Az antioxidáns státusz értékelése szénmonoxid mérgezésben szenvedő betegeknél

Suat Zengin

1 Sürgősségi orvosi osztály, Gaziantep Egyetem Orvostudományi Kar, Gaziantep, Törökország

Behcet A

1 Sürgősségi orvosi osztály, Gaziantep Egyetem Orvostudományi Kar, Gaziantep, Törökország

Sahin Karta

2 Sürgősségi orvosi osztály, ¦ehitkamil Állami Kórház, Gaziantep, Törökország

Basri Can

1 Sürgősségi orvosi osztály, Gaziantep Egyetem Orvostudományi Kar, Gaziantep, Törökország

Musztafa Orkmez

3 Orvosi biokémia, Gaziantep Egyetem Orvostudományi Kar, Gaziantep, Törökország

Abdullah Taskin

4 Biokémiai Tanszék, Harran Egyetem Orvostudományi Kar, Sanliurfa, Törökország

Ugur Lok

5 Sürgősségi orvosi osztály, Adiyaman University, Adiyaman, Törökország

Bediha Gulen

6 Sürgősségi orvosi osztály, Bezmialem Vakif Egyetem, Isztambul, Törökország

Cuma Yildirim

1 Sürgősségi orvosi osztály, Gaziantep Egyetem Orvostudományi Kar, Gaziantep, Törökország

Seyithan Taysi

3 Orvosi biokémia, Gaziantep Egyetem Orvostudományi Kar, Gaziantep, Törökország

Absztrakt

HÁTTÉR:

A szén-monoxid-mérgezés (COP) világszerte a halálozás és a megbetegedések egyik fontos oka. Ennek a tanulmánynak a COP kezelésében a szérum paraoxonáz (PON), arilészteráz (ARYL), ceruloplazmin (Cp) és szulfhidril (-SH) szintjének vizsgálatát, valamint a COP patofiziológiájának további megértését kellett szolgálnia.

MÓD:

Ez a prospektív vizsgálat 107 COP-ban szenvedő egyént (1. csoport) és 50 egészséges önkéntest vett részt (2. csoport). Szérum-, plazma- és vörösvértestmintákat vettünk felvételkor minden COP-s résztvevőtől. Ezt a folyamatot a kezelés 90. és 180. percében megismételtük. A kontrollcsoportból csak egyszer vettek mintát. A plazma PON, ARYL, Cp aktivitás és -SH szintjét mindkét csoportban mértük.

EREDMÉNYEK:

Az életkor, a nem és a karboxihemoglobin szint nem volt összefüggésben a PON, ARYL, Cp és -SH szinttel. A PON, ARYL és -SH szintek szignifikánsan csökkentek az 1. csoportban a 2. csoporthoz képest. Ezzel szemben a Cp szignifikánsan megemelkedett az 1. csoportban, szemben a 2. csoporthoz. Bár COP-s betegeknél az ARYL alacsonyabb volt a felvételkor, mint amit a 90. és 180. perc (P KULCSSZAVAK: Szén-monoxid-mérgezés, paraoxonáz, arilészteráz, ceruloplazmin, összes szulfhidrilcsoport

BEVEZETÉS

A szén-monoxid (CO) egy színtelen, szagtalan, íztelen és nem irritáló gáz, amelyet elsősorban bármely szén-dioxid-tartalmú fosszilis tüzelőanyag hiányos elégetése okoz. [1,2] A CO-mérgezés (COP) világszerte súlyos egészségügyi probléma. A magas koncentrációnak való kitettség halálos, ami körülbelül 50 000 látogatást eredményez a sürgősségi osztályon és évente 2700 halálesetet okoz az Egyesült Államokban. [1–3] A CO-expozíció nem specifikus tünetei: fejfájás, hányinger, hányás, szívdobogás, szédülés, és zavartság. Az expozíció növekedésével a betegeknél kifejezettebb és súlyosabb tünetek jelentkeznek, és az oxigéntől függő szervek, például az agy és a szív a sérülés legkorábbi jeleit mutatják. [1,2] A COP diagnózisa elsősorban az expozíció előzményeitől függ, de pontos diagnózis a magas CO hemoglobin (COHb) szintjének mérésével lehetséges. [1,2,4] A szokásos kezelés a 100% -os oxigén beadása, amelyet addig kell folytatni, amíg a COHb szint normalizálódik. [1, 2]

A szabad gyököket olyan molekulákként vagy molekuláris fragmensekként definiáljuk, amelyek egy vagy több párosítatlan elektront tartalmaznak atomi vagy molekuláris pályán. [5] Noha nagyon rövid az életciklusuk, a szabad gyökök aktivitásuk miatt nagyon károsak az organizmusokra. [5] A szabad gyökök károsodásának megakadályozása érdekében a test általában az antioxidáns védekező rendszerét használja, de ha az antioxidánsok nem állnak rendelkezésre, vagy ha a szabad gyökök termelése túlzott mértékűvé válik, szövetkárosodás léphet fel. A szabad gyökök kölcsönhatásba lépnek olyan biomolekulákkal, mint szénhidrátok, lipidek, fehérjék és DNS, ezáltal strukturális és metabolikus változásokhoz vezetnek a sejtekben. Ez szövetkárosodást eredményez a létfontosságú szervekben, beleértve a szívet, a vesét, a májat, a gyomrot, a tüdőt és az agyat. [5]

Jelen tanulmány célja a szérum PON, ARYL, Cp és -SH szintek vizsgálata volt a COP kezelésében, és a COP patofiziológiájával kapcsolatos ismereteink növelése.

MÓD

Ezt a vizsgálatot a Törökországi Gaziantep Egyetem Sürgősségi és Klinikai Biokémiai Tanszékén végezték 2011-től 2012-ig. A vizsgálati protokoll megfelel a Helsinki Nyilatkozat elveinek, és a Gaziantep Egyetem Orvosi Etikai Bizottsága jóváhagyta. Minden résztvevő írásos beleegyezését adta.

Ez a vizsgálat 157 egyént vett részt, akik közül 107-et COP-csoportba (1. csoport), a fennmaradó 50-et kontrollcsoportba (2. csoport) vontak be. A kontroll csoport egészséges egyénekből állt, akik kórházunk adminisztratív alkalmazottai voltak (1. táblázat).

Asztal 1

Az 1. és 2. csoport összehasonlítása a klinikai jellemzők és a lipidprofilok tekintetében

Valamennyi résztvevő mentes volt akut vagy krónikus betegségektől, normális testhajlamú volt. Ezen felül részletes kórelőzményt nyújtottak be, és az orvosok fizikailag megvizsgálták őket. A koszorúér-betegségben, hiperkoleszterinémiában, magas vérnyomásban, neurológiai rendellenességekben, diabetes mellitusban, máj- és vesebetegségekben, perifériás érrendszeri betegségekben, tüdőbetegségekben, sclerosis multiplexben, vashiányban vagy vérszegénységben szenvedők, valamint a a kórtörténetet, a fizikai vizsgálatot és a laboratóriumi vizsgálatot kizárták.

Testtömeg-index, vérmintagyűjtés és COHb-szintmérés

A testtömeg-indexet úgy számoltuk ki, hogy a súlyt kilogrammban elosztottuk a négyzetméterben kifejezett magassággal (kg/m 2). A vérmintákat egy kubitalis vénából vércsövekbe vették, és azonnal jégen tárolták 4 ° C-on. Ezután a szérumot 3000 r/perc sebességgel 10 percig végzett centrifugálással elválasztottuk a sejtektől. A szérummintákat az elemzésig –80 ° C-on tároltuk. Az antioxidáns vizsgálathoz vérmintákat vettünk egyszer a 2. csoportból és háromszor az 1. csoportból: felvételkor, valamint a kezelés 90. és 180. percében. A COHb szintméréseket szignál extrakciós impulzus CO-oximetriás eszközzel (Masimo SET Rainbow, Masimo Co., USA) végeztük. Az 1. csoport összes résztvevője 100% -os oxigént kapott nem lélegző arcmaszk használatával, és egyikük sem kapott hyberbarikus oxigénterápiát.

A paraoxonáz és arilészteráz aktivitás mérése

A PON-t az alapaktivitásban mérték. A paraoxon-hidrolízis (dietil-p-nitro-fenil-foszfát) sebességét az abszorbancia növekedésének monitorozásával 412 nm-en 37 ° C-on figyeltük. A keletkezett p-nitrofenol mennyiségét a pH 8-on mért abszorpciós együtthatóból számoltuk, amely 17 000 mol/cm volt. A szérum PON-t U/L-ben fejeztük ki. [12] Fenilacetátot használtunk szubsztrátként az ARYL mérésére, az abszorbancia növekedésének figyelemmel kísérésével 270 nm-en 37 ° C-on. Az enzimatikus aktivitást az előállított fenol moláris abszorpciós együtthatójából számítottuk, 1 310 mol/cm. Az ARYL egy egységét 1 μmol fenolként határozták meg percenként, a fenti körülmények között, és U/L-ben fejezték ki. [19]

A szérumminták Cp és összes szulfhidril csoportjának mérése

A Cp enzimatikus aktivitást Erel módszerével mértük. [20] Ennek a módszernek az alkalmazásával a vas-iont vas-ionokká oxidálták Cp-ferroxidáz aktivitás révén. Ennek a mérésnek az eredményeit U/L-ben fejeztük ki. A szérumminták -SH-ját Ellman módszerével [21] vizsgáltuk Hu és munkatársai módosítása szerint [22]. A vizsgálat eredményét mmol/l-ben fejeztük ki.

Statisztikai analízis

2. táblázat

PON, ARYL és Cp aktivitás összehasonlítása, -SH szintek (átlag ± SD)

3. táblázat

A PON, ARYL, Cp aktivitás és -SH szint összehasonlítása mindkét csoport között (átlag ± SD)

VITA

Korábban úgy gondolták, hogy a COP oka az oxihemoglobin COHb-val való helyettesítése által okozott celluláris hipoxia, miközben relatív vérszegénység keletkezik. [23] A COP a vártnál sokkal összetettebb és patofiziológiája meghaladja a COHb képződését. A CO patofiziológiai hatásai négy területen okoznak problémákat: hemoglobin-kötődés, közvetlen sejttoxicitás, hem-tartalmú fehérjék-kötődés és az oxidánsok, például a nitrogén-oxid (NO) növekedése. [23] Ezek a hatások segítenek megmagyarázni, hogy a COHb szint miért nincs összefüggésben a klinikai helyzet súlyosságával. Ha nem nyújtanak korai és megfelelő kezelést, a hipoxia/ischaemia és a közvetlen sejttoxicitás kombinációja, valamint az oxidánsok hatása olyan eseményláncot indíthat el, amely súlyos fogyatékosságot vagy halált eredményez.

Az oxidatív stressz az oxidánsok túltermelése, az antioxidáns védekezés csökkenése vagy ezen tényezők kombinációja miatt következhet be. A szervezetek antioxidáns mechanizmusokkal rendelkeznek az oxidánsok elárasztására. Az antioxidáns enzimekből és számos antioxidáns vegyületből álló természetes antioxidáns rendszer védi a funkcionális és szerkezeti molekulákat az ROS-tól, a szingulett oxigéntől, az NO-tól, a szuperoxid-aniontól, a hidrogén-peroxidtól, a hidroxil-gyököktől, az alkoxicsoportoktól, a peroxil-gyököktől és a lipid-peroxidok által közvetített citotoxicitástól és szövetkárosodástól. Bizonyos körülmények között az oxidánsok növekednek és az antioxidánsok csökkennek, és az antioxidatív mechanizmusok alkalmatlanok lehetnek az oxidatív károsodások teljes megelőzésére. Ennek következtében kialakul az oxidatív stressz, amely több mint 100 rendellenességgel jár. Ezen rendellenességek némelyike (például diabetes mellitus, érelmeszesedés, magas vérnyomás, szívritmuszavar és szívizomkárosodás) a COP-ben van jelen [1,2,24].

Nincs tanulmány a COP és az antioxidáns részparaméterek (PON, ARYL, Cp és -SH) kapcsolatáról. Tudomásunk szerint a mieink elsőként vizsgálják a COP-ban szenvedő betegek PON, ARYL, Cp és -SH szintjét. Wang és mtsai [25] bebizonyították, hogy a CO által közvetített késleltetett idegsejtkárosodás összefüggésben lehet a lipidperoxidáció növekedésével és az antioxidatív státusz csökkenésével. A lipidperoxidáció és az antioxidáns státusz időfüggő változásai a szérumban, az agykéregben és a hippocampusban legalább részben részt vesznek a neuronális CO-mérgezés toxikus hatásaiban. Egy másik tanulmány [26] kimutatta, hogy a COP növeli az összes oxidáns státuszt, de nem változtatja meg a teljes antioxidáns státuszt. Kavakli és munkatársai az összes antioxidánst, míg korlátozott számú antioxidánst értékeltünk. Jelen tanulmányban azt tapasztaltuk, hogy a PON és az ARYL és -SH szintek szignifikánsan alacsonyabbak voltak az 1. csoportban, mint a 2. csoportban (3. táblázat). Az antioxidáns védelem ezen nyilvánvaló csökkenésének kémiai mechanizmusait nem sikerült tisztázni, ezért további elemzésre van szükség. Más antioxidánsokkal ellentétben az átlagos Cp-szint feltehetően kompenzációs mechanizmus vagy gyulladásos válasz miatt emelkedett (3. táblázat). Vizsgálatunk során azt tapasztaltuk, hogy a PON, ARYL és -SH szintek az idő előrehaladtával nőttek, míg a Cp szint csökkent (2. táblázat).

A CO-toxicitás által kiváltott oxidatív stressz jelentős szerepet játszik különböző krónikus állapotokban, például a szív- és érrendszeri betegségekben. Férfiak és nők nagy csoportjainak részvételével végzett vizsgálatok kimutatták az antioxidánsok - például a karotinoidok, az E-vitamin, a C-vitamin és a szelén - magas bevitelét, amelyek számos betegség alacsonyabb kockázatával jártak. [27–29] Az antioxidánsok alkalmazása szintén megjelenik előnyös a szövetek helyreállításában az iszkémiás-reoxigenizációs sérülések után. [23] Ezért az antioxidáns kiegészítés az antioxidáns védekező rendszer növekedéséhez és ezáltal a COP klinikai tüneteinek javulásához vezethet.

Összegzésként elmondható, hogy a COP-ban szenvedő betegeknél a PON, ARYL és -SH szintek jelentős csökkenését figyeltük meg, jelezve, hogy ezeknek a betegeknek elnyomott antioxidáns státusza volt. Ezek az eredmények azonban nem elegendők az antioxidánsok és a COP közötti kapcsolat magyarázatához. További vizsgálatokra van szükség a tényezők csökkent és megnövekedett szintje mögött álló lehetséges mechanizmusok tisztázásához.

Vizsgálatunknak számos korlátja volt. A COP-ben szenvedő betegek klinikailag nem voltak túl súlyosak, ezért nem tudtuk értékelni az antioxidáns státusz lehetséges különbségét a súlyos esetek tekintetében. Sőt, vizsgálatunkban csak a PON-ot, az ARYL-t, a Cp-t és az -SH-t vizsgáltuk. Több paraméter értékelése jobb eredményeket érhet el, és hozzájárulhat a COP patofiziológiájának jobb megértéséhez.

Lábjegyzetek

Finanszírozás: Egyik sem.

Etikai jóváhagyás: Ezt a tanulmányt a Gaziantep Egyetemi Orvostudományi Kar etikai bizottsága, Gaziantep, Törökország hagyta jóvá.

Összeférhetetlenség: A szerzők nem számoltak be összeférhetetlenségről a tanulmány kapcsán. A cikk tartalmáért a szerzők felelnek.

Közreműködők: A Zengin S javasolta a tanulmányt, elemezte az adatokat és megírta az első tervezetet. Minden szerző hozzájárult a tanulmány tervezéséhez és értelmezéséhez, valamint a további tervezetekhez.