B R GRUP OT ST K ÇOCUKTA PLAZMA VE SAÇ BAKIR DÜZEYLER

B R GRUP OT ST K ÇOCUKTA PLAZMA VE SAÇ BAKIR DÜZEYLER Özgür Yorb k*, Ayhan Cöngölo lu**, Bengü Dilaver**, Adnan Cansever***, Cemal Akay****, Ahmet Sayal*****,Teoman Söhmen****** ÖZET: Amaç: Metabolik süreçlerde önemli ifllevi olan bak r, organizmada birikimi ile toksik etkiler oluflturmaktad r. Baz araflt rmalarda merkezi sinir sistemine toksik etkisi olan bak r n otistik bireylerde kontrol grubuna göre daha yüksek saç ve serum düzeyleri oldu u bulunmufltur. Bu araflt rman n amac pika olmayan otistik ve sa l kl çocuklarda saç ve serum bak r düzeylerini araflt rmakt r. Yöntem: Yafl ortalamas 6.4 ± 2.2 olan 45 otistik çocukta (39 erkek, 6 k z) ve yafl ortalamas 6.7 ± 2.5 olan 41 sa l kl çocukta (35 erkek, 6 k z) plazma bak r düzeyleri atomik absorbsiyon spektrofotometrisi yöntemi ile ölçüldü. Bu örneklem grubundan al nan saç örneklerinin miktar n n yetersizli i dolay s yla 15 otistik çocuk ve 17 sa l kl çocukta saç bak r düzeyleri araflt r lamad. Oksipital bölgeden al nm fl yeterli saç örne i olan 30 otistik ve 24 sa l kl çocu un saç bak r düzeyleri alevli spektrofotometri yöntemi ile ölçüldü. Bulgular: Otistik çocuklar n plazma bak r düzeylerinin sa l kl çocuklardan istatistiksel olarak anlaml düzeyde yüksek oldu u tespit edildi. Saç bak r düzeylerinde ise iki grup aras nda önemli bir farkl l n olmad saptand. Tart flma:otistik çocuklarda artm fl plazma bak r düzeylerinin etyopatogenezdeki önemi bilinmemektedir. Anahtar sözcükler: Otizm, bak r, serum, saç. SUMMARY: SERUM AND HAIR COPPER LEVELS IN A GROUP OF AUTISTIC CHILDREN Objective:Copper ion which has important functions in metabolic processes may also cause toxic effects due to its accumulation in the organism. In some studies, hair and serum copper levels which has toxic effects on central nervous system have been measured higher in autistic children than healthy subjects. This study s aim is to search the serum and hair copper levels in autistic and healthy children, both of them without pica. Method: Serum copper levels have been measured in 45 autistic children (39 boys, 6 girls) having a mean age of 6.4 ± 2.2 and in 41 healthy children (35 boys, 6 girls) having a mean age of 6.7 ± 2.5, with atomic absorbtion spectrophotometry method. Hair copper levels were also measued in these two groups, but in 15 autistic and 17 healthy children hair copper levels have not been measured because of insufficiency of hair specimens. Hair copper levels were measured with flamed spectrophotometry in the specimens picked up from the occipital areas of 30 autistic and 24 healthy children. Results: Serum copper levels of autistic children were significantly higher than healthy children. Any significant difference for hair copper measurements was not found between the two groups. Conclusions: The importance of the increase of serum copper levels of autistic children for the etiopathogenesis have not been exposed yet. Key words: Autism, copper, serum, hair. G R fi Otizmin nedeni henüz bilinmemekle birlikte genel olarak bu bozuklukta genetik ve çevresel etkenlerin önemli oldu u düflünülmektedir. Çevresel etkenler aras nda beslenme, enfeksiyöz ajanlar, afl lar ve eser elementlerin önemli olabilece i ileri sürülmüfltür. * Uzm. Dr., GATA Çocuk Ruh Sa l ve Hastal klar ** Arafl. Gör. Dr., GATA Çocuk Ruh Sa l ve Hastal klar *** Yrd. Doç. Dr., GATA Ruh Sa l ve Hastal klar Anabilim Dal, Ankara. **** Ecz. Dr., GATA Toksikoloji Bölümü, Ankara. ***** Ecz. Doç. Dr., GATA Toksikoloji Bölümü, Ankara. ****** Prof. Dr., GATA Çocuk Ruh Sa l ve Hastal klar Canl organizman n ana yap s karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürtten meydana gelmekle birlikte canl lar n dokular nda ve vücut s - v lar nda 60 kadar elementin varl saptanm flt r. Bu elementlerden bir k sm fizyolojik ve biyokimyasal tepkilere kat l p vücut ifllevlerinin sa lanmas nda rol oynarlar. Bu elementlere esansiyel elementler denir. Çinko, bak r, kobalt, mangan, selenyum, krom ve vanadyum bu tür elementlerdir (Gershwin ve ark. 1988, Sayal 1992, Ulmer 1977). Elde bulunan kan tlar, olay n gerçek do as n n bilinmemesine karfl n, bak r n ana ifllevinin hematopoezle iliflkili oldu unu göstermektedir. Bak r eksikli inde eritropoezde bozulma ve eritrosit ömründe azalma olmaktad r. Bak r tirozinaz, katalaz, ürikaz, sitokrom C oksidaz, delta amino levülinik asit dehidraz, ba dokusunda Çocuk ve Gençlik Ruh Sa l Dergisi : 10(1) 2003 17

YORBIK VE ARK. amino oksidaz, askorbik oksidaz, süperoksit dismutaz (SOD), dopamin beta hidroksilaz ve mono amin oksidaz (MAO) gibi çeflitli enzimlerin yap s na girer. Ayr ca bak r n endokrin ifllevler üzerinde önemli etkileri vard r (Yorb k 1999, Bremner 1979). nsanda bak r eksikli i nadir olmakla birlikte görülebilir. Bak r eksikli inde enfeksiyonlar n artt, ba fl kl k ifllevlerinin bozuldu u bildirilmektedir (Köseo lu 1990). Malnutrisyonlu çocuklarda serum bak r ve çinko düzeyleri aras nda iliflki mevcuttur. Serum bak r artt kça çinko azalmaktad r. Bak r miktarlar artarken çinko miktar n n azalmas n n ba fl kl k sisteminin ifllevini azalt c bir etki yapt bildirilmifltir (Tan nd 1978). Bak r toksisitesi hayvanlarda oldukça s k görülmesine karfl n insanlarda seyrektir. Bak r toksisitesine ait bulgular hemoliz ve gastrointestinal sistemde ortaya ç kan bozukluklard r. S kl kla bulant, kusma, ishal, kar n a r s, atefl, titreme, hemolitik anemi, sar l k, hemoglobinüri ve fliddetli kas a r lar görülür. Klinik tablo a rlaflt - nda ise miyoglobinemi, pankreatit, hepatik nekroz ve a r lökositoz ortaya ç kabilir (Scheinberg 1976). Daha önce flizofreni, bipolar bozukluk ve otizm gibi çeflitli nöropsikiyatrik bozukluklarda bak r araflt r lm flt r (Jackson ve Garrod 1978, Lec 2002, Shearer ve ark. 1982, Wecker ve ark. 1985, Yung 1984). Otistik bireylerde kan ve saç bak r düzeyleri ile ilgili s n rl say da yap lan araflt rmalar çeliflkili sonuçlar vermifltir (Atasoy 1986, Jackson ve Garrod 1978, Shearer ve ark. 1982, Wecker ve ark. 1985). Bu çal flmada otistik çocuklar n kan ve saç bak r düzeylerinin sa l kl çocuklar ile karfl laflt r lmas amaçlanm flt r. GEREÇ VE YÖNTEM Denekler: Bu çal flmaya Ankara daki üç e itim hastanesine (GATA, Ankara Üniversitesi T p Fakültesi, Hacettepe Üniversitesi T p Fakültesi) aileleri taraf ndan getirilen ve DSM-IV (APA 1994) tan ölçütlerine göre otistik bozukluk tan s alm fl, yafllar 4-12 aras nda olan 45 çocuk (39 erkek, 6 k z) al nd. Kontrol grubu olarak yafl, cinsiyet ve sosyoekonomik düzey bak m ndan hasta grubuyla uyumlu 41 sa l kl çocuk seçildi. Bu çocuklarda plazma bak r düzeyleri araflt r ld. Bu örneklem grubundan al nan saç örneklerinin miktar n n yetersizli i dolay s yla 15 otistik çocuk ve 17 sa l kl çocukta saç bak r düzeyleri araflt r lamad. Yeterli saç örne i olan yafllar 4 ile 11 aras nda de iflen 30 otistik çocukta (24 erkek, 6 k z) ve yafllar 4 ile 12 aras nda de iflen 24 sa l kl çocukta (21 erkek, 3 k z) saç bak r düzeyleri saptand. Psikotik bozukluk, pika, anoreksia nervosa ve son bir ay içinde ilaç kullan m olan olgular çal flmaya kat lmad. Kan örnekleri: Deneklerden bir gecelik açl k döneminin ard ndan sabah 9 ile 10 saatleri aras nda tripotassium etilendiamintetraasetic acid (ED- TA) içeren cam tüplere 10 ml. kan al nd. Örnekler 4 santigrad derecede 4000 rpm de 15 dakika süre ile santrifüj edildi. Plazma ve eritrosit suspansiyonlar ayr flt r larak 70 C0 de sakland. Plazma bak r düzeyleri alevli atomik absorbsiyon spektrofotometresi (Varian, 30/40, Australia) ile ölçüldü. Saç örnekleri: Deneklerin oksipital bölgesinden saç örnekleri al nd. Saçlar n asit ayr flt rmas (digestion) için mikrodalga ayr flt raç aparat (MLS 1200 MEGA, taly) kullan ld. Saç örnekleri bir terazi (Metler AT-201) ile ölçüldü ve sonra üzerine 4 ml nitrik asit ve 0.5 ml hidrojen peroksit eklendi. Ölçümler alevli atomik absorbsiyon spektrofotometresi kullan larak yap ld. Verilerin istatistiksel de erlendirmesinde Student t-test kullan ld. Testlerde anlaml l k düzeyi.05 olarak al nd. SONUÇLAR Plazma bak r düzeyleri araflt r lan otistik çocuklar n yafl ortalamalar (6.4 ± 2.2) ile sa l kl kontrol grubunun yafl ortalamas (6.7 ± 2.5) aras nda istatistiksel olarak anlaml bir farkl l k yoktur (p>.05). Benzer flekilde, saç örnekleri araflt r lan otistik çocuklar n yafl ortalamalar (6.5 ± 1.9) ile sa l kl çocuklar n yafl ortalamalar (7.1 ± 2.7) aras nda istatistiksel olarak anlaml bir farkl l k 18

Otizmde plazma ve saç bak r düzeyleri yoktur (p>.05). Deneklerin bak r düzeylerinin analizi Tablo 1 ve fiekil 1'de özetlenmifltir. Otistik çocuklar n ortalama plazma bak r düzeylerinin (1.53 ± 0.1 µg/ml) sa l kl çocuklar n ortalama plazma bak r düzeylerinden (1.22 ± 0.1 µg/ml) yüksek oldu u saptanm flt r (p<.05). Saç bak r düzeyleri aç s ndan iki grup aras nda önemli bir farkl l k yoktur (p>.05). Tablo 1: Otistik çocuklar ve sa l kl çocuklarda plazma ve saç bak r düzeyleri* P-Cu (µg/ml) S-Cu (µg/g) *P-Cu: Plazma bak r düzeyi; S-Cu: Saç örne i bak r düzeyi; AD: statistiksel olarak anlaml de il (p>.05). fiekil 1: Otistik çocuklar ve sa l kl çocuklar plazma bak r düzeylerinin karfl laflt r lmas (p <.05) TARTIfiMA Otizm (ort.±ss) 1.53±0.1 8.20±3.1 Kontrol (ort.±ss) 1.22±0.1 8.35±2.4 p.02 AD Bak r süperoksid dismutaz, sitokrom C oksidaz, dopamin beta hidroksilaz ve MAO gibi birçok enzimin yap s na girmektedir. Bu nedenle bak r metabolizmas ndaki bozulman n, bu enzimlerin kat ld tüm biyokimyasal tepkileri olumsuz etkilemesi olas d r. Son y llarda özellikle antioksidan enzimlerinin ifllevlerindeki yetersizlikler nedeniyle oluflan oksidatif strese ba l hücre zar patolojileri nöropsikiyatrik bozukluklarda ilgi uyand rmaktad r (Mahadik ve ark. 1996, Yao ve Reddy 2001, Yorb k 1999). Bak r, süperoksit radikalini ortadan kald ran süperoksit dismutaz enziminin yap s na girer ve bu enzimin ifllevi için elzemdir ve azalm fl bak r düzeyleri süperoksit dismutaz enziminin ifllevinde bozulmalara neden olabilir. Yap lan bir çal flmada otizmde bu enzimin ifllevinde yetersizli in oldu u bildirilmifltir (Yorb k 1999). Bu çal flmayla uyumlu olarak, baflka bir araflt rmada otizmde lipid peroksidasyonunun artt bildirilmifltir (Chauhan ve ark. 2002). Bununla birlikte bu çal flmada otistik çocuklar n kan bak r düzeylerinin sa l kl kontrollere göre daha yüksek oldu u, saç bak r düzeyleri aç s ndan ise iki grup aras nda bir farkl - l n olmad bulunmufltur. Bak r n yüksek miktarlar n n da oksidatif zedelenmeyi art rabilece i ileri sürülmüfltür. Çünkü, bak r ve demir gibi geçifl metal iyonlar n n varl - nda, oldukça reaktif ve örseleyici olan hidroksil radikali (OH) kolayca meydana gelmektedir (Cheeseman ve Slater 1993, Reddy ve Yao 1996). Hidroksil radikali özellikle hücre zar fosfolipidleri baflta olmak üzere, proteinlerle, DNA gibi makromoleküllerle tepkimeye girer. Bunun sonucunda hücre zar n n yap s ve ifllevi bozulabilir, hücre ölümüne kadar varan zararl etkiler oluflabilir (Yao ve Reddy 2001, Yorb k 1999). Oksidatif strese ba l olarak merkezi sinir sisteminde oluflan patolojilerin çeflitli nöropsikiyatrik bozukluklarda rol oynayabilece i bildirilmifltir (Chauhan ve ark. 2002, Mahadik ve ark. 1996, Pappolla ve ark. 1998, Yorb k 1999). Otizmde kan bak r düzeylerinin art fl düflük seruloplazmin düzeylerinden kaynaklanabilir. Otistik bireylerle yap lan bir çal flmada, seruloplazmin ve transferrin düzeylerinin düflük oldu u ve ayn zamanda lipid peroksidasyonun artt gösterilmifltir (Chauhan ve ark. 2002). Di er taraftan bak r miktar artarken çinko miktar n n azalmas - n n ba fl kl k sistemi ifllevlerinde azalt c bir etki yapt bildirilmektedir (Tan nd 1978). lginç olarak, çinko eksikli inde görülen lenfositlerin 19

YORBIK VE ARK. mitojenlere yan t nda azalma, T hücresinin arac - l k etti i ba fl kl kta anormallikler, do al öldürücü hücrelerin aktivitesinde azalmalar gibi ba- fl kl k sistemi patolojileri ile (van Gent ve ark. 1997), otizmde görülen ba fl kl k sorunlar nda benzerlikler vard r (Prasad 1997). Otistik bozuklukta görülen ba fl kl k sistemi patolojilerinde, çinko düzeyleriyle iliflkili olarak yüksek bak r düzeylerinin önemli olabilece i düflünülmektedir. Bununla birlikte çinko ve bak r düzeyindeki de ifliklikler otizme özgü de ildir. Örne in dikkat eksikli i hiperaktivite bozuklu u, flizofreni gibi bozukluklarda da eser elementlerin düzeyleri ile ilgili farkl l klar bildirilmifltir (Aysev ve ark. 1998, Herran ve ark. 2000, Gillin ve ark. 1982, Wichstrom 1999). Otizmde kan ve saç bak r düzeyleri ile ilgili daha önce yap lan çal flmalarda çeliflkili sonuçlar bulunmaktad r. Shearer ve arkadafllar (1982) saç, Jackson ve Garrod (1978) kan örneklerinde yapt klar çal flmalarda otistik grupla sa l kl kontrol grubu aras nda bak r düzeyleri bak m ndan anlaml bir farkl l k bulunmad n bildirmifllerdir. Wecker ve arkadafllar (1985) ise otistiklerde saç bak r düzeylerinin anlaml derecede düflük oldu unu ileri sürmüfllerdir. Baflka bir çal flmada otistik çocuklar n saçlar nda Al, Cd düzeyi yüksek; Ca, Cr, Cu, Fe, Mn, K, Na ve Zn düzeyleri düflük, Hg ve Pb düzeylerinde ise farkl - l n olmad bulunmufltur (Sutton ve ark. 1980). Atasoy (1986) otistik bozuklu u olan çocuklar n saçlar nda Cu, Pb, Mg ve Zn yu otistik olmayan kardefllerine göre; Cu ve Zn yu ise sa l kl normal çocuklara göre yüksek olarak bulmufltur. Bu araflt rmada ise otistik çocuklar n kan bak r düzeylerinin sa l kl kontrollere göre daha yüksek oldu u, saç bak r düzeyleri aç s ndan ise iki grup aras nda bir farkl l n olmad tespit edilmifltir. Kandaki bak r ölçümleri diyete ba l etkenlerden daha kolay etkilenebilir ve daha k sa süreli bak r durumunu yans t rken, saçtaki bak r ölçümleri ise daha uzun süreli bak r durumunu gösterebilir. Otistik çocuklarda kan bak r n n artm fl düzeyleri diyetlerindeki farkl - l klardan kaynaklanabilir. Çeflitli çal flmalarda farkl bak r düzeyi sonuçlar ise bozuklu un heterojenitesine, çal flman n yap ld co rafi alanlara ba l olabilir. Bu konuda henüz yeterli verilerin olmamas na karfl n otistik bozuklukta bak r düzeyleri yönünden iki ya da üç alt grup olabilece i düflünülmektedir. Bu durumun ayd nlat - labilmesi için otizmde bak r metabolizmas n ve olas bak r metabolizmas bozuklu unun sonucunda oluflan patolojileri araflt ran daha ileri çal flmalara ihtiyaç vard r. Otizmde bak r metabolizmas nda anormalliklerin oldu u kan tlan rsa, özgül farmakolojik ajanlar n ve diyetin tedavi kapsam na al nmas düflünülebilir. Benzer flekilde, gebelere, risk alt nda olan veya geliflimin erken dönemindeki çocuklara otizmin geliflimini önlemeye yönelik giriflimlerde bulunulabilir. KAYNAKLAR American Psychiatric Association (1994) Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-IV). Washington, DC, American Psychiatric Association. Atasoy A (1986) Erken Çocukluk Otizmi ve Saçta Eser Elementler. Yay nlanmam fl Uzmanl k Tezi, Gazi Üniversitesi T p Fakültesi, Ankara. Aysev A, Kerimo lu E, Dinçer N ve ark. (1998) Zinc status in children with ADHD. Second International Zinc Symposium, Ankara, Turkey. Bremner I (1979) The toxicity of cadmium, zinc and molybdenum and their effects on copper metabolism. Pro Nutr Soc 38: 325. Chauhan A, Chauhan VPS, Cohen I (2002) Reduced serum levels of ceruloplasmin and transferrin antioxidant proteins in autism. International Meeting For Autism Research (IMFAR), Orlando, Florida. Cheeseman KH, Slater TF (1993) An introduction to free radical biochemistry. Br Med Bull 49(3): 481-493. Gershwin ME, Beach R, Hurley L (1988) Trace Metals, Aging and Immunity. J Am Ger Soc 45:374-377. Gillin JC, Carpenter WT, Hambidge KM ve ark. (1982) Zinc and copper in patients with schizophrenia. Encephale 8(3): 435-44. Herran A, Garcia-Unzueta MT, Fernandez-Gonzalez MD ve ark. (2000) Higher levels of serum copper in schizophrenic patients treated with depot neuroleptics. Psychiatry Res 94(1): 51-8. Jackson MJ, Garrod PJ (1978) Plasma zinc, copper, and amino acid levels in the blood of autistic children. J Autism Child Schizophr 8(2): 203-208. Köseo lu V (1990) Yenido an n kan nda eser element düzeyleri. Yay nlanmam fl Uzmanl k Tezi, Gülhane Askeri T p Akademisi, Ankara. Lech T (2002) Lead, copper, zinc, and magnesium content in hair of children and young people with some ne- 20

Otizmde plazma ve saç bak r düzeyleri urological diseases. Biol Trace Elem Res 85(2):111-126. Mahadik SP, Mukherjee S, Correnti EE ve ark. (1996) Plasma membrane phospholipid fatty acid composition of cultured skin fibroblasts from schizophrenic patients: comparison with bipolar patients and normal subjects. Psychiatry Res 31;63(2-3):133-142. Pappolla MA, Chyan YJ, Omar RA ve ark. (1998) Evidence of oxidative stress and in vivo neurotoxicity of betaamyloid in a transgenic mouse model of Alzheimer's disease. Am J Pathol 152(4):871-877. Prasad AS (1997) Zinc and immunity. In: Çavdar AO, editor. Trace elements in humans. Ankara: TUBITAK Printing Unit; p.1-9. Reddy RD, Yao JK (1996) Free radical pathology in schizophrenia: a review. Prostag Leukotr Ess 55(1-2): 33-43. Sayal 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. Scheinberg IH (1976) The effects of heredity and environment on copper metabolism. Med Clin N Am 60:705-712. Shearer TR, Larson K, Neuschwander J ve ark. (1982) Minerals in the hair and nutrient intake of autistic children. J Autism Dev Disord 12(1):25-34 Sutton AL, Brumm MC, Kelly DT ve ark. (1980) Effect of dietary salt, arsenic and copper additions and waste management systems on selected microbial organisms in swine wastes. J Anim Sci 51(4):791-797. Tan nd fi (1978) Malnutrisyonlu çocuklarda humoral ve hücresel immünite, iz elementler, çinko ve demirin bu fonksiyonlara etkisi. GATA Bülteni 20: 311-334. Ulmer DD (1977) Trace elements. New Eng J Med 297:318-321. van Gent T, Heijnen CJ, Treffers PD (1997) Autism and the immune system. J Child Psychol Psychiatry 38:337-349. Wecker L, Miller SB, Cochran SR ve ark. (1985) Trace element concentrations in hair from autistic children. J Ment Defic Res 29(Pt 1):15-22. Wichstrom L (1999) The emergence of gender difference in depressed mood during adolescence: the role of intensified gender socialization. Dev Psychol 35(1): 232-45. Yao JK, Reddy RD (2001) Oxidative damage and schizophrenia: an overview of the evidence and its therapeutic implications. CNS Drugs 15(4):287-310. Yorb k Ö (1999) Otistik bozuklu u olan çocuklarda antioksidan enzimlerin ve bunlarla ilgili eser elementlerin araflt r lmas. Yay nlanmam fl Uzmanl k Tezi, Gülhane Askeri T p Akademisi, Ankara. Yung CY (1984) A synopsis on metals in medicine and psychiatry. Pharmacol Biochem Behav 21 (Suppl 1):41-47. 21