Entoksikasyon tipi kalıtsal metabolik hastalıklarda tiyol / disülfid dengesinin değerlendirilmesi

Abstract

Giriş: Dinamik tiyol/disülfid dengesi; antioksidan koruma, detoksifikasyon, sinyal iletimi, apoptozis, enzim ve protein fonksiyonlarının regülasyonu, protein yapılarının stabilizasyonunda, transkripsiyon ve hücresel sinyal iletiminde önemli role sahiptir. Literatürde, metabolik hastalıklarda oksidatif stresin tiyol/disülfid parametreleri ile değerlendirildiği iki çalışma mevcuttur: Bunlardan biri akçaağaç şurubu idrar hastalığı (MSUD) olan olgularda, diğeriyse L-2-hidroksiglutarik asidürili olgularda yapılmıştır. Fenilketonüri, organik asidemi, üre döngüsü bozuklukları ve galaktozemi olgularında daha önce tiyol/disülfid dengesi araştırılmamıştır. Çalışmamızda; entoksikasyon tipi kalıtsal metabolik hastalık tanılı olgularda, oksidatif stres durumunun belirlenmesi, izlem parametreleri, metabolik kontrol durumu ve tedavi uyumuyla ilişkisinin belirlenmesi amaçlandı.Gereç ve Yöntem: Çalışmaya Çocuk Metabolizma Polikliniği'nde, entoksikasyon tipi kalıtsal metabolik hastalık tanısı ile izlenen olgular ve Sosyal Pediatri Polikliniği'ne kontrol amaçlı başvuran sağlıklı gönüllüler dâhil edildi. Olguların başvuru yaşları, başvuru yakınmaları, cinsiyetleri, vücut ağırlıkları, boyları, ebeveynleri arasındaki akrabalık durumları, ailede benzer hastalık öyküsü, yaşıtlarına göre nörolojik gelişimleri ve aldıkları tedaviler elektronik dosya verilerinden tarandı ve kaydedildi. Olgular, tedavi uyumu ve metabolik kontrol durumu açısından `iyi` ve `kötü` diye gruplandırıldı. Gelişim basamaklarına göre yaşıtlarıyla uyumlu ve yaşıtlarına geri şeklinde gruplandırıldı. Total tiyol, nativ tiyol ve disülfid seviyeleri plazmada otomatik spektrofotometrik bir yöntem kullanılarak değerlendirildi. Hasta grupları (fenilalanin metabolizma bozuklukları, diğer aminoasit metabolizması bozuklukları, üre döngüsü bozuklukları, organik asidemi ve karbonhidrat metabolizması bozuklukları) ve kontrol grubunun tiyol-disülfid parametreleri karşılaştırıldı. Metabolik kontrol durumu, tedavi uyumu ve metabolik belirteçler ile tiyol/disülfid dengesi arasındaki ilişki araştırıldı. İstatistiksel analiz IBM SPSS 20 (IBM SPSS Inc., Chicago, IL) kullanılarak gerçekleştirildi.Bulgular: Hasta grubunun ortalama nativ tiyol/total tiyol oranı, kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak düşük saptandı (p=0,001). Hasta grubunda ortanca disülfid düzeyi (p=0,004), ortanca disülfid/nativ tiyol oranı (p=0,001) ve ortanca disülfid/total tiyol oranı (p=0,002) kontrol grubuna kıyasla yüksek saptandı. Ortanca disülfid düzeyi, ortanca disülfid/nativ tiyol ve ortanca disülfid/total tiyol oranları kontrol grubu ile karbonhidrat metabolizma bozukluğu olan gruplarda benzer olup diğer tanı gruplarında anlamlı olarak yüksek saptandı. Ortalama nativ tiyol/total tiyol oranı organik asidemi grubunda, diğer tanı gruplarına ve kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak düşük saptandı. Kötü metabolik kontrollü olgularda ortalama nativ tiyol/total tiyol oranı anlamlı olarak düşük (p=0,001); ortanca disülfid düzeyi, ortanca disülfid/nativ tiyol ve ortanca disülfid/total tiyol oranları ise yüksek saptandı (sırasıyla p=0,014, p=0,002, p=0,01). Tedavi uyumsuzluğu olan olgularda ortalama nativ tiyol/total tiyol oranı düşük saptanırken; disülfid düzeyi, ortanca disülfid/nativ tiyol ve ortanca disülfid/total tiyol oranları anlamlı farklılık göstermedi. Disülfid/nativ tiyol, disülfid/total tiyol ve nativ tiyol/total tiyol oranlarıyla amonyak, sitrülin ve lösin parametreleri arasında korelasyon saptandı; fenilalanin ve laktat düzeyleriyle anlamlı ilişki saptanmadı.Tartışma: Entoksikasyon tipi metabolik hastalıklarda tiyol/disülfid dengesi bozulmuştur. İyi metabolik kontrol ve tedaviye uyumla oksidatif hasar önlenebilir. İzlem parametreleriyle (amonyak, lösin ve sitrülin) oksidatif durum arasında ilişki vardır. Literatür bilgileri ışığında, çalışmamız fenilketonüri, galaktozemi ve üre döngüsü bozukluklarında tiyol/disülfid dengesinin değerlendirildiği ilk çalışmadır. Anahtar kelimeler: Tiyol; disülfid; amonyak; lösin; metabolik hastalık; oksidatif stres

Introduction: Dynamic thiol / disulfide homeostasis has an important role in antioxidant protection, detoxification, signal transmission, apoptosis, regulation of enzyme functions, stabilization of protein structures, regulation of protein functions, transcription and cellular signal transmission. There are two studies in the literature in which oxidative stress is evaluated with thiol / disulfide parameters in inborn errors of metabolism. One of them analyses patients with maple syrup urine disease (MSUD) while the other one is concentrated on patients with L-2 hydroxyglutaric aciduria. The thiol / disulfide balance has not been previously investigated in patients with phenylketonuria, organic acidemia, urea cycle disorders, and galactosemia. The aim of this study is to determine the oxidative stress status, its relationship with follow up parameters, the role of metabolic control and treatment compliance among patients diagnosed with intoxication type of hereditary metabolic disease. Materials and methods: The patients who were followed up with the diagnosis of hereditary metabolic disease in pediatric metabolism outpatient clinic and healthy individuals who admitted to the social pediatrics outpatient clinic were included in the study. From the electronic file data of the cases; admission age, complaint, gender, body weight, height, consanguinity among their parents, family history of illness, neurological development and treatments were recorded. Cases are grouped as good and bad in terms of treatment compliance and metabolic control status. In terms of development steps, they were grouped as normal and underdeveloped when compared with their peers. Total thiol, native thiol and disulfide levels were evaluated in plasma using an automated spectrophotometric method. The thiol-disulfide balances of the patient groups (phenylalanine metabolism disorders, other amino acid metabolism disorders, urea cycle disorders, organic acidemia and carbonhydrate metabolism disorders) and control group were compared. The relationship between metabolic control status, treatment compliance, metabolic markers and thiol / disulfide balance was investigated. Statistical analysis was performed using IBM SPSS 20 (IBM SPSS Inc., Chicago, IL).Results: The mean native thiol / total thiol ratio of the patient group was significantly lower compared to the control group (p = 0.001). The median disulfide level (p = 0.004), the median disulfide / native thiol ratio (p = 0.001) and the median disulfide / total thiol ratio (p = 0.002) were higher in the patient group compared to the control group. The median disulfide level, median disulfide / native thiol and median disulfide / total thiol ratios were similar in the control group and in groups with carbonhydrate metabolism disorders, but were significantly higher in other groups. The mean native thiol / total thiol ratio was significantly lower in the organic acidemia group compared to the other groups. In the cases with poor metabolic control, the median native thiol / total thiol ratio was significantly low (p = 0.001), the median disulfide level, the median disulfide / native thiol and median disulfide / total thiol ratios were higher (respectively p = 0.014, p = 0.002, p = 0.01). Native thiol / total thiol ratio was found to be low in cases incompatible with treatment. The disulfide level, median disulfide / native thiol and disulfide / total thiol ratios did not differ significantly. Disulfide / native thiol, disulfide / total thiol, native thiol / total thiol ratios were associated with ammonia, citrulline, leucine parameters. There were no significant relationship with phenylalanine and lactate levels.Conclusion: Thiol/disulfide homoestasis was impaired in intoxication type metabolic diseases. Oxidative damage can be prevented by good metabolic control and compliance with treatment. There is a relationship between follow up parameters (ammonia, leucine and citrulline) and oxidative status. To the best of our knowledge there has been no study in the literature evaluating thiol / disulfide balance in urea cycle defects, phenylketonuria and galactosemia patients.Keywords: Thiol; disulfide; ammonia; leucine; metabolic disease; oxidative stress