QRS Kompleksi Nedir
QRS kompleksi ventriküler kasılma ve depolarizasyon periyodunun sonucu olarak ortaya çıkan bir yapıdır. Atriyumların repolarizasyonu çok daha büyük bir sinyal üreten ventriküller tarafından bastırılır. QRS kompleksinin, P dalgasından çok daha büyük bir sinyal olmasının sebebi, ventrikülleri oluşturan dokunun daha hacimli olmasından kaynaklanır. QRS kompleksi, Q dalgasından başlar ve S dalgasının taban çizgisine kavuştuğu noktada sonlanır. QRS kompleksleri genellikle en büyük genliğe ve en yüksek frekansa sahip EKG bileşenidir. QRS kompleksi, dalga şeklinin genliği büyükse Q, R, S ile küçükse q, r, s ile gösterilir. Normal değeri 60 ms ile 100 ms arasında değişmektedir.
12 kanallı EKG
Standart 12 kanallı EKG sistemi 4 adet kol ve bacak elektrotu ile 6 adet göğüs elektrotundan oluşur. Hep birlikte, elektrotlar (veya kanallar) kalbin elektriksel aktivitesini 12 farklı bakış açısından görmemizi sağlar. 6 adet kol ve bacaklara ait kanallar ile 6 adet göğse ait kanal Çizelge 2.1’de gösterilmiştir.
Her bir kanal:
1. Kalbin elektriksel aktivitesine farklı bir açıdan bakmamızı sağlar,
2. Pozitif ve negatif bir bileşene sahiptir,
3. Kanalda bulunan pozitif elektrotun bakış açısına göre kalbin spesifik bir bölgesi hakkında bilgi verir.
I, II ve III numaralı derivasyonlar kol ve bacaklara bağlanan bipolar elektrotlardan elde edilir. Geriye kalan üç kol ve bacak derivasyonu ve altı adet prekordiyal derivasyonlar tek kutupludur. Günümüzde kullanılan EKG cihazları kayıt yaparken arttırılmış kol ve bacak derivasyonlarını kullanır (aVR, aVL ve aVF). Kol ve bacaklara ait kanallar üç adet çift kutuplu derivasyon (I, II, III) ve üç adet tek kutuplu derivasyondan oluşur (aVR, aVL ve aVF). aVR, aVL ve aVF nin kalbe göre dizilimi sezgisel olarak da bellidir. Çünkü kol ve bacaklar doğrusal iletkenler gibi davranırlar. Sol kol bağlantısı kalpten sol omuza doğru, sağ kol bağlantısı ise sağ omuza doğrudur.
Burada RA sağ kol, LA sol kol, LL sol bacak anlamına gelir. İnsan vücudu EKG frekanslarına karşı direnç gösterdiğinden kollar ve bacaklar gövdeye bağlı kablolar gibi düşünülebilir. I numaralı derivasyon herhangi bir kardiyak bilgi kaybına sebep olmamak için omuzlardan kaydedilmelidir. Aralarındaki bağıntı II = I+III şeklindedir. aVR, aVL ve aVF I, II ve III numaralı derivasyonlar kullanılarak hesaplanır
Normal bir EKG konfigürasyonunda dalgalar, kompleksler, bölümler ve aralıklar voltaj olarak (dikey eksen üzerinde) zamana (yatay eksen) karşı kaydedilir.
Tek bir dalga şekli taban çizgisinde başlar ve biter. Dalga şekli taban çizgisinde ilerlemeye devam ettikçe başka bir dalga şekline dönüşür. İki veya daha fazla dalga şekli bir araya geldiğinde oluşan yapıya kompleks denir. Düz, doğru ve izoelektrik bir çizgi segment olarak adlandırılır. Bir dalga şekli veya kompleks, bir segmente bağlanıyorsa bu yapıya da aralık denir. Taban çizgisinin üzerinde kalan bütün EKG traseleri pozitif, altında kalanlar ise negatif sapmalardır.
Elektrokardiyografi Hakkinda Bilgiler
İnsan kalbine ait ilk elektrokardiyografik kayıt 1887 yılında A. D. Waller tarafından yapılmış ve klinik uygulamalarda çok fazla kullanım alanı bulamayacağı gerekçesi ile uygulanmamıştır. Daha sonra bu görüşe katılmayan W. Einthoven sağlıklı bir insandan alınan kayıtla hasta bireyden alınan kayıt arasındaki farkları göstermiştir. Bu gün evrensel olarak kullanılan P, QRS, T ve U terminolojileri de Einthoven tarafından önerilmiştir.
Kalp içinde yayılan çeşitli aksiyon potansiyelleri elektrik alanına sebebiyet veren bir akım üretir. Bu elektrik alanı, vücut yüzeyinden çeşitli fark alıcı voltaj ölçüm sistemleri ile ölçülebilir. Bu ölçümlerin yerlerinin standartlaştırılmış elektrotlar tarafından alınması elektrokardiyogram olarak tanımlanır. Tipik bir EKG sinyalinin genliği ±2 mv dolaylarındadır ve kayıt için 0,05 ile 150 Hz arasında bir bant genişliğine ihtiyaç duyulur.
Temel elektrokardiyografik dalga şekli; P dalgası, QRS kompleksi, ve T dalgası olmak üzere üç bileşenden oluşur (Şekil 2.6). P dalgası, atrial miyokard depolarizasyonunun sonucunda ortaya çıkar. Sinoatrial düğümün depolarizasyonu yüzeyden kaydedilen EKG’de görülmez ve direkt olarak tanımlanamaz ancak P dalgalarının şekli ve yönünden çıkartılabilir. QRS kompleksi, ventriküler miyokardın depolarizasyonuyla oluşur. ST segmenti ve T dalgası, ventriküler miyokard repolarizasyonunu temsil eder. Atrial miyokard repolarizasyonu; Ta dalgasını ve onu izleyen P dalgasını gösterir. Ta dalgası küçük ve asimetrik olan negatif bir dalgadır. Genellikle QRS kompleksi ile aynı anda meydana geldiğinden QRS kompleksi tarafından perdelenir ve görülemez. Ta dalgası ancak sinus taşikardi sırasında (özellikle egzersiz yaparken meydana gelen) kolaylıkla tanımlanabilir hale gelir. Sinus taşikardi sırasında büyüklüğü artar ve QRS kompleksinden hemen önce başlayan ve bitiş noktası ST segmentine ulaşan negatif bir dalga olarak elektrokardiyogramda görülür hale gelir
Kalp Elektrofizyolojisi Nedir
Kardiyak döngüyü başlatan elektriksel olaylar sağ atriumun üst tarafında superior vena kava boşluğunun yanındaki sinoatrial düğümün depolarizasyonu ile başlar. Kalp kasındaki interkale disklerin düşük elektriksel direnci sayesinde hücreler arası iletim sağlanır. Aktif bir hücredeki aksiyon potansiyeli komşu hücreleri depolarize eden elektrik akımının akmasına sebep olur. Sinoatrial düğümde oluşturulan aksiyon potansiyeli 1,0 ile 1,2 m/s hızla tek bir kasmış gibi hareket eden atriumlara yayılır. Bunun sonucunda ortaya çıkan ilk mekanik cevap atriyal sistoldür
Kalpte temel elektriksel olaylar, bir aksiyon potansiyelinin oluşması ve ilerlemesidir. Bu süreç ile membran potansiyeli negatif istirahat potansiyelinden pozitif duruma dönüşür (depolarizisyon) ve daha sonra istirahat düzeyine repolarize olur. Hücre membranında özel iyon kanal proteinleri, aksiyon potansiyellerini oluşturmak üzere açılır ve kapanır. İyon kanallarının farklı ekspresyonu veya fonksiyonu kardiyak dokulardaki elektrofizyolojik heterojeniteden sorumludur. Bu heterojenite miyokardiyal hücrelerde aksiyon potansiyelinin uzaması ve aritmilere sebebiyet verebilmektedir. Hücreden hücreye ileti özel proteinlerden oluşmuş “gap junction’lar” vasıtası ile olur.
Özel kardiyak ileti sistemi, normal kalp atımının başlatıldığı bölgeyi içerir ve tüm kalpte elektriksel aktivasyon dizisine, zamansal ve bölgesel olarak rehberlik eder. Normal bir kalp atımı sinoatriyal düğümde başlar. Aktivasyon, sağ atriyumun üst bölgesinden başlayarak tercihli yollardan sol atriyuma (Bachman huzmesi) ve bazal interatriyal septumda lokalize olan atriyoventriküler (AV) düğüme doğru ilerler (krista terminalis yolu ile).
Kompakt AV düğümünün kesin sınırları tartışmalıdır, ama AV düğümü ve bunun atriyal uzantıları için genel olarak önemli olan bölge Koch üçgenidir. Koch üçgeni,
Todaro (sefelad) tendonu, triküspid kapak anulusu (kaudat) ve koroner sinus ostiyumu (posterior) ile çevrilidir. Distal AV düğümü, His demeti ile devam eder. His demeti sağ ve sol dallara ayrılır. Sağ dal tek bir yapı olarak devam eder ve ventriküler miyositlerle temas eden histolojik olarak ayrı Purkinje liflerine ayrılır. Membranöz interventriküler septumu geçtikten sonra sol dal, anterior, posterior ve orta demetlere ayrılır. Bunların hepsi Purkinje lifleri olarak devam eder. Bu bölgelerin her birisinde kaydedilen aksiyon potansiyellerinde farklı iyon kanal popülasyonlarının varlığına bağlı farklı morfolojiler vardır
Ventriküler miyokardiyumun farklı bölgelerinde kaydedilen aksiyon potansiyellerinin süresi ve morfolojisi farklılık gösterir. Sol ventrikül serbest duvarı, fonksiyonel olarak ayrı, ama histolojik olarak benzer hücre tiplerinden oluşmuştur. Bunlar dıştan içe doğru epikardiyal tabaka; ventriküler kaviteleri kaplayan ve özel ileti sisteminin terminal öğelerini içeren kısım olan endokardiyal tabaka ve miyokardiyal hücre tabakası olarak sıralanır
Midmiyokardiyal hücre tabakası, total sol ventiküler kütlenin yaklaşık olarak %30’unu oluşturur ve epikardiyal ve endokardiyal hücrelerdeki aksiyon potansiyelleri ile karşılaştırıldığında daha uzun istirahat aksiyon potansiyelleri ile karakterizedir. Midmiyokardiyal hücrelerin aksiyon potansiyelleri de, kalp yetmezliğinde, kalp hızı yavaş olduğu esnada ve aksiyon potansiyelini uzatan çeşitli ilaçlar kullanıldığında orantısız bir şekilde uzar. Bu koşullarda, aksiyon potansiyeli süresinde heterojenite artışının, reentrant eksitasyona katkıda bulunduğu düşünülür. Histolojik olarak diğer hücre tabakalarına benzer olmasına rağmen, miyokardiyal hücreler, diğer tabakalara göre daha hızlı ve daha güçlü bir şekilde kasılır. Mekanik sistolü oluşturmak için, kalsiyum iyonlarının (Ca2+) intraselüler depolardan (sarkoplazmik retikulum) salınması gerekmektedir. Bu salınma işlemi miyokardın elektriksel aktivasyonu ile gerçekleşir
Kalp Anatomisi Hakkında
Kalp metabolit, besin maddesi ve hormon içeren yeterli seviyede oksijenlenmiş kanı vücuda pompalayarak an be an değişen metabolik ihtiyaçları karşılayan ve bu sayede vücut içi dengeyi sabit tutan önemli bir organdır Kalbin en önemli iki karakteristik özelliği kasılabilir ve ritmik olmasıdır. Kalpte venöz dönüş, kasılma sırasında ortaya çıkan akış direnci ve kasılma sıklığı arasındaki ilişki sinir sistemi ve nörohumoral faktörler tarafından düzenlemekle birlikte içsel kardiyak oto düzenleme mekanizmaları da vardır. Kalbin tabanı ile apeksi arasındaki uzunluk 12 ile 13 cm arasında genişliği ise en geniş bölgesinde 7 ile 8 cm arasındadır. Ağırlığı kişinin toplam vücut ağırlığının 0.474%’ü kadardır. Üçüncü ve altıncı kaburgalar arasında, göğüs boşluğunun tam merkezinde, iki akciğerin alt tarafındaki boşlukta konumlanmıştır. Kalbin tabanından apeksine olan doğrultusu vücudun soluna ve önüne doğrudur
kalp sağ ve sol ventriküller ve sağ ve sol atriyumlar olmak üzere dört odadan oluşur. Sol ventrikülden pompalanan kan aort vasıtası ile sistemik arteriyel sistemin kanlanmasını [10], ve bu sayede doku ve organlara oksijenlenmiş kanın ulaşmasını sağlar Sağ ventrikül karbondioksitçe zengin olan kanı pulmoner semilunar valf çıkışından [9] akciğerlere pompalayarak pulmoner arter ağacının kanlanmasını ve aynı zamanda da kirli kanın kalbin sol atriumuna dönmeden önce akciğerlerde temizlenmesini sağlar. Kalbin sağ kısmına tüm vücuttan gelen kanı toplayan damarlar (vena kava inferior ve vena kava superior) açılır. Bu kan akciğer atardamarı (pulmoner arter) ile sağ kısımdan ayrılır. Akciğerlerden akciğer toplardamarları (pulmoner venler) ile dönen kan, sol kulakçık ve sol karıncığı dolaşarak aort damarları ile tüm vücuda pompalanır Sol ve sağ atriumlar rezervuar görevi görürken sol ve sağ ventriküller pompalama görevini üstlenirler. Pulmoner dolaşım sırasında temizlenen kan sol atriumda birikirken, sistemik dolaşım sırasında kirlenen kan ise sağ atriuma dolarak ventriküllerin kasılmadan önce yeterli miktarda kanla dolmasını sağlar
Kalpte dört adet kapakçık vardır. Bu kapakçıklar kalbe kanın dolması ve pompalanması sırasında görev alırlar. Mitral kapak sol atriyum ve sol ventrikül arasında yer alır ve sol atriyumdan sol ventriküle doğru olan akışı kontrol eden tek yönlü bir kapaktır. Triküspit kapak adından da anlaşıldığı gibi yaprak biçiminde üç parçadan oluşur ve sağ atriyum ile sağ ventrikül arasında yer alır. Sağ ventrikül ve düşük basınçlı pulmoner arteriyel sistem pulmoner kapak ile birbirinden ayrılmıştır. Aort kapağı sol ventrikülle aort damarı arasında bulunur.
Kalp duvarı üç tabakadan oluşur. Bunlar içten dışa doğru olarak endokart, miyokart ve perikart olarak sıralanır. Endokart, kalp odacıklarının iç yüzünü döşeyen, kalp kapakçıklarını örten, ince, düz ve parlak bir epitel dokusudur. Miyokart, kalp duvarının ikinci tabakası olan kas tabakasıdır. Atriyumların kas tabakası iki katmanlıdır.
Ventriküllerin kas tabakası üç katmanlıdır. Perikart ise kalbin en dış tabakasıdır. Kalbi ve kalbe girip çıkan büyük damarların kök kısımlarını içine alan iki yapraklı fibröseröz bir torbadır, kalbi korur ve kalp hareketlerini sınırlar
Koroner sistem
Kalbe oksijenlenmiş kanı taşıyan ve oksijeni azalmış kanı kalpten toplayan damarların oluşturduğu ağa koroner dolaşım denir. İki ana damar olan sağ ve sol koroner atardamarlar kalbe kan sağlar. Sol koroner atardamar iki ana kola ayrılır; sol ön inen atardamar, karıncıkların ön duvarları ve septumun (sağ ve sol ventriküler boşlukların arasında kalan kalın kas yapısı) 2/3’lük kısmını besler, sirkumfleks atardamar sol ventrikülün yan duvarlarına kanı götürür. Sağ koroner atardamar sağ ventrikülün duvarına kan taşır. Ana koroner damarlar ve bunların ilk kolları kalbin dış yüzeyinde bulunur. Oksijenlenmiş kan miyokarta giren daha küçük damarlarla taşınır. Küçük miyokart içi damarlar kanı toplar ve koroner sinüs, büyük orta kardiyak toplardamar, sağ karıncık alt toplardamarı gibi daha büyük toplardamarlarda birleşir ve sağ kulakçıktaki bir açıklığa kanı boşaltır
Nitrik Oksit (NO)
İltihapta önemli moleküllerden birisi nitrik oksittir. Basit bir gaz olan nitrik oksit sinir sistemi, bağışıklık sistemi ve dolaşım sistemi için önemli bir uyarı ileti moleküldür (16). Steroid hormonlar gibi, NO’de, hedef hücresinin plazma zarından doğrudan difüzyon ile girebilir (17). Bununla birlikte NO’in etkisinin moleküler temeli, steroidlerden farklıdır. NO transkripsiyonu düzenleyen bir alıcı proteine bağlanmak yerine hücre içi hedef enzimlerin işlevini değiştirir (16). NO arjinin amino asidinden nitrik oksit sentetaz enzimi tarafından sentezlenir. Bir kez sentezlenince, NO hücreden dışarıya çıkar ve komşu hücreleri bölgesel olarak etkileyebilir
NO’in etkisi, çok kararsız olması ve yarılanma ömrünün yalnızca birkaç saniye sürmesi nedeniyle bu gibi bölgesel etkiler ile sınırlıdır. NO’in ana hücre içi hedefi guanil siklazdır. NO bu enzimin aktif merkezindeki bir “hem” grubuna bağlanır, bir ikincil mesajcı olan siklik GMP sentezini uyarır. Ek olarak NO sistein kalıntılarının nitrozillenmesi ile bazı hedef proteinlerin yapısını doğrudan etkileyebilir (16). NO’in etkisini tanımlayan en iyi örneklerden birisi, kan damarlarının genişlemesi için uyarı iletimidir
Bu olaydaki birinci basamak, kan damarlarının, duvarındaki sinir hücrelerinin sonlarından, asetilkolin gibi bir sinir ileticilerinin salınımıdır (17). Bu sinir ileticileri endotel hücreleri üzerinde NO sentezini uyarıcı etki yapar (17). Böylece N guanil siklazı işlevselleştireceği yer olan komşu düz kas hücrelerine yayılım olur ve sonuçta kas hücrelerinin gevşemesini ve kan damarlarının genişlemesini uyaran siklik GMP sentezlenir. Örneğin, NO penil dikleşmesine yol açan kan damarlarının genişlemesi için sinyal iletiminden sorumludur. NO, damar genişlemesi, konak savunması, hücresel çoğalma gibi birçok hücresel mekanizmalarda rol alır. Ancak yüksek miktarlarda NO dokular için zararlı bir özelliğe sahiptir.
Nitrik Oksit Sentetazlar (NOS)
NO, nitrik oksit sentetaz enzimleri (NOS) tarafından sentezlenir. Üç farklı izoenzim tespit edilmiş olup bunlar nöronal NOS (nNOS), endotelyal NOS (eNOS) ve tetiklenebilir NOS (iNOS) olarak sınıflandırılmıştır
eNOS ve nNOS normal fizyolojik durumlarda salınmalarına karşın iNOS normal fizyolojik koşullarda salınmamaktadır. iNOS daralma, yaralanma, otoimmun hastalıklar ve yangı gibi çeşitli durumlarda sitokinleri ve diğer bağışıklık uyaranları güçlü bir şekilde etkilemektedir. iNOS lipopolisakkarit ve INF gama gibi çeşitli iltihaba yol açan proteinler ile bir kez uyarıldığı zaman diğer NOS’lardan çok daha fazla ve hızlı bir şekilde NO sentezi yapar. iNOS böylece antimikrobiyal etki yapmakla birlikte konak dokularında da yıkıma sebep olur
Nitrik oksit sentetazlar protein sonrası parçalama mekanizması ile kontrol edilirler . Üç NOS formu da sadece homodimer halinde etkin hale gelirler. Dimerizasyon için kalmodilin bağlanması gerekmektedir. iNOS ve nNOS dimerizasyonu, tetrahidrobiopterin’in (BH4) bağlanması halinde sabit hale gelir. Merkezi sinir sistemi proteini olan kalirin, makrofajlar tarafından üretilen NAP110 gibi proteinler NOS izoformlarının dimerizasyonunu önleyerek protein sonrası kontrol mekanizmasında görev alırlar. eNOS izoformu endotelyal hücrelerin golgi cisimciği ve plazmalemma vezikülleri membranlarında bulunmaktadır
SOCS3 ve İltihabi Hastaliklar
SOCS3 KO fareler, embriyonik gelişimleri sırasında plesental fonksiyon bozukluğundan dolayı ölmüşlerdir (101,102). Embriyonik ölüme sebep olan SOCS3 delesyonlu fareler tetroploid kurtarma süreci ile yaşatılabilmiştir. Bu çalışmalarda SOCS3’ün embriyonik gelişim açısından temel gereksinim olmadığı, plasental gelişim için temel gereksinim olduğu anlaşılmıştır. Kurtarılmış SOCS3 eksik fareler kalp küçülmesine bağlı prenetal ölüm göstermişlerdir. Buradan SOCS3’ün LIF almacını veya gp130 iletisini düzenlediği ortaya çıkmaktadır (11). SOCS3 KO farelerde yapılan çalışmalar SOCS3’ün IL-6 (103) ve G-CSF’in (104,105) önemli bir negatif düzenleyicisi olduğunu göstermiştir.
SOCS3 ve Doğal Bağışıklık
IL-6, öncül iltihabi bir sitokindir ve pek çok iltihabi hastalıkta önemli görevleri vardır (11). IL-10, bağışıklık sistemini düzenleyen bir sitokindir ve iltihap önleyici rol oynar (11). Bir transkripsiyon faktörü olan STAT3 hem IL-6 hem de IL-10’un işlev göstermesinde temel proteinlerdir. Bu iki karşı etkili sitokinin etkisini STAT3 üzerinden göstermesinin mekanizması tam olarak açık değildir. Ancak son yıllarda yapılan çalışmalarda karşıt etki gösteren bu iki sitokinin düzenleyicisi olarak SOCS3 proteini gösterilmiştir. SOCS3 geni eksik veya gp130 almacı SOCS3 bağlanma bölgesinde (Y759F) bir mutasyon taşıyan makrofajlarda hem IL-10 hem de IL-6’da LPS uyarısına bağlı TNF-α üretimi baskılanmıştır (11). SOCS3 proteini yapımı, LPS’ye cevap olarak IL-6 ve IL-10 tarafından güçlü bir şekilde uyarılır (11). Ancak SOCS3, IL-6 almacına bağlandığından seçici olarak sadece IL-6 uyarısını baskılar. SOCS3 IL-10 almacına bağlanmadığından bu uyarıyı baskılamaz (11). SOCS3 geni silinmiş makrofaj ve nötrofillerde, LPS uyarısı ile oluşan ani iltihaba karşı direnç gözlenmiştir (11). SOCS3 geni eksik farelerde IL6, STAT1’i ve INF cevap genlerinin ifadesini güçlü bir şekilde uyarır (11). SOCS3 geni eksik makrofajlarda IL-6’nın temel işlevinin değiştiği görülmüştür (11). Sonuç olarak SOCS3’ün, gp130 ilişkili sitokinlerin biyolojik işlevlerinin düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığı anlaşılmaktadır.
SOCS3 ve İltihabi Hastalıklar
SOCS3 özellikle IL-6’nın rol aldığı patolojik iltihabi olayların baskılanmasında önemli görev almaktadır (11). İltihabi barsak hastalığı oluşturulmuş farelerin kalın bağırsağındaki epitelyal hücrelerde ve lamina propria hücrelerinde, insan ülseratif kolit ve crohn hastalığında (11) , romotoid artrit hastaların sinovial fibroblastlarında STAT3 etkinliği ve SOCS3 ifadesinin arttığı tespit edilmiştir. Kolit oluşturulmuş farelerde yapılan çalışmalarda STAT3 etkinliği SOCS3 etkinliğinden bir gün önce başlamıştır (11). STAT3 etkinliği üçüncü ve beşinci günlerde açıkça artıp daha sonra azalırken, SOCS3 ifadesi en yüksek seviyeye beşinci günde ulaşmıştır (11). STAT3 fosforilasyonu SOCS3 ifadesinden önce oluşmakta daha sonra negatif geri etki ile SOCS3 ifadesi STAT3 etkinliğini azaltmaktadır.
Adenoviral gen transferi ile SOCS3’ün yüksek ifadesinin deneysel artrit gelişimini önlediği gösterilmiştir. IL-6/STAT3 yolağı, çeşitli sitokinlerin ve büyüme faktörlerinin üretimini arttırarak, doku hiperplazisi, fibroblast çoğalmasını sağlayarak ve osteoklast etkinliğini arttırarak hastalıkların kronikleşmesinde önemli katkı sağlamaktadır. SOCS3 ifadesi , IL-6 etkisi ile oluşan STAT3 işlevselliğini azaltarak kronik iltihabi hastalıkların oluşum sürecine negatif yönde etki etmektedir.
Gp130 almacı üzerindeki SOCS3 bağlanma bölgesinde mutasyon yapılan deneysel çalışmada RA benzeri eklem hastalığı gelişiminin arttığı gözlenmiştir (108). Bu etki muhtemelen sinoviyal fibroblastların etkinliğinin artmasından dolayı gerçekleşmektedir. Gp130-JAK-STAT yolağına etki eden mekanizmaların tespit edilmesi, yeni iltihap önleyici ilaçların geliştirilmesinde önemli açılımlar sağlayabilir. Diğer yandan SOCS3 ifadesinin artması alerjik yanıtı şiddetlendirebilir (11). Transgenik T hücrelerinde SOCS3 ifadesinin artması Th1 gelişimini engellemiş, Th2 gelişimini arttırmıştır (109). Astımlı ve atopik dermatitli hastaların T lenfositlerinde SOCS3 ifadesinin arttığı tespit edilmiştir (11). T hücrelerinde SOCS3 ifadesinin, Th1/Th2 oranının düzenlenmesinde, dolayısı ile otoimmun iltihabi hastalık süreçlerinde etkisinin olabileceği düşünülmektedir.
İnterlökin 10 Nedir
İnterlökin 10 (IL-10), ilk kez sitokin sentez kısıtlayıcı faktör (CSIF) olarak tarif edilmiştir (49). IL-10 bağışıklık yanıtı çok yönlü düzenleyen önemli bir bağışıklık baskılayıcı sitokindir (3). IL-10, iltihap oluşumu ile salgısal bağışık yanıt arasındaki düzenlemenin kontrolünde önemli rol oynar (3). Bu düzenlemeyi İnterlökin 1 beta (IL-1P), tümör nekroz faktör alfa (TNF-a), interferon gama (INF-y), granülosit makrofaj-koloni stimüle eden faktör (GM-CSF), inducible nitrik oksit sentetaz (iNOS) ve siklooksijenaz 2 (COX-2) gibi öncü iltihap aracılarının salınışını kısıtlayarak yapar (4,5). IL-10 temelde myeloid kökenli hücreler tarafından, daha az olarak da T ve B lenfositleri tarafından sürekli üretilir
IL-10 bazı hastalıkların gelişimine zemin hazırlayan diğer bağışık yanıt aracılarının üretimini de düzenleyebilir (3). Bağışık yanıtın baskılanmasına aracılık eden sitokinlerin üretimindeki ince farklılıklar T lenfositlerinin Th1 veya Th2 yönündeki farklılaşmasında anahtar bir rol oynayabilir (49). Örneğin doku nakli sonrası doku reddinde yüksek IL-10 seviyesi arasında anlamlı ilişki bulunmuştur (51). Ayrıca sistemik lupus eritromatozus (SLE) (52), bulaşıcı hastalıklar (53), tümör ilişkili bağışıklık baskılama (54), gibi durumlarda IL-10 seviyesinin arttığı gözlenmiştir. İltihabi kalın bağırsak hastalığı (55), sedef hastalığı deri değişimleri (56), yaygın astım (57), gibi hastalıklarda IL-10 seviyesi düşük tespit edilmiştir.
IL-10 üretiminin kişiler arasında fark göstermesinin, %50 ile %70 arasında genetik temelinin olduğu ifade edilmektedir (6). IL-10 üretiminde diğer önemli etken bulaşıcı hastalıklardır (6). Ayrıca vücut kütle indeksi, sigara içilmesi ve cinsiyet de üretimde etkilidir
IL-10 geni 1’inci kromozomun uzun kolu 1q31-32 bölgesinde bulunmaktadır (58). Genin özendirici (promoter) bölgesi transkripsiyon başlama bölgesinin yaklaşık 5 kb yukarısındadır ve burada bilinen en az 23 tane tek baz değişiklikleri (SNP) saptanmıştır (58,59). Yapılan çalışmalarda, insan çevresel kan hücreleri vücut dışında mitoz uyarıcılarına maruz bırakıldığında, bireyler arasında IL-10 üretebilme kapasiteleri arasında dikkate değer fark bulunmuştur. Bu farklılığın sebebinin genetik temelli olduğunu düşündürmektedir. Tek yumurta ikizleri, çift yumurta ikizleri ve akraba olmayan bireyler arasında yapılan çalışmalar sonucu IL-10 üretiminde kalıtsal faktörlerin rol aldığı gösterilmiştir. Genetik yapıya göre IL-10 üretim kapasitesi, yüksek, orta ve düşük olarak sınıflandırılmıştır
IL-10 gen ifadesini, genin özendirici bölgesinde bulunan farklı gen çok yapılılıklarının (polimorfizm) etkilediği tespit edilmiştir (7). IL-10 geni özendirici bölgesinde bulunan, -1082 (G/A), -819 (C/T) ve -592 (C/A) tek baz değişimleri sonucu GCC, ACC, ATA olarak belirlenen üç farklı haplotipin IL-10 üretimin seviyesinde etkili oldukları gösterilmiştir (7). Deneysel çalışmalarda çevresel kan hücreleri, LPS (56), concovalin A (8,61) fitohemaglutinin (60) veya anti-CD3 gibi çeşitli mitoz uyarıcılar ile uyarıldığında GCC haplotipinin yüksek, ACC haplotipinin orta ve ATA haplotipinin düşük IL-10 ürettiği gösterilmiştir.
Yapılan bir çalışmada, hastane ortamından kaynaklanmayan pnömonili (community acquired pneumonia, CAP) hastalarda hastalık şiddeti ile IL-10 özendirici bölgesi gen çok yapılılığı arasında anlamlı bir ilişki bulunmuştur (9). Hastalığın şiddetinin -1082GG genotipinde, -1082GA ve-1082AA genotiplerine göre daha fazla olduğu tespit edilmiştir (9). Hastalık sonrası hayatta kalan hastalarda, ölen hastalara göre A allelinin G alleline göre belirgin bir şekilde fazla olduğu tespit edilmiştir (9). Daha sonra yapılan bir çalışmada, hastane dışı pnömokokal hastalığı olan kişilerde, -1082G allelinin pnömokok kaynaklı septik sok için yüksek risk taşıdığını göstermişlerdir (62). Başka bir çalışmada, yoğun bakım hastalarda -592A allelinin düşük IL-10 üretimi ve yüksek ölüm oranını ile anlamlı ilişkisinin olduğu gösterilmiştir. Yine Mycobacterium tuberculosis bulaşması olan hastalarda yapılan bir çalışmada -1082G allelinin hastalığa direncin azalmasında ve hastalığın gelişmesinde belirgin bir şekilde etkisinin olduğu saptanmıştır (64). Sağlıklı kan bağışı yapan kişilerin EBV serotipi pozitif ve negatif olanlar tespit edilmiş, bu kişilerden EBV seronegatif olanların diğer gruptan daha fazla -1082G alleli taşıyanlardan oluştuğu gözlenmiştir (65). Bu da -1082 allelinin EBV için koruyucu bir görev aldığını göstermektedir.
Tüberküloz Menenjit
Tüberkülozun en ağır klinik formu, merkezi sinir sistemi tüberkülozudur. Tüberküloz menenjit olgularının çoğunluğunda etken Mycobacterium tuberculosis’dir . Bovin tipi tüberküloz basili çok az vakada etkendir. Atipik mikobakteriler de nadiren menenjit etkeni olabilirler. HIV bulaşmış hastalarda en sık mikobakteriyel etken M.avium’ dır. M. avium karmaşık bulaşması, ileri evre HIV infeksiyonunda sık görülmesine rağmen, merkezi sinir sistemi tutulumu nadirdir Tüberküloz menenjitin görülme sıklığı toplumda tüberkülozun yaygınlığı ile paraleldir. Her yaşta görülebilir. Çocukluk çağında, özellikle ilk beş yaşta sık görülür.
Genellikle ilk infeksiyonun yan etkisi olarak gelişir. Erişkin yaş gurubunda ise, her yaşta görülmesine rağmen en fazla 25-45 yaş arasında görülmektedir. HIV’li hastalarda tüberküloz önemli bir bulaşma etkenidir (27). HIV bulaşmış tüberküloz hastalarında, tüberküloz menenjit gelişme oranı, HIV bulaşmamış tüberkülozlu hastalara göre daha yüksektir. Bu oran HIV bulaşmış olanlarda %10 iken, HIV bulaşmamışlarda %2’dir
Patogenez ve Patoloji
Tüberküloz menenjit ilk bulaşımın erken veya geç yan etkisi olarak gelişir (27). Kronik tüberküloz seyri esnasında veya tedavi edilmeyen hastalarda terminal yan etki olarak da gelişebilir (27). Her iki durumda da infeksiyon MSS’ne dolaşım yoluyla ulaşır (27). Beslenme bozukluğu, alkolizm, diyabet ve hücresel bağışıklığın baskılanması tüberküloz görülme sıklığını arttırmaktadır. Bu faktörlerin tüberküloz menenjit gelişmesindeki rolü tam açık değildir
Tüberküloz menenjitte lezyon daha çok beynin bazal yüzündeki meninksleri tutar, konveks kısmı pek etkilemez. Yoğun salgı interpedinküler ve pontin sisternaları doldurur (43). Bu, lateral sulkuslara ve sisterna ambiens, arkada sisterna magna ve önde de kiazmatik sisternaya kadar uzanır. Bazal kısımda kafa çiftleri ve büyük damarlar, ventriküllerde koroid pleksuslar salgı ile kaplanır. Mikroskobik olarak, salgı, kazeifikasyon odakları ile lenfosit ve plazma hücrelerinden zengin bir özellik gösterir (17). Vaskülit, tüberküloz menenjitin önemli karakteridir (43). Bazal damarlar, hem arterler hem de venler tutulur. Lokal ven ve arteriyel vaskülitler anevrizmalara, trombozis ve fokal hemorajik infarktlara yol açabilir (43). Salgı ile kaplı alanların altında beyin dokusunda da iltihabi değişiklik gözlenir; ödem, perivasküler infiltrasyon ve mikroglial reaksiyon (44). Vaskülite bağlı iskemik değişikliklerden infarktüse kadar giden beyin dokusu patolojisi gözlenir (44). Hemen hemen bütün tüberküloz menenjit vakalarında az da olsa hidrosefali gözlenir (44). Salgıya bağlı BOS dolaşımı bozulur. Hastalığın geç döneminde ise araknoid yapışıklığa bağlı hidrosefali gelişir.
Akut Viral Menenjitler
Birçok nedene bağlı olarak gelişebilen aseptik menenjit, iltihabi meninks hastalığıdır
Beyin omurilik sıvısının rutin inceleme, boyama ve kültürlerinde bir nedenin
gösterilemediği, BOS’ da genellikle lenfositik nitelikte hücre artışının ve protein
artımının belirlendiği durumlar aseptik menenjit olarak tanımlanır (39,40).
Virüsler aseptik menenjitin önde gelen nedenidir (39). Ayrıntılı tanısal incelemeler
yapılmadığında, aseptik menenjit vakalarının yalnızca % 10’unda bir etken belirlenebilmektedir . Ancak ayrıntılı epidemiyolojik ve mikrobiyolojik
araştırmalarla hastalarda %55-70’ e ulaşan oranlarda viral bir etken saptanabilmektedir
Enterovirüsler viral menenjitin ilk sıradaki nedenidir ve bir etkenin gösterilebildiği
aseptik menenjit vakalarının %80-95’inden sorumludur
Enterovirüslerden tip 1-3 poliovirüsler; A1-14, 16-18, 21, 22, 24 ve B1-6 “coxsackie virüsler”; tip 1-9, 11-27, 29-33 “echovirüsler” ve enterovirüs 71 ile menenjit gelişebilir. Enterovirüs menenjiti açısından en duyarlı yaş grubu önceden karşılaşmamaya bağlı bağışıklık eksikliği nedeniyle süt çocukları ve küçük çocuklardır. Sağlıklı bireylerde farklı enterovirüsler serotipleriyle birkaç kez menenjit gelişebilir
Bağışıklık yetmezliği ve fizik egzersiz, enteroviral menenjite zemin hazırlayabilen etmenlerdir
Virüsler, kana bulaşma ertesinde kan-beyin bariyerini (KBB) aşarak MSS’ne ulaşır MSS’nin virüslerce tutulumu çeşitli yollarla olabilir. MSS’ye ulaşım çoğu virüs için doğrudan KBB’ nin temelini oluşturan beyin kılcal endotel hücreleri üzerinden olur (27). Bazı virüsler komşu glia ve nöronların infeksiyonu öncesinde, doğrudan beyin küçük damar endotel hücrelerini enfekte eder. Bazı virüsler ise endotelyal hücre enfeksiyonu olmaksızın başlangıçta glial hücreleri enfekte eder. MSS’de hastalığın gelişimi, virüsün duyarlı hücreler tutunması ve girmesini, sinir sistemi içinde yayılımını ve hücresel değişikliklerin uyarılmasını gerektirir. Koroid pleksus üzerinden subaraknoid aralığa giriş ertesinde, virüs BOS içinde dağılarak meningeal ve epandimal hücreler ulaşır. Sonraki yayılım glial hücrelerin ve nöronların infeksiyonu biçiminde gelişir (27). Virüsler dendrit, akson ve glia gibi yapılar ile hücreler arasındaki hücre dışı boşluklar boyunca yayılabilir, glia yoluyla nöronların yoğun akson ve dendrit dallanmaları ve ağı boyunca ilerleyebilir veya iltihaba yanıtta yer alan hareketli lökositlerde taşınabilir (27). Deneysel kanıtlar, virüs taşınmasının her tipini desteklemektedir. Çeşitli infeksiyonlarda, viral ulaşım yollarının tümü değişik derecelerde yer alabilir
MSS’de virüs kaynaklı infeksiyon geliştiğinde, genellikle bir iltihabi hücre yanıtı ortaya çıkar. Ancak, iltihap hücrelerinin infeksiyon alanında toplanmasına yol açan mekanizmalar ve MSS viral infeksiyonlarındaki rolleri kısmen anlaşılabilmiştir (27). Başlangıçtaki iltihabi yanıtın, bağışıklık açıdan özgül olduğu ve virüse karşı duyarlılaşmış bir lenfosit topluluğundan oluştuğu düşünülmektedir. Bazı virüs kaynaklı MSS infeksiyonlarında bağışık bir yanıt gelişmeyebilir. Yanıt virüsün kendisinden çok konağın yaşına bağlı olabilir. Duyarlılaşmış lenfositler, olasılıkla, yayılan ya da endotel hücrelerden geçiş ile endotel yüzeyine taşınan, özgül bir virüs proteinine yanıt verirler ve iltihabi sitokinler salınır
Menenjit Tanısı ve Bos Nasıl Ölçülür
Menenjit tanısı için BOS incelemesi zorunlu olduğundan menenjit düşünülen her hastaya LP yapılmalıdır .
Bos Bulguları
İltihaplı menenjitte BOS renginin bulanık olması şekerin düşük olması ve parçalı lökositlerden zengin olması temel bulgulardır (38). Ancak bunlar özellikle hastalığın erken döneminde görülmeyebilir. Bu nedenle şüpheli durumlarda 12-18 saat sonra yeniden LP yapılarak değerlendirme yararlı olur
Bos Basıncı
BOS basıncı ölçülürken hastanın sakin olması gereklidir. Bebek ve küçük çocuklar genellikle ağlayıp rahat durmadıkları için açılış ve kapanış basınçları sağlıklı olarak ölçülemez (38). BOS basıncı normalde 180 mmH2O basıncını geçmez (29). İltihaplı menenjitlerde basınç genellikle artmıştır. 600 mmH2O değerini aşan bir basınç beyin ödemi, kafa içi irinli odak veya hidrosefaliyi akla getirir
BOS görünümü, normalde BOS, berrak görünümdedir. Bakteriyel menenjitlerde genellikle bulanık görünümdedir (38). Bulanık görünmesi için mm³’ te en az 500 hücre/mm3 olması gereklidir (38). Subaraknoid kanama, hiperbiluribinemi ve proteininin yüksek olduğu durumlarda BOS sarımsı görünümde olabilir
Bos Hücre Sayısı
BOS alındıktan sonra hücre açısından hemen değerlendirilmelidir Ortalama 1,5-2 saat içinde BOS’daki lökositler parçalanarak yok olurlar (12). Hücre sayımı için önce doğrudan sonra boyayarak sayım yapılması gereklidir.
Bakteriyel menenjitlerde BOS’da çokyapılı çekirdeği olan lenfositlerden (PML) zengin hücre artışı görülmesine karşın, bakteriyel geçişin olduğu ancak iltihabi cevabın henüz ortaya çıkmadığı erken dönemde yapılan LP’lerde BOS’da bulunmayacağı gibi biyokimyasal bulgular da normal sınırlarda olabilir (27). BOS’ta lökosit sayısının artışı iltihabı gösterdiği halde her zaman hastalığın şiddeti ile orantılı değildir (27). BOS’da bakteri sayısının yüksek olmasına karşın çok az sayıda lökosit saptanması kötüye gidişin işaretidir (27). LP yapılırken, BOS’un kanlı gelmesi; travmatik LP sebebiyle damar zedelenmesi neticesinde kanamaya bağlı olabileceği gibi, daha önceden varolan subaraknoid kanamaya da bağlı olabilir. Bu sebeple LP sırasında BOS’un kanlı geldiği görülür görülmez, arka arkaya 3-4 tüpe bir miktar BOS alınarak renginin açılıp açılmadığına bakılmalıdır
BOS’un biyokimyasal incelemesi
BOS’ta rutin olarak protein ve şeker düzeyinin ölçülmesi gerekir (38). Bakteriyel menenjitlerde BOS proteini artar. Bu artış kan-beyin bariyerinin bozulmasına ve iltihaba bağlıdır (38). Proteinin çok arttığı durumlarda, BOS bir müddet bekletilirse, kendiliğinden pıhtılaşır
Kanlı BOS’un şeker ve protein düzeylerine bakılabilir. Ancak sonuçları değerlendirirken kanama miktarının göz önüne alınması gereklidir. BOS’daki her 1000 eritrosit için 1 mg’lık protein artışı olur.
BOS incelemeleri arasında en önemlilerinden birisi BOS şeker düzeyidir (38). Yanlış değerlendirmeye sebep olmamak için kan ve BOS örnekleri vakit geçirilmeden laboratuara ulaştırılmalıdır. BOS şekerinin doğru olarak değerlendirilmesi; bakteriyel ve viral menenjit ayırımında ve infeksiyonun şiddetinin, hastalığın gidişatının ve tedaviye cevabının değerlendirilebilmesinde önemlidir
Genel olarak şeker ne kadar düşükse, infeksiyon o kadar ağırdır. Hafif bakteriyel menenjitlerde, şeker normal bulunabilir (38). Bazı pnömokoksik yeni doğan menenjitlerinde de hücresel cevap ve/veya şeker düzeyinde düşme görülmeyebilir. Ancak bazı küçük bebeklerde BOS steril ve kan şekeri normal olsa bile haftalarca BOS şekeri düşük olabilir
BOS şeker düzeyi kan şekerine bağlı olduğundan mutlaka eş zamanlı kan şeker düzeyi ile birlikte değerlendirilmelidir (38). Eş zamanlı olarak alınacak kan şekeri mutlaka LP yapılmadan hemen önce alınmalıdır. Aksi halde LP yapılması sırasında ortaya çıkan stres durumu kan glikozunun yükselmesine ve yanlış değerlendirmeye sebep olabilir
Yenidoğan döneminde, özellikle prematürelerde normal serum glikoz düzeyi düşük olabilir (20-40 mg/dl) (38). BOS glikozunun kan glikozuna oranı 7/8 olup, bazen zamanında ve erken yeni doğan bebeklerde %100’den fazladır. Büyük bebeklerde ve erişkinlerde BOS/ kan şekeri oranı 2/3’ün üzerindedir (38). Bakteriyel menenjitte BOS şekeri ve BOS/ kan şekeri oranı azalır
Menenjitte BOS şekerinin düşük olmasının başlıca bilinen sebepleri; infeksiyon hastalığı nedeniyle beynin glikoz kullanımının artması ve kan-beyin glikoz taşınmasındaki bozukluklardır (27). Bakteri ve lökositlerin glikoz yıkıcı etki ile BOS şekerinin düştüğünü ileri süren görüş bugün pek kabul edilmemektedir (27). BOS şeker düzeyi, tedaviyle ilk düzelen laboratuar bulgularındandır. BOS şekeri bakteriyel menenjit dışında diğer sebeplerle de düşük bulunabilir
Bakteriyel Menenjit Hakkında Bilgiler
Menenjit hastalığı bütün toplumlar için önemli bir sağlık sorunu olmaya devam etmektedir. Solunum ve üriner sistem bulaşmaları kadar sık rastlanmamakla birlikte günümüzde hala çocuklar ve erişkinler bakteriyel menenjit nedeniyle ölmekte veya kalıcı nörolojik hasarlarla yaşamlarını sürdürmektedir. Bakteriyel menenjitler, santral sinir sistemine bulaşan çeşitli bakteriler ile meydana gelen ve meninkslerin iltihabına yol açan mikrobik bir hastalıktır
Gram pozitif ve gram negatif bakterilerdeki direnç durumu, öte yandan hastalığın büyük ölçüde önlenebilir olması hastalığın esası ve gelişiminin daha iyi aydınlatılması, farmakokinetik ve farmakodinamik arasındaki etkileşimin anlaşılması ve kötü gidişatlı hastaların belirlenmesi bakteriyel menenjit tanı ve tedavi tecrübesini etkileyen önemli gelişmelerdir
İltihabi bulaşma yapan bakterilerin çoğu bakteriyel menenjit de yapabilir (29). Ancak yine de altta yatan başka bir hastalık yoksa tüm bakteriyel menenjitlerin %80-85 kadarında etken Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis ve Haemophilus influenzae’dır (29). Bunlara öncül akut menenjit etkeni denmektedir. Geriye kalan %15-20 içerisinde Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Streptococcus agalactiae (B grubu streptokoklar), Serratia marcescens, Staphylococcus epidermidis, S. aureus, Proteus ve Salmonella paratyphi grubundaki bakteriler, Bacillus antracis ve diğerleri bulunur (29). Yine bakteriler alt grubunda yer alan Treponema pallidum, leptospiralar, ve riketsiyalar akut menenjit yapabilirler.
Yenidoğan döneminde görülen menenjit vakalarının %40’ı E. coli K1, %35’i grup B streptokoklar, %10 Listeria monocytogenes ve geri kalan kısmı ise diğer bakteriler ile meydana gelir (30). Bakteriyel menenjitin oluşumuna yardımcı olan etkenler şunlardır:
1. BOS şantı olan hastalar
2. Bağışıklık sistemi baskılanmış hastalar
3. Kafa incinmesi
4. Ameliyat sonrası sinir cerrahisi hastaları
5. Parameningeal cerehat içeren odaklar
6. Meningosel, ensefalosel
7. Dalağı alınmış, orak hücreli anemili hastalar
9. Kompleman eksikliği
10. Kafa kemiği iltihabı olan kişiler
Menenjite neden olan hastalık etmenleri beyne üç yoldan ulaşmaktadır:
1. Dış darbe, ameliyat, lomber girişimler (LP) esnasında direk olarak
2. Beyne komşu organların (paranasal sinüsler, mastoid hücreleri, orta kulak) infeksiyonlarından komşuluk yoluyla
3. Kan yolu ile
Menenjit olgularının büyük bir kısmında (S. pneumoniae, H. influenzae, N. meningitidis, E. coli vb.) bakteriler bu üçüncü yoldan MSS’ne (merkezi sinir sistemi) ulaşmaktadır
Kan yolu ile gelen bakterilerin menenjit oluşturma süreci 6 aşamayı içermektedir
1. Nasofarinks ve orofarinks mukozasında epiteliyal hücrelere yapışması
2. Kolonizasyon, mukozal bariyerin aşılması
3. Bakterilerin fagositik hücreler ve bakteriolitik aktiviteden kurtularak kan dolaşımına yayılması
4. Subaraknoid aralığa geçmesi, çoğalması
5. BOS’a karışan bakterinin canlılığını koruması
6. Meninkslerde ve beyin dokusunda bakterilerin yerleşerek hastalığa neden olması
S. pneumoniae, H. influenzae, N. meningitidis, E. coli gibi bakteriyel menenjit etkenlerinin sinir dokusuna yatkınlık gösterme potansiyelleri konakçının savunmasından kurtulma yeteneğiyle ilişkilidir. Etken mikrop konakçının mukozal epitelinde kümeleştikten sonra damar içi boşluğa geçer ve arada canlı kalır. Daha sonra da kan beyin bariyerini geçerek BOS içinde yaşamaya başlar. Hastalık etkeni mikroorganizmanın konakçı mukozasına yerleşmesinden BOS içinde çoğalmasına kadar gelişen bakteriyel sinir dokusuna yatkınlığa gelince; konağın plazma hücrelerinden salgılanan IgA’yı S. pneumoniae, H. influenzae, N. meningitidis IgA proteaz salgılayarak etkisiz hale getirir (37). N. meningitidis ve H. influenzae nasofaringeal infeksiyona neden olduktan sonra silier epitel hücrelerini hasara uğratır
Mukus bariyeri ve silier yapıyı geçen H. influenzae, N. meningitidis ve birçok gram negatif mikroorganizma pilileri aracılığıyla mukozal epitele tutunarak kümeleşir (37). Tutunma ve mukozal istiladan sonra damar içine giren menenjit etkenlerinin çoğunda polisakkarit yapıda bir kapsül vardır (28). Bu kapsül nötrofiller tarafından fagosite edilmeyi önler ve klasik komplemana bağlı bakterisit etkinliğe karşı direnç sağlayarak kan dolaşımında bakterinin varlığını kolaylaştırır (28). Orak hücreli anemi veya dalağı alınmış bireylerde alternatif kompleman sistemi bozulacağından dolayı N. meningitidis ile yayılımcı infeksiyon riski yüksektir (28). Menenjit hastalığında en az anlaşılan aşama bakterinin kan beyin bariyerini geçmesi ve BOS’a girmesidir. Özellikle E. coli menenjitlerinde gösterilen “S” fimbriası gibi pililerin bu geçişte rolü olduğu ortaya konmuştur
Kan beyin bariyeri; büyük moleküllerin, hücrelerin ve mikropların girişini engelleyerek denge görevini sağlar (27). Anatomik olarak koroid plexus, araknoid membran ve serebral kapiller endotelinden meydana gelir (27). Endotel hücreleri, perisit kökenli bazal membran, astrositik ve mikroglial çıkıntılar arasında sıkı bileşkeler söz konusudur. Menenjit etkeni bakteriler koroid plexus ve beyin kılcal damarı endotel hücreleri üzerindeki almaçlara yapışır (27). Daha sonra hücreler arası ve hücre içi yolla veya lökositleri istila ederek kapiller damarlar dışına göç sırasında subaraknoid mesafeye ulaşır (27). Bakterinin çoğalmasını engelleyen nötrofil, plazma hücresi, kompleman bileşenleri ve immunglobülinler olmadığından dolayı kolaylıkla çoğalır. Otoliz ile açığa çıkan lipopolisakkarit, teikoik asit ve peptidoglikanlar, iltihap sitokinlerinin (TNF-a, IL-1, IL-6, IL-8, IL-10) salınmasını tetikler. Sitokin ve kemokinlere yanıt olarak nötrofillerin BOS’a geçişi başlar. Nötrofil göçü infeksiyonu sınırlandırma amacı gütse de menenjitte beyin ödeminin artışı, beyin kan akımının bozulması nedeniyle istenmeyen sonuçlar doğurur (28). Menenjit klinik olarak, BOS’daki mikroorganizmaya karşı konakçının verdiği cevapla ortaya çıkar
Akut bakteriyel menenjitli hastalarda bakteriyeminin kaynağına ait bulgu saptamak çoğunlukla mümkün olmaz (29). Bu kaynak çoğunlukla üst ve alt solunum yollarıdır. Meningokok menenjitinde solunum sistemine ait bulgu pnömokok veya H. influenzae menenjitinden çok daha azdır (29). Pnömokokal menenjitlerin % 50 kadarı pnömoni, otit gibi birincil infeksiyonlardan sonra gelişen ikincil infeksiyonlardır (29). Bu nedenle akciğerler ve mikrobik endokardit yönünden kalp iyi değerlendirilmelidir (29). Aynı durum H. influenzae için de geçerlidir. Diğer taraftan menigekoksemi sırasında eklem, göz, perikard tutulumları olabilir.
H. influanzae menenjitinde hastalığın başlangıcında işitme kaybı gelişebilirse de bilinci yerinde olmayan hastada bunu saptamak kolay olmaz
Hastalarda motor zihinsel bozukluklar ortaya çıkabilir (29). Bayılma, aşırı huzursuzluk, zihin bulanıklığı, sersemleme, koma, idrar-dışkı tutamama, felç, görme alanı bozuklukları ve diğer odaksal beyin belirtileri hastaların %10 kadarında görülebilir (29). N. oculamotorius, N. abducens, N. facialis veya N. statoacusticus felçleri sonucu düşüklük, şaşılık, pupillaların farklı büyüklükte olması, yüz felci, işitme kaybı, denge bozuklukları saptanabilir. 8. sinir hasarı hariç bu sinir hasarlanmalarının hemen hepsi şifa ile geri dönebilir nitelik taşırlar (29). Bakteriyel menenjitte işitme kaybı %5-40 oranında görülür. En ciddi işitme kaybı sıklıkla pnömokok menenjitinde gözlenir
HLA – MHC İnsan Lökosit Antijeni
İmmunolojik ve nonimmunolojik fonksiyonu olan bir dizi genden oluşan MHC bölgesi ilk kez farelerdeki transplantasyon çalışmaları ile Peter Gorer tarafından 1937 yılında tanımlanmıştır. Bu genlerin ürünleri olan moleküller, 1958 yılında Jean Dausset tarafından (HLA-A2) tanımlamış, aynı yıl Van Rood ve arkadaşları HLA-BW4 ve BW6 antijenlerini ve kan transfüzyonu yapılmış kişilerin ve çok doğum yapmış kadınların serumlarında lökositlere karşı oluşmuş antikorları göstermişlerdir.
İlk doku antijenleri lökositlerde saptandığı için insan lökosit antijenleri (Human
Leukocyte Antigens = HLA) olarak tanımlanmışlardır. Daha sonraki yıllarda eritrositlerin dışında bütün vücut hücrelerinde bulundukları ve çok önemli oldukları anlaşılarak bu grup antijen sistemi MHC molekülleri veya MHC antijenleri olarak ta isimlendirilmiştir. MHC genel bir isimdir ve her bir türün ayrı bir MHC simgesi vardır
İmmün Tanıma
İmmün yanıtın oluşumunda ilk basamak, kendi HLA moleküllerince sunulan yabancı peptidin yardımcı T hücreleri tarafından (CD4 T hücreleri) tanınmasıdır. Tanınmanın sağlanabilmesi için T-hücre reseptörü (THR), HLA-antijen kompleksine özgü olmalıdır. Hücrelerin birbiriyle teması üzerine THR, yabancı peptid ve antijen sunan hücre üzerinde yer alan MHC molekülünden oluşan trimoleküler bir kompleks meydana gelir. T hücreleri ve antijen sunan hücre arasındaki etkileşim, diğer lenfositler ve B7, CD40 gibi T hücreleri üzerinde yer alan CD4, CD8, CD28 ve CD11a/CD18 gibi APC hücre yüzey molekülleri (lökosit fonksiyonuyla bağlantılı antijen 1 [LFA-1] ve interselüler adhezyon molekülü (ICAM-1) desteği ile sağlanır. Hücre yüzey reseptörleri ve sitokinler gibi immün modülatör molekülleri kodlayan genler uyarılır, transkribe edilir ve aktif ürünler vermek üzere translasyon geçirirler. Aktivasyonun erken evrelerinde yanıtlayıcı T hücrelerinin klonal genişlemesi ile sonuçlanan, interlökin 2 (IL-2) ve interferon (IFN) sitokinleri üretilir. Makrofajlar ve B hücreleri de ek sitokinler ve kemokinler katılarak çalıştırılmıştır ve böylelikle uyarılmış B hücrelerinin yanıtı genişletilerek olgun antikor oluşturan plazma hücrelerine dönüşmeleri sağlanır. İmmün yanıtın hem hücresel hem de hümoral kolları, nakledilen bir organın yabancı HLA antijenleri ile ilişki halindedir
PANDAS’da Tedavi
PANDAS’da ilaç tedavisine ilişkin ilk veriler başlangıçta olgu bildirilerine dayanmaktadır. Otoimmun süreci tamamen baskılayan ya da kesintiye uğratan intravenöz immunglobulin, prednizon, penisilin gibi ilaçların kullanılması ve plazma değiştirilmesi (plazmaferez) gibi uygulamalar PANDAS tanılı çocuklarda akut ve belirgin bir düzelme oluşturmaktadır. Özellikle 3 yıl süreyle 3 haftada bir uygulanan penisilin iğnesi, tedavi açısından çok olumlu sonuçlar vermektedir. Üçüncü yılın sonunda kesin pozitif sonuç alınmaktadır. Eğer uygun şekilde tedavi edilmezse belirli bir zaman sonra şizofreniye kadar gidebilen geri dönüşümsüz nörolojik bozukluklar ortaya çıkabilmektedir.
TNF ve Apoptoz Mekanizması
PANDAS’da TNF ile ilişkili apoptoz mekanizması ile nöronlar yok edilmektedir. Tümör nekroz faktör ailesine ait olan polipeptidlere ölüm aktivatörleri de denmektedir ve değişik hücre tiplerinde apoptoz sinyali veren TNF reseptör ailesi üyelerine bağlanarak apoptoz mekanizmasını aktifleştirirler. Hücre zarında bulunan bir çeşit integral membran protein yapısında olan Fas ve TNF-α reseptörleri, uygun ligandlar ile bağlandıklarında, sitoplazmada bulunan inaktif Prokaspaz-8’in aktifleşmesine neden olarak bulundukları hücreyi ölüme götüren sinyal kaskadını başlatmış olurlar.
Bu mekanizma iki farklı yolla gerçekleşmektedir:
1) Önemli bir apoptotik faktör olan Fas Ligand (FasL), TNF ailesinin bir üyesidir ve sitotoksik T lenfositleri ile doğal öldürücü hücrelerin yüzeyinde bulunur. FasL’ın N terminali sitoplazmadadır, C terminali ise ekstrasellüler alana doğru uzanmaktadır.
FasL ve TNF, Fas ve TNFR1 reseptörleri ile bağlandıkları zaman ölüm uyarısını almış olarak bir seri protein-protein etkileşimlerinde bulunurlar. Fas-FasL bağımlı apopitozda FADD (Fas Associated Death Domain), Fas ile ilişkili; TRADD (TNFR-1 Associated Death Domain), TNFR ile ilişkili ölüm bölgeleridir. Aktive olan apoptotik sinyal, FADD ve TRADD ölüm bölgelerine bağlanan Kaspaz-8’e iletilir. Kaspaz-8, ölüm sinyalinin iletiminde rol alan başlatıcı proteinazlardan biridir. Kaspaz-8’in aktive olması ile birlikte diğer proteinazlar kaskad halinde kendi kendine aktive olarak ölüm sinyalini nükleusa kadar iletirler ve sonuçta kromozomal DNA’nın yıkımına neden olurlar. Fas-FasL bağımlı apoptoz mekanizması iki tarafı keskin kılıç gibidir. Bu sistem doğru regüle edildiği takdirde viral enfeksiyonların ve kanser hücrelerinin ortadan kaldırılmasında görev alır. Sistemin yeterli çalışmaması, enfekte hücrelerin ortadan kaldırılamamasına neden olurken fazla çalışması ise doku hasarına neden olur. 2) Sitotoksik T hücrelerinde meydana gelen uyarılma, perforin ve granzim içeren granüllerde sekresyona neden olur. Perforinin, hedef hücre plazma membranında porlar açtığı ve granzimin de buna yol gösterdiği düşünülmektedir. Fakat perforin/granzim ve FasL, hücre ölüm programını birbirinden bağımsız olarak tetiklemektedir. Sitotoksik T hücreleri ve NK hücreleri, perforin/granzim ve Fas/FasL yolunun her ikisini de kullanırlar ancak ne zaman hangisini tercih ettikleri bilinmemektedir.
İnterlökin ve TNF-a İlişkisi
Vücuttaki tüm çekirdekli hücreler tarafından IL-1 üretilmektedir. İnsanda IL-1a ve IL-1b olmak üzere iki farklı formda bulunmaktadır. Bu iki form, farklı genler tarafından kodlanan 159 ve 153 aminoasitlik peptidlerdir. Birbirleri ile sadece %26 oranında benzer olmalarına rağmen biyolojik aktiviteleri ve potensleri identiktir. Yine aynı hücre yüzey reseptörlerine benzer afinitelerle bağlanırlar.
Birçok hücre tarafından biyolojik olarak inaktif olan, ancak reseptörlere bağlanma için IL-1 molekülleri ile yarışarak kompetitif inhibisyon yapan IL-1 reseptör antagonist (IL-1Ra) olarak bilinen proteini kodlayan üçüncü bir gen eksprese edilmektedir.
IL-1, TNF ile beraber antijen sunan hücrelerce Th hücrelerin aktivasyonunu sağlar. Antijen ile temas eden antijen sunan hücreler tarafından salgılanan bu iki sitokin, birçok adezyon molekülünün ekspresyonunu arttırır. IFN üretimi artar ve yüzeyde MHC Sınıf II moleküllerinin ekspresyonu artar. Böylece Th hücreler tarafından antijen sunan hücreler bağlanabilir ve aktive olabilir. Aktive olan hücrelerde IL-2 salınımı ile IL-2 ve IFN reseptörlerinin ekspresyonu artar, sonuçta duyarlı Th hücrelerde klonal proliferasyon gerçekleşir. IL-1 ve TNF beraber hem hümoral hem de hücresel immün cevabın ortaya çıkmasını sağlar. Nötrofil ve makrofajları stimüle eder, B hücre proliferasyonunu hızlandırır, hematopoiezisi stimüle eder, birçok sitokin ve inflamatuar mediatörün etkilerine aracılık eder.
TNF-α, bakteriyel infeksiyonların hem in-vivo hem de in-vitro olarak kontrolünde önemli rol oynamaktadır. IFN-g ile beraber makrofajları aktive ederek, hücre içi parazitlerin gelişimini kontrol eder. Bu aktivasyon, reaktif oksijen ara ürünlerinin oluşumu ile ilişkilidir. Sitokin ile aktive olan makrofajlar in-vitro olarak oluşturdukları reaktif nitrojen ara ürünleri aracılığıyla da bakterilerin hücre içi öldürülmesini sağlarlar. Bağışıklık sistemi bir patojenle savaşırken, sitokinler, T hücresi ve makrofajlar gibi bağışıklık sistemi hücrelerini sinyal verir ve enfeksiyon bölgesine gitmeleini sağlarlar. Uygulamada, sitokinler daha fazla sitokin üretmeleri için onları uyararak bu hücreleri etkinleştirirler.
TNF-a Gen Ekspresyonu
TNF-α geninin ekspresyonunun post-transkripsiyonel kontrolü; translasyonun başlaması, mRNA stabilitesi ve poliadenilasyon olayları ile düzenlenmektedir. TNF-α transkriptlerinin 3’ UTR bölgesindeki AREs (AU Rich Elements=Adenin Urasil bakımından zengin elementler=Sınıf I ARE’ler AUUUA, Sınıf II ARE’ler ise AUUUAUUUA tekrar dizilerine sahiptir) post-transkripsiyonel kontrolde önemli bir rol oynamaktadır. AU elementlerinin konsantrasyonu genin ne kadar sürede transkript vereceği bilgisini taşımaktadır. ARE’ye bağlanan trans etkili faktörlerin post-transkripsiyonel kontrolde rolü olduğu ortaya çıkartılmıştır. ARE bağlayıcı proteinlerin protein ekspresyonunun düzeyinin belirlenmesinde görev aldığı düşünülmektedir Çözülebilen 51 kDa’luk homotrimerik TNF, nanomolar konsantrasyon düzeylerinin altında biyoaktivitesini kaybeder.
hastalıklardan PANDAS’ın oluş mekanizmasının aşağıdaki gibi olduğu önerilmektedir: Streptokok bakterilerinin ürettiği M antijenleri konak canlı organizmada, immün sistemde hümoral bağışıklıktan sorumlu B lenfosit ve hücresel bağışıklıktan sorumlu T lenfositlerini uyararak aktive ederler. M antijenleri, antijen sunumu yapan hücrelerle T lenfositlerine sunulurlar ve apoptoza yönlendirilirler. Duyarlı hale gelen bazı B ve T lenfositleri de aktive olarak santral sinir sistemine geçerler ve kan-beyin bariyerini aşarak bazal ganglia nöronlarının üzerinde bulunan reseptörlerle epitop benzerliğinden dolayı çapraz reaksiyon vererek birleşirler. Bu birleşme sonucunda da bir otoimmünite mekanizması olarak nöronlar apoptozla yok edilirler. Başka bir deyişle, bazal gangliyon nöronları oto-antikorlar tarafından tahrip edilmektedir. Nöron kayıpları zamanla sinapslarda iletişim bozukluğuna dolayısıyla da nöropsikiyatrik bozukluklara yol açmaktadır. Çocuklar, 12 yaş civarında M proteinine karşı antikorlar geliştirebildikleri için ergenlikten sonra A grubu beta hemolitik streptokok enfeksiyonu sıklığında bir azalma olmaktadır.
Bağışıklık sistemi ve elemanları
Bir canlının başka bir canlıda yaşamını sürdürmesi, bu esnada konakta zarar meydana getirmesi ve bu etkilere karşı konakta karşıt tepkimelerin oluşması sonucu meydana çıkan belirtiler kümesine enfeksiyon diyebiliriz. Mikroorganizmalara karşı oluşan bağışıklık iki kısımdan oluşur:
1) Doğal bağışıklık: Bu bağışıklık sistemi, mikroorganizmalara özgül olmayıp, kalıtsal olarak türsel ve bireysel yapı sonucu meydana gelmiş bir bağışıklık biçimidir.
2) Sonradan kazanılan veya özgül bağışıklık: Bu bağışıklık, enfeksiyon etkenlerinin veya bir antijenin konakçıyla temas etmesi sonucunda oluşan bağışık yanıtla ilgilidir. Bu bağışıklık özgüldür. Hümoral ve hücresel olmak üzere iki türlü bağışık yanıttan oluşur.
A) Hümoral Bağışıklık
Hümoral bağışık yanıt, kan ve vücut sıvılarında bulunan özgül immünoglobulin molekülleriyle ilgilidir. Hümoral bağışıklığın esas hücreleri B lenfositleridir. B lenfositleri CD20 yüzey reseptörü taşırlar. CD20, B hücre membranında bulunan hidrofobik karakterdeki çoklu domain yapısındaki bir transmembran reseptörüdür.
B) Hücresel Bağışıklık
Bu bağışıklık türü, antijeni özgül olarak tanıyan yardımcı T ve sitotoksik T hücreleriyle ilgilidir. Hücresel bağışıklığın esas hücreleri T hücreleridir. T hücre yüzey reseptörü olan CD2, NK hücre membranında da bulunan hücre adezyon molekülüdür. Yardımcı T hücresi, sitotoksik T hücresi, süpresör T hücresi, effektör T hücresi ve hafıza T hücresi gibi alt gruplardan oluşur.
Yardımcı T hücresi: Spesifik antijenleri MHC- Sınıf II molekülleri ile sunulduğunda aktiflenen ve imün cevabın şiddetini ayarlayan bir T hücresi grubudur. Sitotoksik T hücresi: Tümör veya virüs antijenlerin MHC– Sınıf I molekülleri ile birlikte sunumu yapıldığında, öldürücü fonksiyonu aktiflenerek hedef hücreyi ortadan kaldıran hücre grubudur. CD8 yüzey reseptörü taşırlar.
Süpressör T hücresi: Spesifik antijenleri fark ederek direkt veya baskılayıcı faktörler aracılığıyla immün cevabın düzeyini belirleyen hücre grubudur.
Effektör T hücresi: Gecikmiş tip aşırı duyarlılık reaksiyonundan sorumlu hücre grubudur.
Hafıza T hücresi: İlk defa karşılaştığı antijenik özelliklere göre özelleşmiş T lenfosit klonlarının aynı antijen ile daha sonra karşılaştıklarında da onları tanıyabilme özelliğinde olan hücre grubudur.
NK hücreleri (Doğal öldürücü hücreler): Büyük granüllü lenfositlerdir. Tümör hücrelerine ve virusla enfekte olmuş hücrelere karşı sitotoksik etki gösterirler. NK hücrelerinin belli bir antijen özgüllüğü ve MHC molekülüne bağlı tanıma özelliği yoktur.
B lenfositleri: B lenfositleri sentezledikleri Ig moleküllerini hücre zarı yüzeyinde taşıdıkları için, aynı zamanda antijene karşı özgül reseptör fonksiyonu da gösterirler. B lenfositlerinin çoğunda MHC sınıf II antijenleri vardır. Bu antijenler T lenfositleriyle etkileşimde önemlidir.
İnterlökinler: Lökositler arasında özel etkileşim yaratan sitokinlerdir. İnterferonlar: İmmün cevabın baskılanmasını veya modülasyonunu sağlayan ve virusların büyümesiyle etkileşimde olan sitokinlerdir.
TNF-α Nedir
Tümör Nekroz Faktör ailesine ait polipeptidler, immün sistemde apoptozu uyaran reseptörleri aktive ederek apoptozu gerçekleştirmektedir. TNF-α, bağışık cevabı oluşturacak sitokin kaskadının indüksiyonu için gereklidir. TNF-α, ayrıca, inflamasyonda, yara iyileşmesinde ve doku onarımında da görev alır. TNF molekülünün, bu etkilerine aracılık eden 2 reseptörü bulunmaktadır. Bunlar; 55kDa molekül ağırlındaki Tip I (CD120a) ve 75kDa molekül ağırlığındaki Tip II (CD120b) reseptörleridir. Tip II reseptörün TNF-α bağlama afinitesi, Tip I reseptörden 10 kat fazladır. Tip I reseptör, sitotoksik aktivite ve endotoksik şoktan sorumluyken, Tip II reseptör lenfosit proliferasyonunu yönlendirmektedir.
TNF-a Geni
İnsanda TNF geni, 6. kromozomda MHC lokusunda 6p21.3 bölgesinde
Yerleşmiştir
6. kromozom yaklaşık olarak 170 milyon baz çiftinden oluşur. Bu kromozom, toplam hücre DNA'sının % 5,5-6'sına sahiptir. Bugüne kadar 1,557 geni ve 633 psödogeni tanımlanmıştır. HLA-B, insan genomunda ve 6. kromozomdaki en polimorfik gendir.
İnsana ait TNF-α geni ilk defa 1985 yılında klonlanmıştır. Bu gen 6. kromozomun kısa kolunda Sınıf III MHC gen bölgesinde lokalize olmuştur. 3 kb uzunluğundadır ve 4 ekzonu vardır. TNF-α geni baz dizisinde 170-355, 962-1007, 1195-1242, 1544-1965 arasındaki bölgeleri oluşturan diziler ekzonları meydana getirmektedir. Bu bölgelerin haricindeki diziler ise intronları meydana getirmektedir.
Üretilen proteinin %80’inden fazlasını 1. ekzon ve son ekzon kodlamaktadır. TNF-α
geninin kodlanmayan bölgeleri promotor bölgesi ile 3’ ve 5’ UTR
bölgeleridir.(UTR=Un Translated Regions. Proteine dönüşmeyen, genin
transkripsiyonunda ve transkripsiyonel faktörlerin bağlanmasında etkili olan
bölgelerdir). Olgun TNF molekülü, 17.356 Da ağırlığında olup, 157 aminoasitten oluşmuştur.
Pandas Nedir
(Pediatric Autoimmune Neuropshychiatric Disorders Associated with Streptococcal Infections)
PANDAS tüm dünyada yeni tanımlanan nöropsikiyatrik bir hastalıktır. İlk defa Swedo ve arkadaşları tarafından 1998 yılında tanımlanmıştır. Aslında 19. yy’ın başlarında Sör William Osler, Sydenham koreli hastalarla yaptığı ilk çalışmalarda hareket bozukluklarına rastlamış olup 1980’lere kadar bu durumun beynin bazal gangliyon bölgesiyle ilişkili olduğu belirlenememiştir.
1998 yılında Amerikan Ulusal Ruh Sağlığı Enstitüsü’ne göre oluşturulan PANDAS hastalığının kriterleri:
1.Obsessif-kompulsif bozukluk veya tik bozukluğunun görülmesi
2. Semptomların 3 yaş ile ergenlik arasında görülmesi
3. Ani semptom alevlenmelerinin görülmesi
4. Semptomların başlamasının ve alevlenmesinin A grubu beta hemolitik streptokok enfeksiyonu ile ilişkili olması
5. Semptom alevlenmelerinde nörolojik anormalliklerin olması. Türk toplumu genel olarak streptokok enfeksiyonlarına sık yakalanan bir toplumdur. Bu yüzden PANDAS’a en sık rastlanan toplumlardan birisidir. PANDAS hastalığının oluşmasında bireyin immün sisteminin duyarlı olması önemli rol oynamaktadır. Genetik ve immünolojik faktörler hastalığın etiyolojisinde önem taşımaktadır. 2006 yılında Amerika’da yapılan bir araştırmaya göre; mevsimlerin de streptokok enfeksiyonunun meydana gelmesinde rol oynadığı ortaya çıkartılmıştır. Sonbaharda streptokok enfeksiyonu görülme sıklığı, ilkbahar/yaz mevsimlerine göre daha fazladır. Ayrıca, streptokok enfeksiyonu tekrar eden çocuklarda belirtilerin görülme sıklığı da artmaktadır
PANDAS, A grubu Beta Hemolitik Streptokok enfeksiyonu sonrasında beynin bazal gangliyon bölgesinde nöronların oto-antikorlar tarafından tahribatı ile obsesif-kompulsif belirtiler ve tik bozuklukları belirtileri ile meydana gelmektedir17. Streptokoklara bağlı obsessif-kompulsif hastalığın patofizyolojisi Sydenham Koresine çok benzer. Sydenham Koresinde A grubu beta hemolitik streptokok enfeksiyonuna bağlı antistreptokokkal antikorlar, enfeksiyon sonucu kan beyin bariyerini geçen streptokok antijenlerininin bazal gangliyonda bulunan bazı epitoplarına karşı moleküler mimikri sonucu çapraz reaksiyon vererek bağlanır. Benzer bir mekanizmanın PANDAS’da rol oynadığı düşünülmektedir.
Nöronların apoptozu ve Tümör Nekroz Faktörün İmmün Cevaptaki Rolü
Tümör Nekroz Faktör (TNF), programlı hücre ölümünü tetikleyen polipeptid büyüme faktörüdür. İmmün cevabın ve hematopoiezis olarak tanımlanan kan hücrelerinin yapımlarının düzenlenmesine yardımcı olarak T lenfositler ve makrofajlar tarafından üretilen bir sitokindir. Bunun yanı sıra lenfoid hücreler, mast hücreleri, endotelyal hücreler, kalp miyositleri, fibroblastlar ve sinir doku tarafından da sentezlenmektedir. Tümör nekroz faktör ailesine ait olan polipeptidlere ölüm aktivatörleri de denmektedir ve değişik hücre tiplerinde apoptoz sinyali veren TNF reseptör ailesi üyelerine bağlanarak apoptoz mekanizmasını aktifleştirirler. Tümör nekroz faktörü, enfeksiyona karşı konak organizmanın savunma mekanizması tarafından hızlı bir şekilde üretilir, fakat aşırı eksprese olması ölümcül olabilmektedir.
TNF, ilk önce 212 aminoasitlik uzun bir stabil homotrimer şeklinde Tip-II transmembran proteini olarak sentezlenir. Bu transmembran protein, proteolitik yıkım enzimi olan metalloproteaz ile çözünebilir forma dönüştürülür ve salgılanır. TNF-α’nın çözünebilir formu ilk defa 1975 yılında keşfedilmiştir.
Tümör nekroz faktörün, TNF-α ve TNF-β olmak üzere iki tipi vardır. TNF-α, immün cevabın ve hematopoiezis olarak tanımlanan kan hücrelerinin yapımının düzenlenmesine yardımcı olarak T lenfositler ve makrofajlar tarafından üretilen, birçok inflamatuar ve immün sistem aracılı cevapta önemli rol oynayan bir sitokindir. Kaşektin olarak da adlandırılır. Monositler, makrofajlar, T ve B lenfositleri, doğal öldürücü hücreler (NK) ve endotoksin veya mikrobiyal ürünlerle uyarılan diğer hücrelerden salınır. TNF-β, lenfotoksin olarak adlandırılır ve aktive olmuş T-yardımcı hücreleri (Th) tarafından salgılanır20. Çeşitli sitokinleri ortama salarak immün sistemi düzenleyen T-yardımcı hücreleri, salgıladıkları bu sitokinlerin türüne göre, farklı alt gruplara ayrılırlar. Th-1 hücreler, TNF-α, IL-2 ve IFN-γ üreterek çeşitli hastalıklara karşı immün savunmada önemli olan, hücresel immün cevabı uyarırlar. Th-2 hücreler ise; IL-4, IL-5 ve IL-13 sitokinlerini üretir ve alerjik tepkilerde rol oynarlar21. IL-1, IL-6 ve TNF gibi sitokinler, proinflamatuvar sitokinler olarak bilinir ve inflamatuvar değişikliklerin oluşmasında, patojenin eliminasyonunu sağlayan hızlı bağışıklık yanıtın ortaya çıkmasında rol oynarlar.
Polimorfizm Nedir ve Genetik Polimorfizm
Poli ve morfizmos kelimelerinden oluşan polimorfizm, eski Yunanca’da "çok şekillilik” anlamı taşıyan bir sözcüktür.
Genetik polimorfizm, bir popülasyonda, farklı allellere bağlı olarak, genetik olarak belirlenmiş iki ya da daha çok alternatif fenotipin görülmesidir.
Popülasyon genetikçileri, bir gen lokusu için, nadir alleller en az %1 frekansına sahip ve bu alleller için heterozigotlar en az %2 oranında görülürlerse polimorfık olarak tanımlarlar. Popülasyon genetiği açısından belli bir frekansa gereksinim olmasına karşın, moleküler biyoloji açısından, frekansın önemi olmayıp, bir ailede dahi görülen varyant, polimorfık olarak adlandırılmaktadır.
Polimorfızmler, türlerin bulundukları ortama adaptasyonlarını kolaylaştırarak, evrimsel süreçte ayakta kalabilmelerine olanak verir.
Polimorfizm, tüm birey düzeyinde (fenotip), proteinlerin ve kan grubu bileşiklerinin varyant formlarında (biyokimyasal polimorfizm), kromozomların morfolojik Œzelliklerinde (kromozomal polimorfizm) ya da DNA düzeyinde nükleotid farklılıkları (DNA polimorfizmi) şeklinde gelebilir.
Tek Nükleotid Polimorfizmi (SNP)
Adından da anlaşılacağı gibi bu polimorfizm tipinden tek bir nükleotid sorumludur. SNP’lerin çoğu, tek bir nükleotidin bir başka nükleotidle yer değiştirmesi şeklindedir. Ancak SNP tanımı, tek bir nükleotidin insersiyon ya da delesyonunu da içerir (Basit Indel Delesyonları). Bazı SNP’ler ise kesim belgelerinde değişimlere yol açar (Kesim Belge Polimorfizmleri, RSP: Restriction Side Polymorphism). İnsan genomunun yaklaşık %1,5’i, kodlayan DNA dizileri i„erir ve SNP’lerin „oğu intron ve intergenik diziler gibi kodlama yapmayan DNA bŒlgelerinde şekillenir
Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR)
Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), ilgilenilen spesifik DNA dizilerinin, iki oligonükleotid primeri kullanılarak enzimatik olarak sentezlendiği bir in-vitro moleküler biyoloji tekniğidir. PCR ile insan genomik DNA’sı gibi kompleks DNA kalıplarından spesifik DNA bŒlgelerinin sentezinin birka„ saat i„inde ger„ekleştirilmesi ve çok az miktarda DNA ile „alışmaya olanak sağlaması, bu teknolojinin yaygınlaşmasında başlıca neden olmuştur. YŒntem 1983 yılında Kary Mullis tarafından keşfedilmiş ve Mullis, bu keşfinden dolayı kimya dalında Nobel Œdülünü kazanmıştır (Mullis KB. ve Faloona FA., 1987).
Günümüzde polimeraz zincir reaksiyonu, kalıtımsal hastalıkların saptanması, bulaşıcı hastalıkların tanısı, doku transplantasyonu için doku tipinin belirlenmesi, adli tıp örneklerinin genetik tiplendirilmesi (analık-babalık tayini), tarım (tohum saflığının belirlenmesi), sistematik ve evrim çalışmaları (doğadaki çeşitli canlı türlerinin tanısı, türler arasındaki polimorfızmin belirlenmesi) ve DNA computing (silikon kökenli bilgisayar teknolojileri yerine DNA molekülü ve moleküler biyoloji yöntemleri kullanılarak yapılan bir hesaplama türü) gibi oldukça geniş bir alanda kullanılmaktadır.
Yöntemin temeli, çoğaltılmak istenilen bölgenin iki ucuna özgü, bu bölgedeki baz dizilerine tamamlayıcı olan, bir çift sentetik oligonükleotid primeri kullanılarak, bu iki primerin 5' uçları ile sınırlandırılmış olan bölgenin enzimatik olarak sentezlenmesine dayanır. Oligonükleotid primerler, kalıp DNA molekülü yüksek sıcaklık derecelerinde denatüre edildikten sonra, tek iplikli DNA molekülleri üzerinde kendilerine tamamlayıcı olan bölgelerle birleşirler. Bir PCR döngüsü sırasıyla, DNA çift zincirinin yüksek sıcaklıkta birbirinden ayrılması (denaturation), sentetik oligonükleotid primerlerin hedef DNA bölgesine bağlanması (annealing) ve primerlerin yeni DNA zincirini oluşturacak şekilde uzaması (extension) aşamalarından meydana gelir. Ardı ardına tekrarlanan denatürasyon, primerlerin bağlanması ve uzama evreleriyle DNA fragmentleri üssel olarak artar. Böylece, 20 döngülük bir PCR sonucunda tek bir hedef diziden yaklaşık bir milyon kopya (220) oluşturulur. Bu üssel artışın nedeni, bir döngü sonucu sentezlenen ürünün, ardışık döngüde diğer primer için kalıp görevi yapmasıdır. Böylece her PCR döngüsü DNA molekülü üzerinde istenilen bölgenin iki katına çıkması ile sonuçlanır. PCR boyunca biriken ürünlerin boyu iki primerin boyu ve hedef DNA bölgeleri arasındaki mesafelerin toplamı kadardır.
Bir PCR döngüsü için gerekli olan beş ana bileşen vardır:
1. Çoğaltılmak istenen DNA fragmentini (tek bir gen, genin bir bölümü ya da DNA’daki kodlamayan bir dizi) içeren kalıp DNA
2. Çoğaltılacak bölgenin başlangıç ve bitiş bölgesini belirleyecek olan iki adet oligonükleotid primeri
3. Taq Polimeraz ya da başka bir ısıya dayanıklı polimeraz enzimi
4. DNA polimerazın kalıp DNA’dan sentezleyeceği yeni zincir için kullanacağı Deoksiribonükleotid-trifosfatlar (dNTP)
5. Kullanılan DNA polimeraz için uygun bir kimyasal çevre sağlayacak olan tampon karışımı
Glioma (Astrositik Tümörler)
Astrositik beyin tümörleri, morfolojik karakteristiklerine, CNS içindeki lokasyonuna, büyüme potansiyeline, invazyon genişliği ve ilerleme yönüne, yaş ve cinsiyet dağılımlarına göre farklı neoplazmaların geniş bir aralığını kapsar. Astrositomlarda ciddi kromozomal bozukluklar olduğu kaydedilmiştir. Astrositik tümörlerin %40’ında p53 geni mutasyonu rapor edilmiş ve özellikle genç yetişkinlerde çocuklardan daha fazla oranda görülmüştür. pl6 geninin her iki kopyasının delesyonu ve yeniden düzenlenmeleri ileri safhalardaki astrositomlarda yaygındır. 10’ncu kromozom delesyonları da yine ileri safhadaki astrositomlarda görülür (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Oligodendrioglioma
Oligodendrioglioma tipik olarak serebrumda oluşur ve yetişkinlerde, çocuklardan daha çok, kadınlarda ise erkeklerden daha yaygın görülür. Bu tümörler serebrospinal sıvı yolu ile metastaz yapar ve prognozu ve hayatta kalım oranı diğer gliomlara göre genel olarak daha iyidir. Oligodendriogliomlar, kromozom1, 9, 19, ve 22’de karakteristik bölge kayıpları sergiler. Bu tümörlerde pl6 geninde homozigot delesyon, 10’ncu kromozomda heterozigotluk kaybı ve epidermal growth faktörde de amplifikasyonlar görülür (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Ganglioma
Gangliomlar sadece cerrahi müdahale ile büyük oranda tedavi edilirler. CNS gangliomları çocuklarda yetişkinlerden daha sık görülür. Fakat, cinsiyet ya da etnik farklılık insidansı etkilemez. Çoğu olgular 30 yaş altı bireylerde görülür. TSC2 (Tuberous Sclerosis 2) geninde görülen mutasyon bireyde sporadik gangliomların oluşumuna zemin hazırlayabilir. Ayrıca kromozom 7 ve 9’daki genetik değişimler bu tümörlerle ilgilidir (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Medullablastoma
Medullablastomlar tüm beyin tümörleri arasında %3-5 iken çocukluk çağı beyin tümörlerinde %25 oranında görülür. Yetişkinlerde de görülür ancak 3-8 yaş arası çocuklarda görüldüğü kadar değildir. Bu tümörler ile ilgili delesyonlar 17p’de ve daha az sıklıkla 2p, 6q, 10q, 1 İp ve 16q’dadır.
Ependioma Nedir
Ependiomlar özellikle 20 yaştan daha küçük çocuklarda görülür. 3 yaş öncesi çocukluk çağında %30 oranında görülür ve çocukluk dönemi ependiomlar yetişkinlik dönemindeki ependiomlardan daha agresiftir.
Menengioma
Meninkslerin iyi huylu tümörleri tüm beyin tümörlerinin %10-20 kadarıdır. Menengiomlar adaletli bir yaş dağılımına sahiptir. Orta yaş grubunda pik yapar. Ancak çocuklarda çok nadir görülür (%2’den daha az). Menengiomlar kadınlarda erkeklerden 2 kat daha sık görülür. Büyük oranda kromozom 1 üzerindeki delesyonlar ile ilgilidir.
Daha az oranda 6q, 9q ve 17p kromozomlarında delesyonlar ve p53 genindeki mutasyonlar ile ilgilidir.
Schwanom
Schwanomlar tipik olarak kafatası ile ilgili sinirlerin tümörleridir ve primer beyin tümörlerinin %8’ni oluşturur. Bu tümörler kadınlarda erkeklerden iki kat daha fazla yaygındır ve çoğunlukla orta yaşlı hastalarda görülürler. Birkaç schwanomada İp kromozomunda kayıplar, 1 lq kromozomunda ise kazanımlar saptanmıştır(Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Chordoma
Nadir görülen neoplazmlardır. 30 ve 50’1İ yaşlardaki hastalarda baskın görülür ve erkeklerde baskınlığı azalır. Bu tümörlerin genetik araştırmaları azdır. Bununla birlikte bazı çalışmalarda tümör baskılayıcı genlerde ya da genlerdeki hata onarımında dengesizlik olduğu görülmüştür(Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Primer Beyin Tümörleri
Beyin tümörleri tüm kanserler (%1.4) ve kanserle ilgili ölümler (%2.4) arasında çok küçük bir paya sahiptir. Bununla birlikte bu tümörlerin çoğu ölümcül olup, ölümcül olmayanları da beyin fonksiyonlarına zarar verdiğinden günlük yaşamı kötü şekilde etkilemektedir. Amerikan Kanser Birliği’nin (The American Cancer Society (2006)) bir araştırmasına göre, 18,820 bireye malign beyin tümörü tanısı konmuş ve bu bireylerin 12,820 aynı yıl beyin tümörü dolayısıyla ölmüştür. Beyin tümörleri genel kanser nedeniyle ölümler arasında 10. sırada yer alırken 20-39 yaş arası kadınlarda 5. sırada yer almaktadır. Ayrıca 20 yaş altı gençlerde ölüm nedeni olarak beyin tümörleri lösemiden sonra 2. sırada yer almaktadır (Jemal ve ark., 2005).
Yüksek ölüm oranı nedeniyle özellikle glioblastoma tanısı konmuş hastalar arasında beyin tümörleri önemli bir ölüm sebebidir ve bu durum etiyolojisinin anlaşılmasındaki ilgiyi daha da pekiştirmektedir. Epidemiyolojik çalışmaları güçlendirmek mümkündür. Birincisi, beyin tümörü tipleri ile demografik karakteristiklerine göre, beyin tümörünün insidans ve mortalitesinin tanımlayıcı çalışmalarını yapmak (örneğin, yaş, cinsiyet ve coğrafik özellikler gibi). İkincisi, beyin tümörü olan insanların özelliklerini belirlemek ve sağlıklı bireylerin özelliklerini analitik olarak karşılaştırmaktır. Ayrıca, epidemiyolojik analizler beyin tümörlerinin moleküler olarak sınıflandırılması, hastalığın oluşum sürecindeki genetik rolün daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.
Primer Beyin Tümörünün Epidemiyolojisi
Amerikada beyin tümörleri verileri üzerine oluşturulmuş iki büyük program vardır. İlki National Cancer Enstitute’ nün bir programı olan Surveillance Epidemiolgy and End Results (SEER, http://seer.cancer.gov), ikincisi ise Central Brain Tumor Registry of the United State (CBTRUS, http://cbtrus.org) programıdır. Her iki kuruluşta farklı veri tipleri ile önemlilik arz etmektedir. SEER programı malign primer beyin tümörleri üzerinde veriye sahipken, CBTRUS her iki türdeki yani hem malign hemde benign beyin tümörleri konusunda veri sahibidir. Her iki programda da Amerika’daki beyin tümörlerinin mortalite ve insidansına ulaşmak mümkündür.
İnsidansı
Yakın zamanda CBTRUS’ in yaptığı bir çalışmada (1998-2002 yılları arasında toplanan veriler) tüm primer malign ve benign beyin tümörleri ile merkezi sinir sistemi (Central Nervous System, CNS) tümörleri yılda 100,000 kişide 14,800 kişi de görülmüştür. Bu tablo daha detaylı incelendiğinde yılda 100,000 kişide 7438’ ine malign beyin tümörü tanısı konumuştur. SEER programının yakın zamandaki bir raporuna göre ise (1994-2003 yılları arasında toplanmış veriler) yıllık primer malign beyin tümörü ve CNS tümörlerinin insidansı 100,000 kişide 6400 kişidir. Erkeklerde bu oran (7600 kişi), kadınlara göre (5300 kişi) daha yüksektir. CBTRUS programının pediatrik beyin tümörleri için veri tabanları da oldukça geniştir. 0-19 yaş arası çocuklar için primer malign ve benign beyin tümörleri ile CNS beyin tümörlerinin insidansı yılda 100,000 kişi de 4280 kişidir. Aynı şekilde erkekler arasında (yılda 4490 kişi) kadınlara göre (4040 kişi) da yaygındır (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Wnt Yolağı
Wnt yolağı hücre çoğalması, farklılaşma ve hareketi ile gelişme ve morfogenez için hücrenin kullandığı en önemli yolaklardan biridir. Protein fosforilasyonundaki değişimler Wnt sinyal iletim yolağının düzenlenmesini sağlayan ana bileşendir (Satoh S. ve ark., 2000, Akiyama T., 2000, Wodarz A. and Nusse R, 1998). Wnt yolağının ana bileşenleri Axin, adenomatoz polipozis koli, glikojen sentaz kinaz (GSK3-GSKP ve GSKa) ve beta katenin fosfoproteinlerdir ve fosforilasyonla aktiviteleri düzenlenir. Uyarılmamış hücrelerde GSKa ve p sitoplazmik beta katenini fosforile eder ve beta transdusin tekrarlan içeren bir protein olan E3 ubikütin ligaz için tanıma motifinin oluşmasını sağlar. Ubikütinlenen beta katenin hızlı bir biçimde 26S proteozom tarafından parçalanır dolayısıyla beta kateninin sitoplazmik düzeyi düşük tutulur. Salınan Wnt ligandları hücre yüzeyindeki frizzled reseptörlerine bağlandığında henüz tam olarak anlaşılamayan bir mekanizma ile Dishevelled (DVL) proteinini aktive eder. Aktive olan DVL beta katenine bağlanır ve GSKa ve p tarafından beta kateninin fosforilasyonunu önler. Böylece beta katenin parçalanmaz, birikir ve çekirdeğe girer ve orada TCF (T-hücre reseptörü)/lenf enhanser bağlanma faktörü 1 (LEF) olarak bilinen transkripsiyon faktörü ile etkileşir. Bu etkileşim çeşitli hedef genlerin (c-jun, c-myc, siklin Dİ) tetiklenmesine aracılık eder. Çeşitli yayınlar Axin’in bu etkileşimde skaffold protein olarak işlev gördüğünü ileri sürmektedir (Bellamy CO., ve ark., 1995). Axin wnt yolağında işe karışan birçok proteine direk bağlanmakta ve dolayısyla da beta kateninin fosforilasyonu için gerekli APC, GSK gibi proteinlerin kompleks oluşturmasını, onların bağlanacağı bir yer sunarak sağlamaktadır. Burada beta katenin önemli bir rol alır ve çeşitli kanser türlerinde anormal bir ekspresyon ve yerleşim gösterir. Son yıllarda kanonikal olarak da adlandırılan Wnt yolağı bileşenlerinin tümör oluşumu ile ilintili olduğu düşünülerek birçok araştırmanın üzerinde odaklanmasına neden olmuştur. Beta katenin miktarı hücrede sıkı biçimde APC-Axin-GSK parçalayıcı kompleks tarafından denetlenir. Bu komplekste yer alan APC kolorektal kanserlerin %70inde mutasyona uğramaktadır. Beta katenin ve Wnt bu yolağın pozitif düzenleyicileri olarak görev yaptığından protoonkogen olarak, APC ve Axin ise bu yolağın negatif effektörleri olduğundan tümör baskılayıcı gen olarak tanımlanmışlardır (Ikeda S. ve ark. 1998, Ikeda S ve ark., 2000).
Axin2 Geninin Yapısı ve Fonksiyonları
Axin ilk önce farede tanımlanmış ve "fused" ya da"fu" olarak adlandırılmış bir gen ürünüdür, daha sonra ise Axin (Aksis inhibisyon proteini) olarak yeniden isimlendirilmiştir (Kanzaki H ve ark., 2006; Salahshor S ve Woodgett J. R. 2005). Axin embriyonik gelişim süresince axis oluşumunun kontrolünde kritik bir role sahiptir. Wnt sinyal iletimi aktivitesi, omurgalılarda dorsal-ventral duplikasyonu belirlemekte ve Axin de bu sinyal iletim yolağında negatif düzenleyici olarak görev yapmaktadır. Axin'in, Wnt sinyal iletim yolağının negatif düzenleyicisi olması düşüncesinden yola çıkılarak yapılan çalışmalarda bir tümör baskılayıcı gen olduğu ortaya konulmuş ve en az üç farklı sinyal oluşum yolağında görev aldığı belirlenmiştir, SAPK (Stress-activated protein kinase), TGFp (transforming growth factor P), ve Wnt sinyal iletim yolakları (Şekil 2.4) (Salahshor S and Woodgett J R. 2005).
Axin proteinleri Axinl ve Axin2 olarak iki çeşittir. Axinl (Axin) ve Axin2 (Axil, conductin) protein ve nükleotid düzeyinde %45 benzerliğe sahiptir. Bu genlerin aynı zamanda kodlanmış kısımları da benzer fonksiyonlara sahiptir. İnsan Axin geni;
16pl3.3 kromozomal bölgede haritalanmıştır.
Faredeki homoloğu ile %87 benzerlik göstermektedir.
Wnt yolağındaki p-katenin yıkım kompleksinin esas bileşenidir.
Axinl ’in konsantrasyonu bu yolakta diğer bileşenlerin yıkım konsantrasyonundan 1000 kez daha küçük olmasıyla Axinl bu yolağın sınırlayıcı faktörüdür.
Bu yolakta sürekli exprese olur.
Axinl’in a izoformu 862 aa iken, b izoformu exon 8’in splaysingi nedeniyle 826 aa’tir.
Bu splays bölge farklı türler arasında korunmuştur.
N-terminalde APC’ye bağlanma domaini olan RGS (G-protein sinyal regülatörü) domaini vardır.
Proteinin merkezinde GSK3p ve p-katenin bağlama domainleri bulunur..
C-terminali Dishevelled’in DIX domaini ile etkileşen bir domain içerir. Ayrıca p-kateninin şaperonu olarak da rol oynar.
İnsan Axin2 geni;
Axin\’in homoloğudur.
Wnt/p- katenin yolağının negatif regülatörüdür.
Axin2, 2.5 kb’a denk gelen 10 exon ve 843 aa içerir.
a ve b şeklinde iki izoformu vardır. b izoformunda 65 aa’lik bir bölge içeren exon 6 splays olmuştur.
Axin2 geni insanlarda 17q24’te bulunur.
Axin2 de Axinl gibi APC, GSK3p ve p-katenin bağlama domaini içerir.
Bazı tümör türlerinde örneğin meme kanserlerinde bu bölgede heterozigotluk kaybının olduğu bilinmektedir.
Axin2 mutasyonu nedeniyle kolorektal kanserlerde p-katenin düzeyinde artış gözlenmiştir.
Artmış p-katenin konsantasyonuna yanıt olarak hücrede Axin2 exprese olur.
Axin2 proteini P-katenin degradasyonu için gerekli olan bileşenler için bağlanma domainleri içerir. APC’ye bağlanan 81-200 amino asitleri arasında bulunan N-terminal G-proteini sinyal iletimi domaini, proteinin ortasında sırası ile 327-413 ve 413-476. amino asitleri arasında yer alan GSK3P ve P-katenin için ayrı bağlanma domainleri, ve bir dishevelled’in Axin dimerizasyonuna aracılık eden bir bölümüne bağlanan ve 761-843 amino asitleri arasında bulunan C-terminal (DIX) domaini içerir. Moleküler düzeyde Axin/conductin P-katenin’in fosforilasyonunda ihtiyaç duyulan tüm bileşenleri birbirine yaklaştıran bir skaffold protein gibi görev yapar (Behrens J ve ark. 1998; Ikeda S., ve ark., 1998).
OTOF Geni ve Özellikleri Nelerdir
Otoferlin proteinini kodlayan OTOF geni, otozomal resesif sendromik olmayan işitme kaybına neden olduğu bilinen 29 genden biridir.
OTOF geni 90 kb uzunluğundadır. 48 ekzonu bulunan genin ilk ve son ekzonu sırasıyla 5’ ve 3’ translasyonu yapılmayan bölgeleri kodlamaktadır. OTOF geni, çeşitli translasyon başlangıç bölgelerinin alternatif intron çıkartılması ile birlikte kullanılmasıyla proteinin uzun ve kısa izoformlarını kodlamaktadır. OTOF geni kohlea, vestibul ve beyinde yüksek seviyede ifadelenirken kalp, plesanta, akciğer, pankreas, iskelet kası ve böbrek de daha düşük düzeyde ifadelendiği belirlenmiştir Fare dokularında sadece uzun izoformu ifadelenirken, insanda beyin haricindeki diğer dokularda sadece kısa formu ifadelenmektedir. İnsan beyninde ise hem uzun hem de kısa izoformların ifadelendiği saptanmıştır.
Genin beyinde ifadelenen uzun formu 7156 bç uzunluğunda bir mRNA oluşturmaktadır. mRNA’da 128. nükleotitde translasyon başlangıç kodonu yer almaktadır. Başlangıç kodonundan sonra 5991 bazlık bir açık okuma çerçevesi bulunmaktadır. mRNA’nın 3’ kısmında da translasyonu yapılmayan 1038 bazlık bir kısım yer almaktadır. Tüm intronlarda GT/AG kuralı gözlenmektedir.
OTOF geninin C-terminal bölümü ile hücre membranına bağlanan sitozolik bir protein kodladığı ve membran yapısında veziküllerin, plazma membranına taşınmasında rol oynadığı ileri sürülmektedir.
Otoferlin Proteininin Genel Özellikleri
Otoferlin Caenorhabditis elegans Fer-1 geni ile ilişkilendirilen ferlin adı verilen memeli gen ailesi proteinidir. Otoferlin proteini diğer ferlin ailesi geni proteinleri olan disferlin, myoferlin ve FER1L4 proteinleriyle homoloji göstermektedir. Bu proteinler, membrana tutunmuş sitozolik proteinlerdir. Bu sitozolik proteinler C2 bölgesi olarak adlandırılan kalsiyum bağlayan yapısal bölgelerin tekrarlarını içermektedir. Tüm ferlinlerde korunmuş C2 tekrar bölgeleri ve bir C-terminal transmembran bölgesi bulunmaktadır
C2 bölgeleri 2 tane 4 zincirli (3 tabakadan oluşmuştur ve yüksek derecede benzerlik gösterirler. C2 bölgelerinin yapısında negatif yüklü aspartil birimleri yer almaktadır.
Kalsiyum iyonlarının bu negatif yüklü aspartil birimlerine bağlandığı düşünülmektedir. Kusursuz bir C2 bölgesinde 5 aspartil birimi bulunmaktadır. Otoferlin C2A bölgesi (31 zinciri eksik olan bir bölgedir ve bu nedenle tam olarak işlev görememektedir. C2A ve C2B bölgelerinde kalsiyum iyonlarının bağlanması için gerekli olduğu düşünülen 5 aspartil biriminden bir kaçı eksiktir. C2C-C2F bölgeleri ise 5 aspartil biriminin eksiksiz olduğu bölgelerdir. Bu yüzden kalsiyum iyonlarının otoferlinin sadece son 4 C2 bölgesine(C2C-F) bağlandığı düşünülmektedir
C2 bölgelerine sahip olan proteinler fosfolipit ve proteinlerle etkileşir. Bu etkileşimler kalsiyum iyonlarına bağlıdır. Kalsiyum iyonlarının C2 bölgelerinde yer alan negatif yüklü aspartil birimlerine bağlanması, proteinin yüzey elektrostatik potansiyelini değişmesine neden olmakta ve bunun sonucunda da proteinin negatif yüklü fosfolipitler ve proteinlerle etkileşmesini sağlamaktadır.
İşitme Bozukluklarının Sınıflandırılması
İşitme bozukluğu kişilerin konuşma, ifade etme, kavrama ve psikososyal gelişiminde değişikliklere neden olan en yaygın algılama bozukluklarından biridir
İşitme bozukluklarını nedenlerine göre; genetik nedenli ve çevresel nedenli işitme kayıpları, başlama yaşına göre; prelingual (2 yaşından önceki dönem) ve postlingual (2 yaşından sonraki dönem) işitme kayıpları, fenotipik özelliklerine göre; sendromik veya sendromik olmayan işitme kayıpları, işitme yolu üzerinde etkili oldukları bölgeye göre; iletim tipi, sensorinöral ve miks tip işitme kayıpları şiddetine göre; hafif, orta, orta derece şiddetli, şiddetli ve derin işitme kayıpları şeklinde sınıflandırılmaktadır
Genetik İşitme Kayıplarının Genel Özellikleri
Yeni doğan her 1000 çocuktan birinde ya da prelingual dönemde işitme kaybı görülmektedir. Gelişmiş ülkelerde prelingual sağırlığın %50’sinden fazlasında genetik faktörler etkili olmaktadır. Genetik kökenli işitme bozuklukları, tek bir gendeki mutasyonun (monogenik) veya farklı genlerdeki mutasyonların kombinasyonları ile birlikte çevresel faktörlerin ortak sonucu (multifaktoriel) olarak da gerçekleşebilmektedir. Gelişmiş ülkelerde prelingual işitme bozukluklarının %50’sinden fazlasını tek gen hasarları oluşturmaktadır İşitme kaybı ile birlikte seyreden birçok sendrom tanımlanmasına rağmen, işitme kaybı çoğu durumda tek bir semptom olarak görülmekte ve otozomal resesif bir karakter göstermektedir.
Genetik işitme kayıplarında dominant, resesif, X’e bağlı veya mitokondrial kalıtım görülmektedir. Genetik nedenli işitme kayıplarının %30’unu sendromik işitme kayıpları %70’ini ise, sendromik olmayan işitme kayıpları oluşturmaktadır.
Otozomal resesif kalıtım gösteren genetik nedenli işitme kayıpları sıklıkla ciddi işitme kayıplarına neden olurlar ve konuşma yeteneğinin kazanılmasını engeller. Otozomal resesif kalıtım gösteren işitme kayıplarının tek gene bağlı hastalıklar olduğu tahmin edilmektedir ve bu genler yüksek derecede genetik hetorejenite göstermektedir.
Sendromik Olmayan İşitme Kayıplarının Genel Özellikleri
Sendromik olmayan işitme kayıplarının %75’i otozomal resesif, % 20’si otozomal dominant, %5’i X’e bağlı ve %1’inden azı mitokondrial kalıtım göstermektedir
Sendromik olmayan işitme kaybında sadece işitme kaybı görülür. Sendromik işitme kaybında ise işitme kaybının yanında farklı doku ve organlarda diğer patololojik etkiler de görülür. Bir gendeki mutasyonların biri sendromik, diğeri sendromik olmayan işitme bozukluğuna neden olabilmektedir
Sendromik veya otozomal dominant işitme kayıpları; iletim tipi, sensörinöral ya da birleşik tip olabilir. Bunun aksine otozomal resesif sendromik olmayan pre-lingual işitme kayıpları her zaman sensorinöral nedenlidir.
Bugüne kadar otozomal resesif işitme kaybıyla ilişkili olan yaklaşık 53 lokus ve 29 gen tanımlanmıştır Sendromik olmayan işitme kaybının moleküler tanısı, gözlenen aşırı heterojenite nedeni ile karmaşık bir durum sergilemektedir. Konneksin-26 (GJB2) ve konneksin-30 (GJB6) olarak isimlendirilen iki gendeki mutasyonlar, otozomal resesif kalıtılan sendromik olmayan işitme kayıplarının yaklaşık %50'sinde gözlenmektedir Ancak diğer genlerdeki mutasyonların katkısı hala araştırılma aşamasındadır. Bundan başka, sendromik olmayan işitme kaybının genetik epidemiyolojisinin toplumlar arasında oldukça değişken olması nedeniyle bu araştırmalar oldukça karmaşık ve zordur.
Yüksek derecede gözlenen heterojenite nedeniyle, klinik incelemelerle sendromik olmayan işitme bozukluklarını, çevresel faktörlere bağlı olarak gelişen işitme bozukluklarından ayırmak oldukça zor olmaktadır. Ancak ailedeki ikinci bir işitme engelli bireyin varlığı, işitme bozukluğunun kalıtsal olduğu yönde bir bilgi vermektedir.
Otoferlin ve İşitmedeki Önemi Nedir
Potasyum iyonlarının sterosil hücrelerinin içerisine girmesiyle birlikte bazolateral bölgedeki kalsiyum kanalları açılarak kalsiyum iyonları hücre içerisine girmektedir. Hücre içerisine giren kalsiyum iyonları otoferlin molekülüne bağlanır. Otoferlin, saç hücrelerinde bulunan sinaptik veziküllerin taşınmasında görev alan bir proteindir.
Sinaptik veziküller ilk olarak plazma zarına protein-protein etkileşimleri yolu ile hedeflenirler. Bu etkileşimlerde SNARE proteinleri iş görmektedir. Vezikülle ilişkili zar proteini (VAMP/synaptobrevin), presinaptik plazma zarında bulunan Sintaksin 1 ve SNAP25' proteinlerine bağlanır. Böylece SNARE kompleksi oluşur ve sinaptik vezikül ile plazma zarı füzyon bölgesinde yakın temasa geçer. Aynı SNARE proteinleri iç saç hücrelerinde de bulunur ve bu nedenle nörotransmitter salınımında iş görmektedir.
Otoferlin, Sintaksin1 ve Snap25 adı verilen SNARE komleks proteinleriyle etkileşim halindedir. Bu proteinler sinaps bölgesinde nörotransmitterlerin salınımı ve ekzositoz sırasında sinaptik vezikül membranı ile pre-snaptik membran füzyonunda oldukça kritik öneme sahiptirler. Hücre içerisine giren kalsiyum iyonlarının otoferline bağlanması otoferlin proteinin SNARE kompleks proteinleriyle olan etkileşimini değiştirmektedir. Bu değişim sonucunda da presinaptik membran ile sinaptik vezikülün füzyonu gerçekleşmekte ve ekzositozla nörotransmitterler serbest hale geçmektedir. Serbest hale geçen nörotransmitterler akustik siniri aktive etmektedir. Bu şekilde mekanik enerji kohlear sinire aktarılan elektrik enerjisine dönüşmüş olur
İşitme Mekanizması
Başımıza çarpan ses dalgaları ilk olarak dış kulak tarafından tutulur ve dış kulak kanalı boyunca taşınarak orta kulak zarı olan timpanik membrana iletilir. Kulak zarında ses dalgalarının oluşturduğu basınç titreşimlere sebep olur. Bu titreşimler orta kulaktaki işitme kemiklerinde piston benzeri mekanik hareketler meydana getirerek titreşimleri ilk olarak üzengi kemiğinin tabanına daha sonra da oval pencere yoluyla kohleaya aktarır. Ses dalgalarının yaratmış olduğu titreşimler kohleanın perilenf sıvısı içerisinde bir dalgalanmaya neden olur. Perilenf sıvısı içerisinde meydana gelen bu dalgalanma saç hücreleri ile bu hücreler üzerinde yer alan tektoriyal zar tabakası arasında bir harekete neden olur. Meydana gelen bu hareket tüy demetinin uzantısı olan sterosillerin en büyük sterosil yönüne doğru bükülmesine neden olmaktadır
Miyozinler tarafından kontrol edilen sterosiller arasındaki uç bağlantılarının hareketleri sonucunda endolenf içindeki yüksek konsantrasyondaki potasyum iyonları, sterosillerin uç bağlantılarındaki transdüksiyon kanallarından saç hücrelerin içerisine girerek aksiyon potansiyelini başlatırlar. Bu pozitif yük, hücrenin depolarizasyonuna neden olur. Potasyum iyonlarının sterosil hücrelerinin içerisine girmesi bazolateral bölgedeki kalsiyum kanallarının açılmasına ve kalsiyumun hücre içerisine girmesine neden olmaktadır
Normal işitmenin devamı için tüy hücrelerinde aksiyon potansiyeli oluşturan K+ iyonlarının endolenfe geri dönmesi gerekmektedir. Potasyum iyonları potasyum kanallarına gitmek üzere saç hücrelerini terk ettiklerinde hücreler repolarize olurlar. Potasyum iyonları daha sonra ince çizgi halindeki damarların içinden konneksinlerden oluşan gap-junctionlara doğru difüzyona uğrarlar ve potasyum kanallarının içinden endolenfe geri salınarak mekanik elektriksel iletim sistemini yeniden başlatır
Kulak Anatomik Yapısı
Sesleri algılayan duyu organımız kulak, dış, orta ve iç kulak olmak üzere 3 farklı kısımdan oluşmuştur. Dış kulak ses dalgalarını toplayıp orta kulağa iletmekten; orta kulak aldığı ses dalgalarının enerjisini değiştirerek, sıkıştırılmış dalgalar şeklinde iç kulağa iletmekten sorumludur. İç kulak ise aldığı bu ses dalgalarını sinir sinyallerine dönüştürerek beyne gönderir ve beyinde sesin algılanıp yorumlanması gerçekleşir
Dış kulak, kulak kepçesi ve kulak kanalı olmak üzere 2 kısımdan oluşmuştur. Kulak kepçesi özgül şekli sayesinde ses dalgalarını toplamaktan sorumludur. Bu yapı ayrıca, sesin gelme yönünü ayırt etmemizi de sağlar.
Kulağın Yapısı
Orta kulak; kulak zarı ve dıştan içe doğru sırasıyla çekiç (malleus), örs (incus) ve üzengi (stapes) kemiklerinden ve içi hava dolu boşluktan oluşmuştur. Çekiç, orta kulak zarı ile bağlantılıdır. Üzengi, orta kulağın en iç kısmında yer alır ve vestibülün oval penceresiyle temas halindedir. Örs ise çekiç ve üzengi kemikleri arasında yerleşmiştir
İç kulak, işitme ve denge sistemi olmak üzere iki duyusal sisteme sahiptir. İç kulak, kemiksi ve zarsı labirentlerden (iç kulak boşluğu) oluşmuştur. Kemiksi labirent, perilenf adı verilen bir sıvı ile doludur ve 3 büyük kanal içerir. Bu kanallar, vestibül, kohlea (salyangoz), sakkuluslu ve utrikuluslu yarım daire kanallarıdır
Kohlea işitme sinyallerini yönlendiren merkezdir. Kohlear kanalın endolenf sıvısı içerisinde ses dalgaları, elektriksel impulslara çevrilirler. Bu impulslar sinir flamentleri (fiber) tarafından merkezi işitme sistemindeki akustik sinir olan 8. sinire ve son olarak da beynin duyu korteksine taşınır
İnsan kohleasının algılayıcı kısmı “korti organı” olarak isimlendirilmektedir. Korti organı tek sıra halinde iç saç hücresi ve üç sıra halinde dış saç hücresi olmak üzere iki tip duyu hücresi içerir İç saç hücresi, sinyalleri akustik sinir ve duyu korteksine gönderen reseptör hücreleridir. Dış saç hücresi, duyma hassasiyetine ve frekans seçimine katkıda bulunan, hem duyu hem de motor elementleri içeren hücrelerdir Dış saç hücreleri akustik olarak uyarıldıkları zaman anında uzayıp kısalırlar. Dış saç hücrelerindeki bu değişimler, aktin gibi flamentler içeren hücre iskeleti ve plazma zarı boyunca birçok moleküler motorun ortak hareketi sonucunda meydana gelmektedir.
Her saç hücresi apikal kutbunda kademeli uzunlukta dikey olarak uzanan V şeklinde dizilmiş yaklaşık 100 adet silindir şeklinde sterosil içeren saç yığınıyla kaplanmıştır
Her bir sterosil hücrenin plazma zarıyla çevrelenmiş bir aktin iskeletinden oluşmaktadır. Sterosiller çapraz bağlı aktin flamentlerin yığınından dolayı hareket edemezler. Sterosiller komşularına uç bağlantılarla bağlıdırlar. Uç bağlantıların hareketi miyozin VI ve miyozin VII tarafından kontrol edilir
Hiperhomosisteinemi Nedir
Bir metionin metabolizma bozukluğu olan hiperhomosisteinemi; hem arteriyel hem de venöz tromboza neden olabildiği gösterilmiş tek kalıtsal risk faktörüdür. 1997’de D’Angelo ve Selhub tarafından arteriyal tromboz için risk faktörü olarak tanımlanmış, 1994’te Falcon, 1995’te Fermo tarafından tromboembolizm, 1996’da Heijer tarafından da derin ven tromboz ve tekrarlayan venöz trombozu için kalıtsal bir risk faktörü olduğu bildirilmiştir.
Açlık plazma homosistein konsantrasyonu normalde 5-15 µmol/L iken, hafif hiperhomosisteinemide 15-30 µmol/L, orta hiperhomosisteinemide 30-100 µmol/L ve ciddi formunda ise 100 µmol/L’den fazladır.
Hiperhomosisteinemi, hem edinsel hem de kalıtsal faktörler sonucunda oluşabilen anormal plazma konsantrasyonları ile karakterizedir. B6, B12 vitaminleri ve folik asit açısından yetersiz bir beslenme, hiperhomosisteinemi nedenidir.
Ayrıca bağlantı analiziyle yapılan bir çalışmada; 11q23 kromozom bölgesinde tespit edilen yeni bir genin, plazma homosistein seviyesinin belirlenmesinden sorumlu olduğu gösterilmiştir.
Genel populasyonda % 5-10 oranında homosistein oranı yüksek bulunurken, trombozda % 25’lere kadar çıkmakta ve tromboz riskini 3-4 kat arttırmaktadır
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)
