Turkish Journal of Surgery
ISSN: 2564-6850
e-ISSN: 2564-7032

Toksik multinodüler guatrlı hastalarda ameliyat öncesi ve sonrası eritrosit, plazma ve serum antioksidan aktivitelerinin karşılaştırılması

Serdar Özbaş1, Aykut Soyder1, L. Didem Kozacı2, Tülay Kavak2, Şükrü Boylu1

1Adnan Menderes Üniversitesi Tıp Fakültesi, Genel Cerrahi AD, AYDIN
2Adnan Menderes Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyokimya AD, AYDIN

Özet

Amaç: Tiroid hormonları bazı spesifik mitokondrial enzimleri aktive ederek metabolik hızı ve antioksidan mekanizmaları arttırırlar. Tedavi edilmemiş toksik multinoduler guatrlı hastalarda, oksidatif strese bağlı olarak eritrositlerdeki antioksidan sistemine ait parametrelerde artış olur ve antitiroid ajanların kullanılması sonucunda bu değişiklikler normale döner. Ancak total tiroidektomiden sonra L-tiroksin replasman tedavisi ile sağlanan ötiroidizmin bu değişiklikleri ne yönde etkilediği konusunda herhangi bir çalışma yoktur. Bu çalışmanın amacı toksik multinoduler guatrlı hastalarda operasyondan önce ve 3 ay sonrasında antioksidan düzeylerinin karşılaştırılmasıdır.

Gereç ve Yöntem: Toksik multinoduler guatrı olan 13 hastada eritrosit, plazma ve serum antioksidan aktiviteleri (glukoz-6-fosfat dehidrogenaz, katalaz, superoksit dismutaz, nitrik oksit, glutatyon reduktaz, glutatyon peroksidaz, seruloplazmin, malonil dialdehit, vitamin E ve vitamin C) operasyondan 1 gün önce ve 3 ay sonrasında çalışılmıştır. Operasyon öncesinde ötiroidizm antitiroid ajanlarla ve operasyondan sonra ise L-tiroksin replasman tedavisi ile sağlanmıştır. Kan örnekleri alındığında hastaların hepsi ötiroid durumdadırlar. İstatistiksel değerlendirme amacıyla Mann-Whitney U-testi kullanılmıştır.

Bulgular: Hastaların operasyon öncesi ve operasyondan 3 ay sonra çalışılan eritrosit, plazma ve serum antioksidan aktiviteleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanamamıştır.

Tartışma: Antitiroid ajanlarla ötiroid hale getirilen toksik multinoduler guatrlı hastalarda operasyon sonrası L-tiroksin replasman tedavisi eritrosit, plazma ve serum antioksidan aktivitelerinde anlamlı bir değişikliğe neden olmamaktadır.

Anahtar Kelimeler: Antioksidan, hipertiroidizm, toksik multinoduler guatr, total tiroidektomi

Giriş

Tiroid hormonları bazal metabolizma hızını ve oksidatif metabolizmayı spesifik mitokondrial enzimleri indükleyerek arttırmaktadırlar[1-4]. Hipertiroidizmde çeşitli dokularda serbest radikal düzeylerinde ve antioksidan sisteminde değişiklikler meydana gelmektedir[5]. Hipotiroidizm nedeniyle oluşan hipometabolik durumda ise serbest radikal oluşumunda ve lipid peroksidasyon ürünlerinde azalma olur[6,7]. Hayvan çalışmalarında T3 hormonu verilen hayvanların, kontrol grubuna oranla daha fazla oranda oksijen tükettikleri ve sıçanlarda hipertiroidizmin eritrosit antioksidan sistemine ait parametrelerde artışa neden olduğu gösterilmiştir[8,9,10]. Bu metabolik durumdaki enerji artışı, serbest radikal düzeylerindeki yükselme nedeniyle oksijen toksisitesine yol açabilmektedir[11].

Hipertiroidizmli hastalarda ise eritrosit glukoz- 6 fosfat dehidrogenaz (G6PD), katalaz (CAT) ve Cu/Zn-süperoksit dismutaz (Cu/Zn-SOD) aktivitelerinde artış saptanmıştır[12,14-16]. Ayrıca hipertiroidizm yüksek serum serüloplazmin (CP) düzeyleriyle de ilişkilidir[1,17]. Bununla birlikte hipertiroidizmli hastalarda serum vitamin E ve plazma vitamin C düzeylerinde azalma olur[18]. Abolovich ve ark.[19] tarafından hipertiroidli olan hastalar metimazol (MMI) tedavisi sonrası ötiroid hale geldiklerinde tekrar değerlendirilmişler ve oksidatif stres parametrelerinin normale dönmesi ile birlikte antioksidan savunma sistemlerinde de artış olduğu gösterilmiştir.

Bugün artık antitiroid ilaçların oksidatif stresi azaltarak bu parametreleri normale döndürdüğü ve antioksidan savunma sistemine ait parametrelerde artışa neden olduğu konusunda yeterli bilgi birikimi oluşmuştur. Ancak bu hastalarda operasyon sonrası L-tiroksin replasman tedavisi ile sağlanan ötiroidizmin oksidatif parametreler ve antioksidan mekanizmalar üzerine nasıl bir etki yaptığı konusunda literatürde herhangi bir çalışmaya rastlanamamıştır. Bu çalışmanın amacı oksidatif stres ile antioksidan mekanizmalar arasındaki dengenin kurulmasında önemli olan noktanın aslında herhangi bir şekilde ötiroidizmin sağlanmış olmasının gösterilmesidir. Bu amaçla kullanılan ajanların bu mekanizmalar üzerine farklı bir etkilerinin olup olmadığının gösterilmesi bu çalışmanın bir diğer amacını oluşturmaktadır.

Gereç ve Yöntemler

Adnan Menderes Üniversitesi Tıp Fakültesi Genel Cerrahi polikliniğine başvuran, endokrin konseyinde cerrahi tedavi kararı alınmış, ardışık 13 toksik multinodüler guatrlı hasta çalışmaya dahil edildi. Çalışma grubundaki hasta sayısının azlığı nedeniyle grup homojenizasyonunu sağlamak amacıyla sadece toksik multinodüler guatrlı hastalardan kan örnekleri alındı. Hastaların 9'u kadın ve 4'ü erkekti. Yaş ortalamaları ise 41±4 idi (en genci 22 - en yaşlısı 61). Bütün hastalar operasyon öncesi dönemde propiltiyourasil (PTU) tedavisi ile ötiroid hale getirildiler. Hiçbir hasta daha önce radyoaktif iyot tedavisi görmemişti. Kan örnekleri ameliyattan bir gün önce ve operasyondan 3 ay sonra alındı. Hastaların hepsine total tiroidektomi uygulandı. L-tiroksin replasmanına ameliyattan 24 saat sonra 100 µg dozunda başlandı ve operasyondan 6 hafta sonra yapılan tiroid fonksiyon testi ile replasman dozunun uygunluğu kontrol edildi; gerekli olgularda tedavi dozu yükseltildi. Operasyondan 3 ay sonra tiroid fonksiyon testleri bir kez daha tekrarlandı ve tüm hastalarda ötiroidi sağlandığı görüldükten sonra kan örnekleri alındı. Kan örnekleri kübital venden antikoagülanlı (heparinize) ve antikoagülansız test tüplerine alınarak eritrosit ve plazma fraksiyonlarına santrifüje edilerek ayrıldı. Tüm örnekler -70 ºC'da saklandı.

Tiroid hormon düzeyleri Abbott AXSYM cihazı ile elektrokemilüminesans yöntemiyle ölçüldü. Glukoz-6-fosfat dehidrogenaz aktivitesi ‘‘Randox'' hazır kiti kullanılarak, CAT, Cu/Zn-SOD, glutatyon redüktaz (GR), glutatyon peroksidaz (GPx) ve nitrik oksit (NO) aktiviteleri sırasıyla Aebi[20], Sun ve ark.[21], Goldberg ve Spooner[22], Paglia ve Valentine[23], Cortas ve Wakid[24] yöntemleri kullanılarak hesaplandı. Serum malonil dialdehit (MDA) düzeyleri Yoshioka ve ark.[25] yöntemleri kullanılarak ölçüldü. Serum vitamin E ve plazma vitamin C konsantrasyonları sırasıyla Ruperez ve ark.[26] ve Liu ve ark.[27] yöntemleri kullanılarak hesaplandı. Seruloplazmin düzeyleri Sunderman ve Nomoto[28] yöntemi kullanılarak hesaplandı.

İstatistiksel değerlendirme amacıyla Mann-Whitney U-testi kullanıldı ve p<0.05 değerleri anlamlı olarak kabul edildi.

Bulgular

Hastalara ait eritrosit G6PD, Cu/Zn-SOD, CAT, GPx, GR enzim aktiviteleri, serum MDA, vitamin E ve plazma vitamin C düzeylerinin ameliyat öncesi ve sonrası değerleri Tablo 1'de sunulmuştur. Bütün bu parametrelerde operasyon öncesi ve 3 ay sonrasında elde edilen ölçümler arasında istatistiksel olarak bir fark olmadığı görülmüştür (p>0.05). Bu sonuçlar her bir parametre için post hoc güç analizi yapılarak yorumlanmaya çalışıldı. Çalışmanın %85 güce sahip olabilmesi C vitamini için 136 olguya, GPx için 188 olguya ve diğerleri için de 1000'in üzerinde olguya ihtiyaç duyulduğu saptanmıştır.

Tablo 1. Cerrahi öncesi ve total tiroidektomiden 3 ay sonraki sonuçlar (Kan örnekleri hastaların ötiroid oldukları tiroid fonksiyon testleri ölçümleri yapıldıktan sonra alınmıştır).

Tartışma

Deneysel sıçan modellerinde hipertiroidizm oluşturularak oksidatif stres mekanizmalarındaki artış tanımlanmıştır[4,10,29-32] ve Graves hastalarında da[2,10,33-37] mitokondrilerdeki solunum zincirinde fonksiyon bozukluğuna bağlı aşırı serbest radikal üretiminin ortaya çıktığı gösterilmiştir[29,38]. Hipertiroidizmli hastalarda eritrosit antioksidan enzim aktivitesinde, selenyum, GSH, MDA ve serum CP düzeylerinde anlamlı düzeyde artış olduğu görülmüştür[16,39,40]. Bu durum tiroid hormonlarının hipermetabolik etkilerinin yarattığı oksidatif stresin sonucunu güçlü bir şekilde yansıtmaktadır. Alıcıgüzel ve ark.[40] yaptıkları çalışmada hipertiroidizmli hastalarda eritrosit Cu/Zn-SOD aktivitesinde belirgin bir artış olduğu gösterilmiş ve bu artışın superoksit oluşumundaki artmaya bağlı olduğu belirtilmiştir. Benzer sonuçlar başka çalışmalarda da elde edilmiştir[16,39]. Artmış SOD aktivitesi H202 artışına neden olmakta ve bunun oluşturabileceği harabiyeti azaltmak amacıyla CAT ve selenyum-GPx değerlerinde de yükselme olmaktadır[15,40].

Glutatyon hücreleri oksidatif stresten ve toksik ajanlardan korumada önemli bir rol oynar ayrıca selenyum-GPx ve glutatyon-S-transferaz için kaynak oluşturur[41,42]. Alıcıgüzel ve ark.[40] eritrosit selenyum-GPx, GR aktivitesi ve GSH düzeylerinin kontrol grubuna göre hipertiroidizmli hastalarda belirgin şekilde yüksek olduğunu göstermişlerdir. GR ve GPx aktivitelerindeki artışın daha fazla NADPH ve G6PD aktivitesi gerektirdiği söylenebilir. NADPH'nın glutatyon siklusune katılımının gerekliliği, CAT bağlanmasında ve katalitik aktivitenin sürdürülmesindeki önemi gösterilmiştir[39,40]. Yüksek miktarda bakırın plazmaya geçişi sonrası bunun zararlı etkilerinden korunmak amacıyla onu bağlamak için CP sentezinde artış gözlenir. İnsan eritrosit membranında CP reseptör varlığı, CP'nin eritrosit antioksidan mekanizmasında rol oynadığının bir göstergesidir ve bundan dolayı eritrosit antioksidan enzim düzeyleriyle paralel bir artış göstermesi beklenir[43]. Serum CP düzeylerinin kontrol grubuyla karşılaştırıldığında hipertiroidizmli hastalarda belirgin şekilde yüksek olduğu bulunmuştur[1,17,40].

Dumitriu ve ark.[1], Videla ve ark.[2] hipertiroidizmli hastaların plazma MDA düzeylerinde anlamlı artış olduğunu göstermişlerdir. Alıcıgüzel ve ark.'nın[40] çalışmasında ise hipertiroidizmli hastalarda serum MDA düzeyleriyle plazma T3 ve T4 seviyeleri arasında pozitif bir birlikteliğin olduğu görülmüş ancak serum MDA düzeyi ile eritrosit antioksidan enzimleri arasında ilişki saptanamamıştır.

Hipertiroidli olan hastalarda eritrositlerde ve diğer dokularda oksidatif stresin artışından sorumlu olan maddelerin tüketiminin artmasından dolayı serum vitamin E, plazma vitamin C ve selenyum düzeylerinde azalma olmaktadır. E vitamini bir membran antioksidanı olup süperoksit radikallerinin ve lipid peroksidazın daha az toksik şekle dönüşümünde rol oynar. Bu dönüşüm boyunca tokoferol radikalleri üretilir ki bunun harcanması için de C vitamini gereklidir. Erkılıc ve ark.[17], Danis ve ark.[44] kontrol grubuna göre hipertiroidli olan hastalarda serum vitamin E düzeylerinin anlamlı şekilde düşük olduğunu ve benzer şekilde vitamin C düzeylerinde de azalmanın mevcut olduğunu göstermişlerdir.

Literatüre bakıldığında bu çalışma değişik ajanlarla ötiroidizm sağlanmış olan hastalarda eritrosit, serum ve plazma antioksidan aktivitelerinin karşılaştırıldığı ilk çalışmadır. Bu çalışmadan çıkan sonuç antioksidan mekanizmaların dengede kalması için gerekli olan noktanın ötiroidizmin sağlanması olduğudur. Ötiroidizmin ister propiltiyourasil isterse total tiroidektomiden sonra L-tiroksin replasman tedavisiyle sağlanması antioksidan mekanizmalarda anlamlı bir değişikliğe neden olmamakta gibi gözükmektedir. Replasman tedavi amacıyla kullanılan L-tiroksin hormonu antioksidan sistemler üzerine endojen hormonlar ile aynı şekilde etki etmekte gibi gözükmektedir. Post hoc güç analizi yapıldığında çalışmanın %85 güce sahip olabilmesi için gerekli örneklem sayısının değerlendirmeye alınan parametrelerin bir çoğu için 1000'in üzerinde olması, kesin bir yoruma ulaşılabilmesi için çok daha fazla sayıda hasta içeren olgu serilerinde benzer çalışmaların planlanmasını gerektirmektedir. Değişik endikasyonlarla cerrahi tedavi planlanan hipertiroidizm hastalarında L-tiroksin replasman tedavisinin uygun dozda yapılması ameliyat öncesi sağlanan dengenin devam etmesini sağlamak için yeterli gözükmektedir.

Kaynaklar

  1. Dumitriu L, Bartoc R, Ursu H, Purice M, Ionescu V. Significance of high levels of serum malonyl dialdehyde (MDA) and ceruloplasmin (CP) in hyper- and hypothyroidism. Endocrinology 1988; 26: 35–38.
  2. Videla LA, Sir T, Wolff C. Increased lipid peroxidation in hyperthyroid patients: suppression by propylthiouracil treatment. Free Radic Res Commun 1988; 5: 1–10.
  3. Asayama K, Dobashi K, Hayashibe H, Megata Y, Kato K. Lipid peroxidation and free radical scavengers in thyroid dysfunction in the rat: a possible mechanism of injury to heart and skeletal muscle in hyperthyroidism. Endocrinology 1991; 121: 2112–2118.
  4. Pereira B, Costa Rosa LBP, Safi DA, Becdhara EJH, Curi R. Control of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase activities in rat lymphoid organs by thyroid hormones. J Endocrinol 1994; 140: 73–77.
  5. Asayama K, Kato K. Oxidative muscular injury and its relevance to hyperthyroidism. Free Radic Biol Med 1990; 8: 293–303.
  6. Swaroop A, Ramasarma T. Heat exposure and hypothyroid conditions decrease hydrogen peroxide generation in liver mitochondria. Biochem J 1985; 226: 403–408.
  7. Paller MS. Hypothyroidism protects against free radical damage in ischemic acute renal failure. Kidney Int 1986; 29: 1162–1166.
  8. Arumanayagam M, Swaminathan R. Ouabain-binding sites of reticulocytes from guinea pigs treated with triiodothyronine. Metabolism 1991; 40: 471–473.
  9. Arumanayagam M, Swaminathan R. Induction of the ATPdependent proteolytic system in guinea pig reticulocyte lysates by triiodothyronine. Life Sci 1991; 49: 1369–1376.
  10. Seven A, Seymen O, Hatemi S, Hatemi H, Yigit G, Candan G. Antioxidant status in experimental hyperthyroidism: effect of vitamin E supplementation. Clin Chim Acta 1996; 256: 65–74.
  11. DiGuiseppi J, Fridovich I. The toxicity of molecular oxygen. Crit Rev Toxicol 1984; 12: 315–342.
  12. Pearson HA, Druyan R. Erythrocyte glucose-6-phosphate dehydrogenase activity related to thyroid activity. J Lab Clin Med 1961; 57: 343–349.
  13. Swaminathan R, Segal NH, Chapman C, Morgan DB. Red-blood-cell composition in thyroid disease. Lancet 1976; 25: 1382–1385.
  14. Nehal M, Baquer NZ. Changes in hexokinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase in red cells during hypo and hyperthyroidism. Biochem Int 1989; 19: 193–199.
  15. Kurasaki M, Saito T, Kaji H, Kojima Y, Saito K. Increased erythrocyte catalase activity in patients with hyperthyroidism. Horm Metab Res 1986; 18: 56–59.
  16. Saito T. Superoxide dismutase level in human erythrocytes and its clinical application to the patients with cancers and thyroidal dysfunctions. Hokkaido Igaku Zasshi 1987; 62: 257–268.
  17. Erkılıc AB, Alıcıguzel Y, Erkılıc M, Aksu A. Ceruloplasmin and vitamin E levels in toxic multinodular goiter. Nutr Res 1996; 6: 185–189.
  18. Morini P, Casalino E, Sblano C, Landriscina C. The response of rat liver lipid peroxidation, antioxidant enzyme activities and glutathione concentration to the thyroid hormone. Int J Biochem 1991; 23: 1025–1030.
  19. Abalovich M, Llesuy S, Gutierrez S, Repetto M. Peripheral parameters of oxidative stress in Graves'disease: the effects of methimazole and 131 iodine treatments. Clin Endocrinol 2003; 59: 321–327.
  20. Aebi H. Catalase in vitro. Methods Enzymol 1984; 105: 121-126.
  21. Sun Y, Oberley LW, Li Y. A simple method for clinical assay of superoxide dismutase. Clin. Chem 1988, 34: 497-500.
  22. Goldberg DM, Spooner RJ. Gluthatione reductase. In: Bergmeyer HU, ed. Methods in Enzymology. Chemie, 1983: 258-265.
  23. Paglia DE, Valentine WN. Studies on the quantitative and qualitative characterization of erytrocyte gluthation peroxidase. J Lab Clin Med 1967; 70: 158-169.
  24. Cortas NK, Wakid NW. Determination of inorganic nitrate in serum and urine by a kinetic cadmium-reduction method. Clin Chem 1990; 36: 1440-1443.
  25. Yoshioka T, Kawada K, Shimada T, Mori M. Lipid peroxidation in maternal and cord blood and protective mechanism against activated- oxygen toxicity in blood. Am J Obstet Gynecol 1979; 135: 372-376.
  26. Ruperez FJ, Mach M, Barbas C. Direct liquid chromatography method for retinol, alpha- and gamma-tocopherols in rat plasma. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2004; 800: 225-230.
  27. Liu TZ, Chin N, Kiser MD, Bigler WN. Specific spectrophotometry of ascorbic acid in serum or plasma by use ascorbate oxidase Clin Chem 1982; 28: 2225-2228.28. Sunderman FW Jr, Nomoto S. Measurement of human serum ceruloplasmin by its p-phenylenediamine oxidase activity. Clin Chem 1970; 16: 903-910.
  28. Fernandez V, Barrientos X, Kipreos K, Valenzuela A, Videla LA. Superoxide radical generation, NADPH oxidase activity, and cytochrome P-450 content of rat liver microsomal fractions in an experimental hyperthyroid state: relation to lipid peroxidation. Endocrinology 1985; 117: 496-501.
  29. Fernandez V, Llesuy S, Solari L, Kipreos K, Videla LA, Boveris A. Chemiluminescent and respiratory responses related to thyroid hormone- induced liver oxidative stress. Free Radic Res Commun 1988; 5: 77-84.
  30. Mano T, Sinohara R, Sawai Y, Oda N, Nishida Y, Mokuno T, et al. Effects of thyroid hormone on coenzyme Q and other free radical scavengers in rat heart muscle. J Endocrinol 1995; 145: 131-136.
  31. Adamo A, Llesuy S, Pasquini J, Boveris A. Brain chemiluminiscence and oxidative stress in hyperthyroid rats. Biochem J 1989; 263: 273–277.
  32. Videla LA, Correa L, Rivera M, Sir T. Zymosan-induced luminol-amplified chemiluminiscence of whole blood phagocytes in experimental and human hyperthyroidism. Free Radic Biol Med 1993; 14: 669–675.
  33. Wilson R, Chopra M, Bradley H, McKillop JH, Smith WE, Thomson JA. Free radicals and Graves'disease: the effects of therapy. Clin Endocrinol 1989; 30: 429–433.
  34. Lissi EA, Salim-Hanna M, Sir T, Videla LA. Is spontaneus urinary visible chemiluminiscence a reflection of in vivo oxidative stress? Free Radic Biol Med 1992; 12: 317–322.
  35. Bianchi G, Solaroli E, Zaccheroni V. Oxidative stress and anti-oxidant metabolites in patients with hyperthyroidism: effect of treatment. Horm Metabol Res 1999; 31: 620–624.
  36. Komosinska-Vassev K, Olczyk K, Kucharz EJ, Marcisz C, Winsz-Szczotka K, Kotulska A. Free radical activity and antioxidant defense mechanisms in patients with hyperthyroidism due to Graves' disease during therapy. Clin Chim Acta 2000; 300: 107–117.
  37. Venditti P, Di Meo S, De Leo T. Effect of thyroid state on characteristics determining the susceptibility to oxidative stress of mitochondrial fractions from rat liver. Cell Physiol Biochem 1996; 6: 283–295.
  38. Guemouri L, Artur Y, Herbeth B, Jeandel C, Cuny G, Siest G. Biological variability of superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and catalase in blood. Clin Chem 1991; 37: 1932–1937.
  39. Aliciguzel Y, Ozdem SN, Özdem SS, Karayalcin U, Siedlak S, Perry G, Smith MA. Erythrocyte, plasma, and serum antioxidant activities in untreated toxic multinodular goiter patients. Free Radic Biol Med 2001; 30: 665-670.
  40. Wefers H, Sies H. Oxidation of glutathione by the superoxide radical to the disulfide and the sulfonate yielding singlet oxygen. Eur J Biochem 1983; 137: 29–36.
  41. Kurata M, Suzuki M, Agar NS. Antioxidant systems and erythrocyte life-span in mammals. Comp Biochem Physiol 1993; 106: 477–487.
  42. Barnes G, Frieden E. Ceruloplasmin receptors of erythrocytes. Biochem Biophys Res Commun 1984; 25: 157–162.
  43. Danis I, Marchiulenite D, Danite E, Cherniauskene R. Vitamin E and malondialdehyde in the blood serum of thyrotoxicosis patients. Rev Belge Med Dent 1990; 36: 21–24.