, sarılık, kanama, palmar eritem, spider anjiom, parotis bezlerinin büyümesi, jinekomasti, testiküler atrofi ve hepatik ensefalopati bulguları görülebilir (3,24). Nadiren alkolik yağlı karaciğerde akut sağ üst kadran ağrısı, hassasiyeti, ateş, lökositoz ve kolestatik tablo oluşabilir. Bu olguların bir kısmı gereksiz kolesistektomiye gidebilir. Bu da postoperatif komplikasyonlar açısından tehlikelidir. Alkolik yağlı karaciğerin diğer bir komplikasyonu Zieve sendromudur. Bu sendrom hiperlipidemi, hemolitik anemi, sarılık ve karın ağrısı ile karakterizedir. Alkolik hepatitli diğer hastalar karaciğer yetersizliği bulguları; sarılık, varis kanaması, asit, azotemi, hepatik ensefalopati ile karşımıza gelebilir ve bunlarda progresyon hızlıdır (3). 20

22 Alkolik hepatitte erken mortalite oranı spontan hepatik ensefalopatili hastalarda daha da yüksektir (%59). Şiddetli sarılık, ensefalopati, renal yetersizlik, asit, özofageal varis kanamaları olan hastalarda prognoz kötüdür. K vitamini tedavisine rağmen kontrole göre 4 sn nin üzerinde PTZ uzaması, total bilirübin seviyesinin 5 gr/dl nin üzerine çıkması, hospitalizasyonun ilk 10 gününde kreatinin seviyesinin 0.6 mg/dl den daha fazla artması gibi bazı laboratuvar testleri önemli prognostik göstergelerdir. The Maddrey Diskriminant Function; protrombin zamanı ve bilirübin seviyesi ile hesaplanır [ 4.6x (PTZ- kontrol PTZ) + Total bilirübin]. 32 den daha büyük skor kötü prognozu gösterir (60). Karaciğer biyopsisinde karaciğer fibrozisinin derecesi prognostik bir faktördür. Az miktarda fibroziste, 5 yıllık survi %72 iken, ciddi fibroziste %48 dir. Hepatik inflamasyonun yayılımı ve sirozun bulunması önemli prognostik faktördür (3). Sirotik hastaların %10-40 ı asemptomatik olabilir. Bu tür vakalar laparatomi veya otopside fark edilirler. Başlangıç semptomları anoreksi, kas atrofisi, halsizlik iken sonraları hepatosellüler yetersizlik ve portal hipertansiyon bulguları ortaya çıkar. Alkolik sirozun klinik bulguları genellikle diğer sebeplerle gelişen sirozlara benzer. Portal hipertansiyon ve hepatosellüler disfonksiyonun klinik olarak ortaya çıkmasıyla; ilerleyici sarılık, gastroözofageal varis kanaması, asit ve ensefalopati görülebilir. Sirozlu hastalarda karaciğer boyutları artmış, normal veya azalmış olabilir. Sık görülen diğer bulgular; palmar eritem, dupuytren kontraktürü, spider anjiom, parotid ve lakrimal bezlerde büyüme, çomak parmak, splenomegali, kas kaybı, periferik ödem, asit, erkeklerde vücut kıllarında azalma, jinekomasti, testiküler atrofi gelişmesidir. Kadınlarda bazen virilizasyon ve menstrüel bozukluklar görülebilir (25). Alkolik sirozun komplikasyonları; asit, spontan bakteriyal peritonit (SBP), hepatorenal sendrom, hepatik ensefalopati, HCC, özofageal ve gastrik varislerden kanamadır. Daha az görülen kanama nedenleri ise portal hipertansiyonun sebep olduğu konjestif gastropati ve ektopik varislerdir (3). ALKOLİK KARACİĞER HASTALIĞINDA LABORATUVAR Yağlı karaciğerde laboratuvar bulguları normale yakınken, ağır alkolik hepatitte önemli değişiklikler görülmektedir Olguların %50-70 inde anemi görülebilir. Anemi etanolün kemik iliği üzerine direkt toksik etkisi, B6 vitamininin metabolizmasının bozulması, folik asit eksikliği, kan kaybına bağlı Fe eksikliği, hipersplenizmin neden olduğu sekestrasyon ve hemoliz ile oluşabilir. Morfolojik olarak mikrositik, normositik, makrositik anemi görülebilir. 21

23 Kemik iliğinde sideroblastlar, olguların %25-75 inde ise lökositoz bulunabilir. Buna karşın lökopeni ve trombositopeni %10-15 olguda saptanmaktadır. Serum AST, ALT, GGT aktiviteleri çoğunlukla anormaldir. Vakaların %80 inde, AST/ALT oranı 2/1 üstünde ve ALP artmıştır (10). Hepatosit zedelenmesi yada hücre zarı geçirgenliğinin arttığı durumlarda enzimler yüksek miktarda kanda tespit edilebilir. Akut karaciğer hasarında ALT, AST genellikle parelel olarak yükselir. AST/ALT oranının 2/1 den yüksek olması AKH nı düşündürürken; oranın 3/1 olması olasılığı iyice arttırır. Kronik alkolizmde ALT düzeyinin düşüklüğü enzim için kofaktör olan piridoksal fosfat eksikliğine bağlıdır (61). Yapılan çalışmalarda TNF-R1 bulunmayan farelere oranla vahşi (TNF-R1 bulunan) farelerde, 4 haftalık alkol verilmesi sonras ALT düzeyinin 3 kat arttığı saptanmıştır (2,52). Genetik olarak obez olan ratlara 4 gr/kg dozunda oral verilen alkol sonrasında ALT düzeylerinin serum fizyolojik alanlara oranla 2 kat arttığı gösterilmiştir (54). Bir başka çalışmada 4 hafta alkol verilen (6gr/kg/gün) ratlarda ölçülen ALT ve AST değerlerinin kontrol grubuna göre 2 kat arttığı saptanmıştır. Ancak GGT ve ALP değerlerindede artış olmasına rağmen bu artışlarda anlamlılık tespit edilememiştir (7). Yüksek GGT/ALP oranı AKH nı düşündürür. Vakaların %90 ında değişen oranda serum bilüribini artmış, genellikle albümin azalmış ve PTZ uzamıştır. Serum Tip III NH 2 - terminal prokollajen peptit seviyesinin (prokollajenin kollajene dönüştüğü zaman salınan bir peptit) alkolik hepatitlerde yükseldiği bulunmuştur. Bu peptidin düzeyi karaciğer nekrozunun yayılımı, fibrozisin derecesi ve inflamasyonla koraledir. Elektrolit anormallikleri de AKH da sıktır. Bu anormallikler diyet alımının azalması, kusma ve diareye bağlı hiponatremi, hipokalemi, idrarla kayıp ve respiratuar alkaloz sonucu oluşan hipomagnezemidir. Hipofosfatemide sık görülüp olguların yarısında inkomplet renal tübüler asidozis bulunur (3). Ensefalopatide kan amonyak düzeyi, hepatorenal sendromda üre ve kreatinin düzeyleri yükselir. Glukoz intoleransı ve endojen insulin direnci bulunsada klinik diyabet yaygın değildir (25). ALKOLİK KARACİĞER HASTALIĞINDA PATOLOJİ Alkol karaciğerde değişik patolojik tablolara neden olabilir. Bunlar; steatoz, alkolik hepatit ve fibrozistir. Tüm alkolik hastalar bir arada değerlendirildiğinde, % ünde yağlı karaciğer, %10-35 inde alkolik hepatit, %10-20 sinde siroz gelişebilmektedir. Alkolik yağlı karaciğer; karaciğer hücrelerinde büyük yağ damlalarının toplanmasıyla karakterize, 22