OT ST K BOZUKLU U OLAN ÇOCUKLARDA ANT OKS DAN ENZ MLER N VE BUNLARLA LG L ESER ELEMENTLER N ARAfiTIRILMASI

Transkript

1 OT ST K BOZUKLU U OLAN ÇOCUKLARDA ANT OKS DAN ENZ MLER N VE BUNLARLA LG L ESER ELEMENTLER N ARAfiTIRILMASI Özgür Yorb k*, Ahmet Sayal**, Cemal Akay***, Teoman Söhmen**** ÖZET Amaç: Bu çal flmada otistik bozuklu u olan çocuklar n plazmalar nda glutatyon peroksidaz (GSH-Px), selenyum (Se), çinko (Zn), mangan (Mn), bak r (Cu); eritrositlerinde süperoksid dismutaz (SOD), GSH-Px, Se, Zn, Mn düzeylerinin araflt r lmas ve normal çocuklarla karfl laflt r lmas amaçland. Yöntem: Araflt rma grubunu, DSM-IV tan ölçütlerine göre otistik bozukluk tan s konan 4-12 yafl grubu 45 çocuk (39 erkek, 6 k z) oluflturdu. Kontrol grubu olarak da herhangi bir t bbi hastal olmayan 4-12 yafl grubu 41 çocuk (35 erkek, 6 k z) seçildi. Eritrositlerde SOD, eritrosit ve plazmada GSH-Px ölçümleri spektrofotometrik olarak; eritrositlerdeki ve plazmadaki bak r, çinko, selenyum ve mangan ölçümleri ise atomik absorbsiyon spektrofotometresi kullan larak yap ld. Sonuç: Araflt rma grubundaki otistik bozuklu u olan çocuklarda normal çocuklara göre eritrosit SOD ile eritrosit ve plazma GSH-Px etkinli inde, eritrosit ve plazma selenyum, çinko ve mangan düzeylerinde istatiksel olarak anlaml bir azalman n oldu u bulundu. Otistik bozuklu u olan çocuklar n plazma bak r düzeylerinde ise kontrol grubundaki normal çocuklara göre anlaml bir art fl n oldu u saptand. Tart flma: Bu sonuçlar otistik bozuklukta, normal çocuklara göre antioksidan enzim savunma sistemi ifllevlerinde azalman n oldu unu ve bu nedenle biriken serbest radikallere ba l olarak beyin dokusunda örselenmenin olabilece ini düflündürmektedir. Otistik çocuklarda plazmadaki ve eritrositlerdeki düflük düzeydeki eser elementlerin SOD ve GSH-Px ifllevlerinde azalmaya neden oldu u ileri sürülebilir. Yapt m z çal flmada söz konusu olan bu durum, plazma bak r için geçerli bulunmam flt r. Anahtar Sözcükler: Otistik bozukluk, antioksidan enzimler, eser elementler. SUMMARY: INVESTIGATION OF ANTIOXIDANT ENZYMES AND RELATED TRACE ELEMENTS IN THE CHILDREN WITH AUTISTIC DISORDER Objective: The plasma levels of glutathion peroxidase (GSH-Px), Se, Zn, Mn, Cu and superoxide dismutase (SOD), GSH-Px, Se, Zn, Mn in the erythrocyte were investigated in the children with autistic disorder and compared with normals in this study. Method: The study group were consisted of 45 children (39 boys, 6 girls), age range between 4 and 12 years, and met DSM IV criteria for autistic disorder. The control group were consisted of 41 children (35 boys, 6 girls), age range between 4 and 12 years, and had no history of any medical diseases and psychiatric disorders. Levels of erytrocyte SOD, erythrocyte and plasma GSH-Px were performed spectrophotometrically, erythrocyte and plasma zinc, selenium, manganese, and plasma copper were measured with atomic absobtion spectrophotometry. Results: Activity of erytrocyte SOD, erythrocyte and plasma GSH-Px, erythrocyte and plasma selenium, zinc and manganese levels in the cihldren with autistic disorder were significiantly lower than normals. Plasma copper levels of children with autistic disorder were significiantly higher than normals. Conclusion: These results assumed that children with autism have low levels of activity of antioxidant enzyme systems, for that reason the accumulation of the free radicals could damage brain tissue. It was suggested that low levels of plasma and erythrocyte trace elements may cause low activity levels of SOD and GSH-Px in the children with autistic disorder. This suggestion was not valid for plasma copper. Key words: Autistic disorder, antioxidant enzymes, trace elements. G R fi Serbest radikaller çiftleflmemifl elektronlar olan * Uzm. Dr., GATA Çocuk Ruh Sa l ve Hastal klar Anabilim Dal., Ankara. ** Doç. Dr., GATA Toksikoloji Bilim Dal, Ankara. *** Dr., GATA Toksikoloji Bilim Dal, Ankara. **** Prof. Dr., GATA Çocuk Ruh Sa l ve Hastal klar Anabilim Dal., Ankara. kimyasal parçalard r (Cheeseman ve Slatter 1993). Serbest radikaller güçlü oksidan ajanlard r (Tüzün 1994, Mahadik ve Mukherjee 1996). Hücrelerde serbest radikallerin zararl etkilerine karfl savunmalar gelifltirilmifltir. Bunlar antioksidan savunmalar olarak bilinmektedir; rol oyna- Çocuk ve Gençlik Ruh Sa l Dergisi : 7(3)

2 YORBIK VE ARK. d klar iki ana alan serbest radikallerin meydana gelmesini önlemek ve meydana gelmifl olanlar durdurmakt r (Cheeseman ve Slatter 1993). Bu sistem enzimatik ve enzimatik olmayan bileflenleri içerir. Süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GSH-Px), hidrojen peroksidaz katalaz (CAT) serbest radikalleri ortadan kald ran enzimlerdir. Enzimatik olmayan bafll ca antioksidan moleküller flunlard r: glutatyon, alfa-tokoferol (vitamin E), askorbik asit (vitamin C), betakaroten, ürik asitten meydana gelin ürat, sülfidril içeren proteinler, glutatyon (GSH) gibi peptitler ve koenzim Q (Mahadik ve Mukherjee 1996, Reddy ve Yao 1996). Antioksidan enzim sistemi ifllevlerinin aksamas sonucunda hücre zarlar n n yap s nda bozulma, hücre zar ak flkanl nda ve geçirgenli inde de- iflme, reseptör ifllevinde ve sinyal iletiminde bozulma, proteinlerde oksidatif de ifliklikler ile biyolojik etkinliklerinin inaktivasyonu, enzim modifikasyonu, nöronal geliflimde ve hücre farkl laflmas nda bozulma, gen ekspresyonunda de- iflme, mutajenite ve sitotoksisite meydana gelebilece i ileri sürülmektedir (Cheeseman ve Slatter 1993, Mahadik ve Mukherjee 1996, Mukherjee ve ark 1996, Reddy ve Yao 1996). Serbest radikallerin birikimi merkezi sinir sisteminde (MSS) yap sal ve ifllevsel de ifliklikler meydana getirebilir, bu flekilde nöropsikiyatrik bozukluklar n etyolojisinde rol oynayabilir. Bu görüfller fl nda; bu çal flman n amac ; Gülhane Askeri T p Akademisi ve Askeri T p Fakültesi ile Hacettepe ve Ankara Üniversitelerinin T p Fakülteleri Çocuk ve Ergen Ruh Sa l ve Hastal klar Anabilim Dallar na baflvuran ve DSM-IV tan ölçütlerine uygun olarak otistik bozukluk tan s konulan çocuklar n plazma GSH-Px aktivitesinin ve Se, Zn, Mn, Cu düzeylerinin; eritrosit SOD, GSH-Px aktivitelerinin ve Se, Zn, Mn düzeylerinin araflt r lmas d r. Bu amaca yönelik varsay mlar flunlard r: (1) Otistik bozuklukta SOD ve GSH-Px antioksidan enzim aktiviteleri düflüktür. Antioksidan enzim ifllevlerinin aksamas sonucunda, baflta hidroksil (*OH) radikali olmak üzere, serbest radikaller MSS de birikir ve beyin hücrelerinin geliflimini, yap s n, ifllevini bozar (2) Otistik bozuklukta SOD ve GSH-Px enzimlerinin yap s na giren eser elementlerin serum ve eritrositte ölçülen miktarlar düflüktür. Bu nedenle antioksidan enzim sistemi ifllevlerinde yetersizlik sözkonusudur. YÖNTEM Bu çal flmadaki araflt rma grubunu Ekim 1997 ile fiubat 1999 aylar aras nda Gülhane Askeri T p Akademisi ve Askeri T p Fakültesi, Ankara Üniversitesi T p Fakültesi ile Hacettepe Üniversitesi T p Fakültesi Çocuk ve Ergen Ruh Sa l ve Hastal klar Anabilim Dallar na anne ya da babalar taraf ndan getirilen ve DSM-IV tan ölçütlerine göre otistik bozukluk tan s konan 4-12 yafl grubu 46 (40 erkek, 6 k z) çocuk oluflturdu. Ancak otistik erkek çocuklardan birisi ilaç kulland - için çal flmadan ç kar ld. Bu nedenle çal flma grubu 45 (39 erkek, 6 k z) otistik çouktan meydana geldi. Kontrol grubu olarak da Gülhane Askeri T p Akademisi ve Askeri T p Fakültesi Çocuk Sa l ve Hastal klar Anabilim Dal na afl nedeni ile gelen ve herhangi bir t bbi hastal k öyküsü olmayan 41 (35 erkek 6 k z) normal çocuk seçildi. Araflt rma ve kontrol grubuna epilepsisi, ciddi kafa travmas ya da psikotik bir atak geçirme öyküsü, endokrin, metabolik ve di er sistemik ya da önemli di er t bbi hastal olan çocuklar ve son bir ayd r herhangi bir ilaç kullanm fl olan çocuklar al nmad. Araflt rma ve kontrol grubuna kat lan çocuklar n anne ve/veya babalar na çal flma hakk nda bilgi verildi ve çocuklar n n çal flmaya kat lmas konusunda kendilerinden izin al nd. Bölümümüz taraf ndan haz rlanan sosyodemografik bilgi formu ile araflt rma ve kontrol grubuna al nan çocuklar n sosyodemografik özellikleri araflt r ld. Bu formlar anne ya da babadan al - nan bilgiler do rultusunda dolduruldu. Araflt rma ve kontrol grubunu oluflturan çocuklardan sabah saat 9 ile 10 aras nda, aç karn na iken, tripotasyum etilendiamintetraasetik asit (EDTA) li tüplere 10 ml kan al nd. Kan örnekleri GATA Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dal 174

3 Otistik Bozuklukta Antioksidan Enzimler Laboratuvarlar nda incelendi. Al nan kan örnekleri derhal 4 C de 4000 rpm de 6 dakika süre ile santrifüj edildi. Plazma k sm al narak befl bölüme ayr ld. Polipropilen tüplerde 25 C de analiz yap l ncaya kadar sakland. Geride kalan flekilli elemanlar üzerine hacmin üç kat kadar %0.9 luk NaCl solüsyonu eklenerek hafifçe ters yüz edildi. 4 C de 6 dakika santrifüj edilerek üstteki süpernatan at ld. Bu ifllem iki defa daha tekrar edildi. Daha sonra 1 ml eritrosit al narak üzerine 4 ml so uk distile su konuldu. Vortekslenerek lize edildi. 4 C de 10 dakika tutuldu. Ard ndan 4 C de 30 dakika santrifüj edilerek eritrosit kabuklar n n ayr lmas sa land. Sonra örnekler befl parçaya ayr larak polipropilen tüplerde 25 C de analiz edilene kadar sakland. Eritrositlerde Cu, Zn, SOD, eritrosit ve plazmada GSH- Px ölçümleri spektrofotometrik olarak yap ld. Eritrosit ve plazmada Cu ve Zn ölçümleri alevli atomik absorpsiyon spektrofotometresi, eritrosit ve plazmada Se ve Mn ölçümleri ise grafit f r nl atomik absorpsiyon spektrofotometresi kullan - larak yap ld. Verilerin istatistiksel analizi, SPSS (Statistical Package for Soc al Sciences, for Windows Release 7.0.4, SPSS Inc., 1998) paket program ile yap ld. Nonparametrik verilerin de erlendirilmesinde ki-kare testi kullan ld. Pearson ki-kare de- erine göre anlaml l k düzeyleri belirlendi. Parametrik veriler için t testi uyguland. Testlerde istatistiksel anlaml l k düzeyi 0.05 olarak al nd. BULGULAR Araflt rma grubu ile kontrol grubunun cinsiyet ve yafl ortalamalar aras nda istatistiksel olarak anlaml bir farkl l k yoktu (Tablo 1). Araflt rma grubundaki çocuklar n eritrosit SOD etkinlik de erleri, eritrosit ve plazma GSH-Px etkinlik de erleri kontrol grubuna göre istatiksel olarak anlaml düzeyde düflük olarak saptand (p<.05) (Tablo 2) Araflt rma grubundaki çocuklar n eritrosit Se, Zn, Mn ve plazma Se, Zn, Mn düzeylerinin kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlaml düzeyde düflük oldu u görüldü (p<.05). Plazma bak r düzeyleri ise araflt rma grubundaki çocuklarda kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlaml düzeyde yüksek bulundu (p<.05) (Tablo 2) TARTIfiMA ve SONUÇ Antioksidan enzim sistemleri, flizofreni (Mukherjee ve ark. 1996), Alzheimer hastal (Papolla ve ark. 1998), Down sendromu (Pastor ve ark. 1998), Parkinson hastal (Cassarino ve ark. 1997) gibi bir çok klinik tabloda araflt r lmas na karfl n otistik bozuklukta bu alanda yap lm fl çal flma yoktur. Bu çal flmada otistik bozuklukta antioksidan enzimler ve bunlarla ilgili eser elementlerin araflt r lmas amaçlanm flt r. Bu çal flmadaki varsay mlar flunlard r: (1) Otistik bozuklukta SOD ve GSH-Px antioksidan enzim aktiviteleri düflüktür. Antioksidan enzim ifllevlerinin aksamas sonucunda, baflta hidroksil ( OH) radikali olmak üzere, serbest radikaller MSS de birikir ve beyin hücrelerinin geliflimini, yap s n, ifllevini bozar. (2) Otistik bozuklukta SOD ve GSH-Px enzimlerinin yap s na giren eser elementlerin serum ve eritrositte ölçülen miktarlar düflüktür. Bu nedenle antioksidan enzim sistemi Tablo 1: Araflt rma ve Kontrol Grubundaki Çocuklar n Cinsiyet ve Yafl Özellikleri Araflt rma Grubu (n=45) Kontrol Grubu (n=41) Cinsiyet Erkek (n=39) K z (n=6) Erkek (n=35) K z (n=6) Yafl 6.0± ± ± ± ± ±

4 YORBIK VE ARK. Tablo 2: Araflt rma ve Kontrol Grubuna liflkin Eritrosit SOD, GSH-Px, Se, Zn, Mn; Plazma GSH-Px, Se, Cu, Zn, Mn Düzeyleri*. Araflt rma Grubu (n=45) Kontrol Grubu (n=41) Parametre Ortalama Standart sapma Standart hata Ortalama Standart sapma Standart hata E-SOD (U/gr Hb) 723,78 90,03 13,42 993,17 118,31 18,48 E-GSH-Px (U/g Hb) 28, ,39 38,01 5,03 0,78 P-GSH-Px (U/ml) ,04 0,01 0,39 0,08 0,01 E-Se 294,33 26,03 3,88 401,83 31,72 4,95 P-Se 72,74 8,33 1,24 96,13 8,24 1,29 E-Zn (µg/ml) ,06 0,16 12,79 1,22 0,19 P-Zn (µg/ml) 0,85 0,11 0,02 1,10 0,10 0,02 E-Mn 8,21 1,39 0,21 12,26 1,62 0,25 P-Mn 1,73 0,55 0,08 3,27 0,72 0,11 P-Cu (µg/ml) 1,53 0,10 0,01 1,22 0,10 0,02 * Bütün parametreler istatistiksel olarak anlaml d r (p<.05). E-SOD: Eritrosit süperoksit dismutaz etkinli i; E-GSH-Px: Eritrosit glutatyon peroksidaz etkinli i; P-GSH-Px: Plazma glutatyon peroksidaz etkinli i; E-Se: Eritrosit selenyum düzeyi; P-Se: Plazma selenyum düzeyi; E-Zn: Eritrosit çinko düzeyi; P-Zn: Plazma çinko düzeyi; E-Mn: Eritrosit mangan düzeyi; P-Mn: Plazma mangan düzeyi; P-Cu: Plazma bak r düzeyi. ifllevlerinde yetersizlik sözkonusudur. Çal flma sonucunda otistik bozuklu u olan çocuklar eritrositlerde ve plazmada GSH-Px etkinli i azalm fl olarak bulunmufltur. Bu durum, hidrojen peroksidin (H 2 O 2 )ortadan kald r lmas ndaki yetersizli e ve *OH radikalinin artm fl üretimine iflaret etmektedir. Otistik bozuklu u olan araflt rma grubu çocuklar nda eritrosit SOD etkinli inde azalman n oldu- u saptanm flt r. Bu durum, süperoksid radikalinin (O 2 ) ortadan kald r lmas ndaki yetersizli i, OH radikallerinin artm fl üretimini ve oksidatif örselenmeye karfl ilk s radaki savunman n bozuldu unu ve bunlar n sonunda lipit peroksidasyonunun artt n göstermektedir. Bu bulgular otistik bozuklukta antioksidan savunma sisteminde önemli ifllevleri olan SOD ve GSH-Px enzim etkinliklerinin yetersizli i sonucunda oksiradikallerin birikti ini ve zarar verici etkilerinin olabilece ini düflündürmektedir. Bu bulgular birinci varsay m m z desteklemektedir. Golse ve arkadafllar n n (1978) yapt klar bir çal flmada, geliflimsel infantil psikozda eritrositlerde süpeoksit dismutaz I ve glutatyon peroksidaz etkinliklerinin, plateletlerde ise yaln zca süperoksit dismutaz I etkinli inin anormal oldu u ileri sürülmüfltür. Eritrositlerdeki anormal enzim etkinlikleri bizim çal flmam z ile uyumludur. Di er taraftan otistik bozuklu u olan baz ço- 176

5 Otistik Bozuklukta Antioksidan Enzimler cuklarda plazma serotonininin, beyin omurilik s v s nda (BOS) dopaminin metaboliti olan homovalinik asitin (HVA) artt bildirilmektedir (Kaplan ve Sadock 1998). Otistik bozuklukta da flizofrenide ileri sürüldü ü gibi (Mahadik ve Mukherjee 1996) katekolamin metabolizmas art fl n n bir sonucu olarak oksiradikal üretiminde art fl olabilir. Antioksidan enzim aktiviteleri normal olsa bile oksiradikal üretimindeki afl r l k ve serbest radikallerin birikmesi sonucunda hücre yap s na ve ifllevlerine zarar verici etkiler olabilir (Reddy ve Yao 1996). Otistik bozuklukta katekolamin metabolizmas n n art fl da oksiradikallerin neden oldu u zedelenmeyi kolaylaflt rabilir. Bucman ve arkadafllar (1987, 1990) GSH-Px enzim düzeylerindeki azalman n negatif belirtili flizofrenide beyin hasar öyküsü olanlarda ortaya ç kt n bildirmifllerdir. Negatif belirtili flizofreni ile otistik bozukluk aras nda klinik yönden benzerlikler vard r. Bucman ve arkadafllar (1990) genetik olarak belirlenen GSH-Px düzeylerinin azalmas n n hücrenin örselenebilirli ini kolaylaflt ran bir etken oldu unu ileri sürmüfllerdir. Bu durum negatif belirtili flizofreniye benzer bir klinik tablosu olan otistik bozuklukta da düflünülebilir. Otistik bozuklu un meydana gelmesinde, gebelikteki, do um s ras ndaki, do um öncesindeki ve sonras ndaki etmenlerin önemli olabilece i bildirilmektedir (Lord ve ark. 1991) Pre-eklampsisi olan gebelerin plesantalar nda lipit peroksit düzeylerinin artt ve SOD aktivitelerinin azald bulunmufltur (Myatt ve ark. 1997). Bu durum pre-eklampsi hastalar nda gebelik ürünlerinin daha çok serbest radikallerle örselendi ini düflündürmektedir. Eritrosit SOD, plazma ve eritrosit GSH-Px aktiviteleri varsay m m zla uyumlu olarak düflük olarak bulunmufltur. Bu enzimlerin düflük etkinlikleri sonucunda biriken oksiradikaller flu alanlarda etkilerini göstererek otistik bozuklu un etyolojisinde önemli olabilir: (1) Hücrenin büyümesi, yaflamas ve ifllevinde oksiradikallerin ço unlukla patolojik rolleri üzerinde durulmakta ise de, önemli fizyolojik rolleri de vard r. Tüm dokular n geliflimi ve farkl laflmas nda O 2+ in kritik rolünün oldu u bilinmektedir. Ancak oksiradikallerin afl r miktarlarda birikmesi bu fizyolojik ifllevleri aksatabilir (Mahadik ve Mukherjee 1996). Yap lan otopsi çal flmalar nda, otistik bozuklukta, baflta serebellumda Purkinje hücreleri olmak üzere beyinin çeflitli bölgelerinde hücre kay plar oldu u bildirilmifltir (Kemper ve Bauman 1993). Serbest radikallerin sitotoksik etkilerinin olabilece i ileri sürülmektedir (Evans 1993, Reddy ve Yao 1996). Otistik bozuklukta bu hücrelerin kayb serbest radikaller ile örselenmeye ba l olabilir. Otistik bozuklu un geliflimin çok erken döneminde olufltu u varsay lmaktad r. Geliflimin erken dönemlerinde hasara u ram fl nöronal hücrelerin kayb n n nörogeliflimsel olaylar n sonucunu de- ifltirebilece i ileri sürülmektedir (Mahadik ve Mukherjee 1996). Bu durum otistik bozuklukta anormal nöronal ba lant örüntülerine neden olabilir. (2) Son y llarda otistik bozuklu un etyolojisinde genetik etmenlerin önemli oldu u varsay lmaktad r (Smalley ve ark. 1988, Steffenburg ve ark. 1989, Bolton ve ark. 1994, Ciaranello ve Ciaranello 1995). Serbest radikallerin birikiminin gen ekspresyonunda de iflmeye ve mutajeniteye neden olabilece i bildirilmektedir (Mahadik ve Mukherjee 1996, Mukherjee ve ark. 1996). (3) Yap lan manyetik rezonans görüntüleme (MRI) ve otopsi çal flmalar nda, flizofrenide oldu u gibi otistik bozuklu un etyolojisinde de geliflimin erken dönemlerinde nöronal hücrelerinin göçündeki bozukluklar n önemli olabilece i bildirilmifltir. (Kemper ve Bauman 1993, Kaplan ve Sadock 1998). Serbest radikallerin nöron hücrelerinin göçünde bozulmaya neden olduklar ileri sürülmektedir (Mahadik ve Mukherjee 1996). (4) Nöronal hücrelerin ifllevlerini yerine getirebilmesi için hücre zarlar ndaki lipit ve protein içeri inin, yap s n n, ak flkanl n n ve ifllevinin sa l kl olmas gereklidir (Alberts ve ark. 1994). Hücre zar ak flkanl ndaki küçük de iflikliklerin çeflitli hücre zar ifllevlerine önemli etkileri vard r. Özgül olarak, hücre zar ak flkanl ndaki 177

6 YORBIK VE ARK. de iflikliklerin, serotonin, norepinefrin, opiatlar ve dopamin dahil olmak üzere nörotransmitterlerin ve nörohormonlar n ba lanma affinitelerinin ve nörotransmisyonun düzenlenmesi ile ilgili oldu u ileri sürülmüfltür (Reddy ve Yao 1996). Otistik bozuklu un etyolojisinde opiatlar ve katekolaminlerin önemli olabilece i düflünülmektedir (Lake ve ark 1977, Panksepp 1979, Gillberg ve Svennerholm 1987, Sahley ve Panksepp 1987, Barthelemy ve ark. 1988, Akkök ve ark. 1995, Kaplan ve Sadock 1998, Leboyer ve ark. 1999). Hücre zarlar nda yo un olarak bulunan poliansatüre ya asitleri (PUFAs), serbest radikallerin oluflturdu u lipit peroksidasyonu sonucunda kolayca örselenebilir (Mukherjee ve ark. 1996). PUFAs n örselenmesi ile hücre zar ak flkanl - n n de iflti i ve ifllevinin bozuldu u ileri sürülmektedir (Reddy ve Yao 1996). Otistik bozuklukta, hücre zar n n yap s nda ve ifllevinde bozukluklar olabilir ve bu bozukluklardan serbest radikaller sorumlu olabilir. (5) Nöronlar n ifllevlerini yerine getirmesi sa l kl reseptör ve reseptör sonras olaylara ba l - d r. Serbest radikaller reseptör yap lar n ve ifllevlerini bozarak da otistik bozuklu un meydana gelmesine neden olabilir. (6) Serbest radikallerin di er bir etkisi de proteinlerde oksidatif de ifliklikler yaparak biyolojik etkinlikleri inaktive etmesi ve enzimlerde modifikasyon meydana getirmesidir (Mahadik ve Mukherjee 1996, Mukherjee ve ark. 1996). Otistik bozuklukta bilinen bir enzim anormalli i olmamakla birlikte geliflimin erken dönemlerinde geçici olarak meydana gelen bu etkiler ile beyin geliflimi, yap s ve iflleyifli de de iflebilir. (7) Otistik bozuklukta epileptik nöbetler %4-32 (Minshew 1991, Rossi ve ark. 1995), çeflitli EEG anormallikleri ise %10-83 aras nda görülmektedir (Minshew 1991, Kaplan ve Sadock 1998). Bu oranlar topluma göre önemli derecede yüksektir (Tuchman ve Rapin 1997). Epilepsinin genetik yatk nl ktan, nöropatolojik de iflikliklerden ve nöron hücrelerinde ve ba lant lar nda kimyasal de iflikliklerden kaynakland düflünülmektedir (Menkes 1990). Otistik bozuklukta serbest radikallerin birikimi afla daki nedenlerle epilepsi görülme oran n artt r yor olabilir: (a) Serbest radikaller nöronlar n yap s nda ve ifllevlerinde de- ifliklikler meydana getirmektedir Beyinde oluflan çeflitli morfolojik de iflikliklerin epilepsiye neden olabilece i ileri sürülmektedir. (b) Serebellumda, Purkinje hücrelerinin elektriksel aktivitesinin artmas ile nöbet süresinin azald bildirilmektedir. Purkinje hücrelerinin örselenmesi ile epileptik nöbetleri kontrol eden inhibitör sistemde aksamalar meydana gelmektedir. Bilindi- i gibi otistik bozuklukta Purkinje hürclereinde kay plar sözkonusudur. Purkinje hücrelerinin örselenmesinden serbest radikaller sorumlu olabilir. (c) Nörofizyolojik aç dan bak ld nda epilepsi, kortikal gri cevher ya da beyin sap ndaki hücrelerin ifllevlerinin aksamas sonucunda spontan elektriksel boflal mlar n meydana gelmesi, MSS ifllevinin de iflmesi olarak tan mlanabilir. Epilepsinin oluflumu s ras nda çeflitli iyonik de ifliklikler olmaktad r (Menkes 1990). Serbest radikaller hücre zar n n yap s na, ak flkanl - na, reseptörlerine ve tafl n m ifllevlerine zarar vererek nöron hücresindeki fizyolojik iyon dengesini bozabilir. Eritrositlerde araflt r lan antioksidan enzim aktivitelerinin merkezi sinir sistemindeki antioksidan enzim aktivitesini gösterip göstermedi i önemli bir konudur. Antioksidan enzim sisteminin temel etkinlikleri dokuya özgü flekilde de il, yap sal olarak düzenlenir ve oksidatif tondaki art fla sistemik olarak yan t bafllar (Allen 1991). Hayvan modellerinde fokal iskemik stroktan sonra hem eritrositlerdeki hem de beyindeki SOD etkinli inde art fl n oldu u gösterilmifltir (Kramer ve ark. 1987). Di er taraftan beyin, çeflitli biyokimyasal, fizyolojik ve anatomik nedenlerden dolay reaktif oksijen metabolitleri ile di- er organlara göre daha kolay örselenebilir. (Evans 1993, Mahadik ve Mukherjee 1996, Reddy ve Yao 1996). fiizofreni, Alzheimer hastal ve Parkinson hastal gibi di er bozukluklarda da antioksidan enzim sistemi ifllevlerinde aksakl klar n oldu u bildirilmifltir. (Evans 1993). Farkl klinik tablolar n etyolojisinde ayn patolojinin rol oynad n n ileri sürülmesi de tart fl lmas gereken bir konu- 178

7 Otistik Bozuklukta Antioksidan Enzimler dur. Beyindeki örselenmenin yeri ve ciddiyeti, oksidatif örselenmenin hangi geliflim döneminde meydana geldi i önemlidir. Di er taraftan serbest radikal üretimi ve antioksidan savunma sisteminin ifllevi aç s ndan MSS nin çeflitli bölgelerinde farkl l klar olabilir. Bu nedenle, oksidatif örselenmeyle karfl karfl ya kalan MSS de yere göre klinik tablonun de iflmesi de söz konusudur. Antioksidan enzimlerin yap s na giren eser elementler bu enzimlerin ifllevleri aç s ndan gereklidir. Eksikliklerinde bu enzimlerin çal flmalar nda aksamalar n olmas beklenir. Bu çal flmada otistik bozuklu u olan araflt rma grubu çocuklar nda, plazma ve eritrosit selenyum, çinko, mangan düzeylerinde azalman n oldu u bulunmufltur. Bu durum ikinci varsay m m zla uyumludur. Selenyum, GSH-Px enziminin yap s na girer. Bu eser elementin, plazmadaki ve eritrositlerdeki düzeylerinin düflük olmas, GSH-Px etkinli inin azalmas na neden olabilir. Selenyumun farelerde kurflun zehirlenmesini azaltt bildirilmifltir (Wilber 1980). Otistik bozuklu u olan çocuklar n, normal olan kardefllerine ve otistik bozuklu u olmayan psikotik çocuklara göre kan kurflun düzeyinin yüksek oldu u ileri sürülmüfltür (Cohen 1976). Artm fl kan kurflun düzeyi olan çocuklarda da otistik davran fllar görüldü ü bildirilmifltir. (Eppright 1996). Otistik bozuklukta da selenyum eksikli i, kurflun toksisitesine olan yatk nl art rabilir. Bak r, bak r-çinko SOD metaloenziminin yap s - na girer (Freeman 1982). Bu çal flmada otistik bozuklu u olan araflt rma grubu çocuklarda plazma bak r düzeylerinde art fl n oldu u bulunmufltur. Bu durum ikinci varsay m m z ile uyumsuzdur. Ancak di er taraftan hidrojen peroksitten, bak r ve demir gibi geçifl metal iyonlar n n varl nda, oldukça reaktif ve örseleyici olan OH n kolayca meydana geldi i bildirilmektedir (Cheeseman ve Slatter 1993, Reddy ve Yao 1996). Otistik bozuklukta yüksek bak r düzeylerinin olmas oksidatif örselenmeyi kolaylaflt ran etmenlerden birisi olabilir. Bak r-çinko SOD metaloenziminin düflük aktivite düzeyleri nedeniyle organizma kompansasyon olarak bak r düzeylerini artt rabilir. Bu çal flmada otistik bozuklu u olan çocuklar n plazma ve eritrosit çinko düzeyleri kontrol grubundaki sa l kl çocuklara göre daha düflük olarak bulunmufltur. Bu durum ikinci varsay m - m z ile uyumludur. Çinko, bak r-çinko SOD metaloenziminin yap s na girer (Freeman 1982). Bu eser elementin plazmada ve eritrositlerde düflük düzeylerde olmas, bak r-çinko SOD metaloenziminin etkinli inin azalmas na neden olur. Beyindeki çinkonun bir k sm glutamaterjik nöronlar n sinaptik vezikülerinde bulunmaktad r. Sinaptik veziküllerdeki çinko elektriksel uyar ile sal n r ve çeflitli nörotransmitterlerin reseptör yan tlar n düzenler. Bunlara, baflta NMDA ve GABA(A) reseptörleri olmak üzere inhibitör ve eksitatör reseptörler dahildir. Otistik bozuklukta nörotransmitter ifllevlerinin bozulmas na neden olabilir. Di er taraftan bir çinko kayna olarak ifllev gören metallothionein serbest radikalleri ortadan kald r r. Çinkonun kendisi de thiol gruplar na ba lanarak oksidatif stresi azalt r (Cuajungco ve ark. 1997). Bu nedenle çinko düzeylerindeki azalman n serbest radikallerin oluflturdu u örselenmeye yol açabilece i düflünülür. Selenyum, çinko ve mangan n ba fl kl k sistemi ifllevlerinin yürütülmesinde önemli rolleri vard r (Tan nd 1978, Motsenbocker ve Tappel 1982, Neve 1989, Prasad 1997). Otistik bozuklukta görülen ba fl kl k sistemi patolojilerinde (Gent ve Heijnen 1997), bu eser elementlerin eksiklikleri önemli olabilir. Bu çal flmada otistik bozuklu u olan çocuklar n plazma ve eritrosit mangan düzeyleri kontrol grubundaki normal çocuklara göre daha düflük olarak bulunmufltur. Bu durum ikinci varsay - m m zla uyumludur. Mangan, mangan SOD metaloenziminin yap s na girer (Freeman 1982). Bu eser elementin plazma ve eritrosit düzeylerinin düflük olmas, SOD mangan metaloenziminin etkinli inin azalmas na neden olabilir. Bu sonuçlar otistik bozuklu u olan çocuklarda, normal çocuklara göre antioksidan enzim savunma sistemi ifllevlerinde ve bu enzimlerin yap s na giren eser elementlerin düzeylerinde farkl l klar n oldu unu ve serbest radikallere ba l olarak beyin dokusunda örselenmenin olabilece- 179

8 YORBIK VE ARK. ini düflündürmektedir. Oksiradikalin arac l k etti i örselenme, oksiradikal üretimi ve antioksidan savunma sistemleri ile bunlar n inaktivasyonu aras ndaki dengeye ba l oldu undan, her iki süreçteki de ifliklikleri de erlendirmek önemlidir. Ancak oluflan serbest radikaller çok k sa sürede ortamdan kald - r ld ndan bunlar n ölçümlerinde teknik olarak güçlükler vard r. Sa l kl bir antioksidan savunmasi için katalaz, SOD ve GSH-Px enzimlerinin birlikte ifllev görmesi gerekir (Mahadik ve Mukherjee 1996). Yapt m z çal flmada SOD ve GSH- Px enzimleri araflt r lm fl, ancak katalaz enzimi üzerinde çal fl lmam flt r. Antioksidan savunma sistemi yaln zca enzimlerden oluflmamaktad r. Glutatyon, bilurubin, E ve C vitaminleri gibi enzimatik olmayan ö eleri de içermektedir (Cheeseman ve Slatter 1993, Sayal 1992, Tüzün 1994). Bu çal flmada bu parametreler araflt r lmam flt r. Otistik bozuklukta önemli olabilece ini düflündü ümüz di er parametrelerin de çal fl lmas ile daha ayd nlat c sonuçlara ulafl labilir. KAYNAKLAR Akkök F, Gökler B, Öktem F, Reid LD, Sucuo lu B (1995) Otizmde naltrekson sa alt m n darvan flsal ve biyokimyasal boyutlar, Türk Psikiyatri Dergisi 6 (4): Albert B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD (1994) Membrane structure. Molecular Biology of the Cell içinde, Grand Publising, New York, s: Allen RG (1991) Oxygen-reactive species and antioxidant responses during development: the metabolic paradox of celluar differentiation, Proc Soc Exptl Biol Med 196: Barthelemy C, Bruneau N, Cottet-Eymard JM, Domenech-Jouve J, Garreau B, Lelord C, Muh JP, Peyrin L (1988) Urinary free and conjugated catecholamines and metabolites in autistic children, J Autism Dev D sord 18: Bolton P, Macdonald H, Pickles A, Rios P, Goode S, Crowson M, Bailey A, Rutter M (1994) A case-control family history study of autism, J Child PSychol Psychiatry 35: Buckman TD, Kling AS, Sutphin MS, Steinberg A, Eiduson S (1990) Platelet glutathione peroxidase and monoamine oxidase activity in schizophrenics with CT scan abnormalities: relation to psychosocial variables, Psychiatry Research 31: Buckman TD, Kling AS, Eiduson S, Sutphin MS, Steinberg A (1987) Glutathione peroxidase and CT scan abnormalities in schizophrenia, Biological Psychiatry 22: Cassarino DS, Fall CP- Swerdlow RH, Smith TS Halvorsen FM, Miller SW, Parks JP, Parker WD, Bennet JP (1997) Elevated reactive oxygen species and antioxidant enzyme activities in animal and cellular models of Parkinson s disease, Biochim Biophys Acta 1362(1): Cheeseman KH, Slater TF (1993) An introduction to free radical biochemistry, Br Med Bull 49(3): Ciranello AL, Ciaranello RD (1995) The neurobiology of autism, Annu Rev Neurosci 18: Cohen DJ (1976) Pica and elevated blood lead in autistic and atypical children, Am J Dis Child 130: Cuajungco MP, Less GJ (1997) Zinc metabolism in the brain: relevance to human neurodegenerative disorders, Neurobiol Dis 4(3-4): Eppright TD, Sanfacon JA, Horwitz EA (1996) Attention deficit hyperactivity disorder, infantile autism, and elevated blood lead: a possible relationship, Mo Med 93(3): Evans PH (1993) Free radicals in brain metabolism and pathology, Br Med Bull 49(3): Freeman Ba, Crapo JD (1982) Biology of disease. Free Radicals and Tissue Injury, Lab Invest 47: Gent TV, Heijnen CJ, Treffers PDA (1997) Autism and the immune system, J Child Psychol Psychiatry 38(3): Gillberg C, Svennerholm L (1987) CSF monoamines in autistic syndromes and other pervasive developmental disorders of early childhood, Br J Pschiatry 151: Golse B, Debray-Ritzen P, Durosay P, Puget K, Michelson AM (1978) Alteration in two enzymes: superoxide dismutase and glutathion peroxidase in developmental infantile psychosis, Rev Neurol 134(11): Kaplan HI, Sadock BJ (1998) Pervasive developmental disorder. Synopsis of Psychiatry içinde, Williams & Wilkins, Baltimore, s: Kemper TL, Bauman ML (1993) The contribution of neuropathologic sudies to the understanding of autism, Neurologic Clinics 11(1): Kramer K, Voss HP, Grimbergen JA, Timmerman H, Bast A (1987) The effect of ischemia and recirculation, hypoxia and recovery on anti-oxidant factors and b-adrenoreceptor density, Biochem Biophys Res Commun 149: Lake CR, Ziegler Mg, Murphy DL (1977) Increased norepinephrine levels and decreased dopamine-betahydroxylase activity in primary autism, Arch Gen Psychiatry 34:

9 Otistik Bozuklukta Antioksidan Enzimler Leboyer M, Phillippe A, Bouvard M, Guilloud B, Bondoux D, Tabuteau F, Feingold J, Mouren-Simeoni MC, Launay JM (1999) Whole blood serotonin and plasma beta-endorphin in autistic probands and their first-degree relatives, Biological Psychiatry 45: Lord C, Mulloy C, Wendelboe M, Schopler E (1991) Preand perinatal factors in high functioning females and males with autism, J Autism Dev Disord 21(2): Mahadik SP, Mukherjee S (1996) Free radical pathology and antioxydant defense in schizophrenia: a review, Schizophrenia Research 19: Menkes JH (1990) Paroxysmal disorders. Textbook of Child Neurology içinde, Lea & Febiger, Malvern, Pennsylvania, s: Minshev NJ (1991) Indices of neural function in autism: clinical and biologic implications, Pediatrics 87: Motsenbocker MA, Tappel AL (1982) A selenocysteinecontaining selenium-transport protein in rat plasma, Biochimica et Biophysica Acta 719: Mukherjee S, Mahadik SP, Scheffer R, Correnti EE, Kelkar H (1996) Impaired antioxydant defense at the onset of psychosis, Schizophrenia Research 19: Myatt L, Eis AL, Brockman DE, Kossenjans W, Greer IA, Lyall F (1997) Differential localization of superoxide dismutase isoforms in placental villous tissue of normotensive preeclamtic and intrauterine growth-restricted pregnancies, J Histochem Cytochem 45(10): Neve J (1989) Selenium: current epidemiological and physiopathological findings. Status in Belgium, Bull Mem Acad R Med Belg 144(3-4): Pankseep J (1979) A neurochemical theory of autism, Trends Neurosci 2: Pappolla MA, Chyan YJ, Omar RA, Hsiao K, Perry G, Smith MA, Bozner P (1998) Evidence of oxidative stress and in vivo neurotoxicity of beta-amyloid in a transgenic mouse model of Alzheimer s disease: a chronic oxidative paradigm for testing antioxidant therapies in vivo, Am J Pathol 152(4): Pastor MC, Sierra C, Dolade M, Navarro F, Brandi N, Cabre F, Mira A, Seres A (1998) Antioxidant enzymes and fatty acid status in erythrocyte of Down s syndrome patients, Clin Chem 44(5): Prasad AS (1997) Zinc and immunity. Trace Elements in Humans içinde, Çavdar AO (ed) TÜB TAK, Ankara, s: 1-9. Reddy RD, Yao JK (1996) Free radical pathology in schizophrenia: a review, Prostaglandins Leukotrienes and Essential Fatty Acids 55: Rossi PG, Parmeggiani A, Bach V (1995) EEG features and epilepsy in patients with autism, Brain Dev 17(3): Sahley TL, Panksepp J (1987) Brain opioids and autism: an update analysis of possible linkages, J Autism Dev Disord, 17: Saya A (1992) De iflik kanser türlerinde plazma ve eritrositlerde glutatyon peroksidaz ve eser elementlerin düzeyleri. Yay nlanmam fl Doktora Tezi, Gülhane Askeri T p Akademisi, Ankara. Smalley SL, Asarnow RF, Spence A (1988) Autism and genetics, Arch Gen Psychiatry 45: Steffenburg S, Gillberg C, Hellgren L, Anderson L, Gillberg I, Jakobsson G (1989) A twin study of autism in Denmark, Finland, Iceland, Norway and Sweden, J Child Psychol Psychiatry 30: Tan nd fi (1978) Malnutrisyonlu çocuklarda humarol ve hücresel immünite, iz elementler, çinko ve demirin bu fonksiyonlara etkisi, GATA Bülteni 20: Tuchman RF, Rapin I (1997) Regression in pervasive developmental disorders: seizures and epileptiform EEG correlates, Pediatrics 99: Tüzün A (1994) Behçet hastal nda süperoksit dismutaz ve glutatyon peroksidaz aktiviteleri, Yay nlanmam fl Uzmanl k Tezi, Gülhane Askeri T p Akademisi, Ankara. Wilber GC (1980)Toxcology of selenium: a review, Clin Toxicol 17:

10 Dikkat Eksikli i Hiperaktivite Bozuklu u Tablo 2: Araflt rma ve Kontrol Grubuna Ait Eritrosit SOD, GSH-Px, Se, Zn, Mn; Plazma GSH-Px, Se, Cu, Zn, Mn Düzeyleri*. Araflt rma Grubu (n=45) Kontrol Grubu (n=41) Parametre Ortalama Standart sapma Standart hata Ortalama Standart sapma Standart hata E-SOD (U/gr Hb) 723,78 90,03 13,42 993,17 118,31 18,48 E-GSH-Px (U/g Hb) 28, ,39 38,01 5,03 0,78 P-GSH-Px (U/ml) ,04 0,01 0,39 0,08 0,01 E-Se 294,33 26,03 3,88 401,83 31,72 4,95 P-Se 72,74 8,33 1,24 96,13 8,24 1,29 E-Zn (µg/ml) ,06 0,16 12,79 1,22 0,19 P-Zn (µg/ml) 0,85 0,11 0,02 1,10 0,10 0,02 E-Mn 8,21 1,39 0,21 12,26 1,62 0,25 P-Mn 1,73 0,55 0,08 3,27 0,72 0,11 P-Cu (µg/ml) 1,53 0,10 0,01 1,22 0,10 0,02 * Bütün parametreler istatistiksel olarak anlaml d r (p<.05). E-SOD: Eritrosit süperoksit dismutaz etkinli i; E-GSH-Px: Eritrosit glutatyon peroksidaz etkinli i; P-GSH-Px: Plazma glutatyon peroksidaz etkinli i; E-Se: Eritrosit selenyum düzeyi; P-Se: Plazma selenyum düzeyi; E-Zn: Eritrosit çinko düzeyi; P-Zn: Plazma çinko düzeyi; E-Mn: Eritrosit mangan düzeyi; P-Mn: Plazma mangan düzeyi; P-Cu: Plazma bak r düzeyi. 182

11 183 Down Sendromlu Çocuklar

12 HERKEN VE ARK. 184

13 185 Otistik Bozuklukta Antioksidan Enzimler