Trombosit Yapısı ve Fonksiyonları
Trombosit Yapıları
Hemostaz mekanizmasının üç önemli öğesi damar yapıları, koagülasyon sistemi ile trombositler ve fibrinolitik sistemdir. Travma, damar hasarı sonucu oluşan vazokonstrüksiyona ve kan akımının yavaşlamasına neden olur. Trombositler hasarlı bölgeyi reseptörleriyle fark ederler ve endotele yapışırlar. Adezyon ve agregasyonu takiben trombositlerden salınan maddeler hem koagülasyonda hem de inflamasyonda yer alan maddelerdir: serotonin, ADP, Ca, fibrinojen, PF4, βTG, Fak V bunlardan birkaçıdır (Paul A. 2007, Furman M.I. 1997, Von Hundelshausen P. 2007). Koagülan maddelerin salınımı sonunda fibrin oluşumu ile hasarlı bölge kapatılır
İnflamasyon ve koagülasyon etkileşimini incelerken inflamasyonda artan ve azalan ajanların aynı zamanda koagülasyonda rol alan ajanlar olduğu dikkati çeker. Bu ajanları sıralayacak olursak;
İnflamasyonda artanlar
Doku faktörü (trombin)
Negatif yüklü zar lipitleri
Trombosit aktivitesi
Fibrinojen
İnflamasyonda azalanlar
Trombomodulin
Endotel hücreleri protein C reseptörü (almacı)
Aktive protein C yarılanma ömründe kısalma
Protein Z
Damarsal heparin benzeri moleküller
Fibrinoliz (PAI-1 artışı)
Trombin, koagülasyonda (fibrinojenden fibrin oluşumunda), pıhtılaşma faktörleri V, VIII, XI, XIII ve trombositleri aktive ederek prokoagülan bir etkiye sahiptir. Trombin; lökositlerin adezyon ve aktivasyonunu arttırarak inflamasyonu da arttırır. Trombin aktivasyonu güçlü bir nötrofil agonisti gibi davranan trombosit aktivatör faktörü (TAF) üretimini arttırır. Nötrofiller selektinlere bağlandığında bu etki daha da artar.
Selektinler, lökosit ve endotel hücreleri üzerindeki karbonhidrat bağlarına bağlanarak, lökosit trafiğinin düzenlenmesine katkıda bulunurlar. Trombosit ve endotelde bulunan P-selektin, trombin, histamin, protein kinaz C, kompleman gibi medyatörlerle uyarılabilir. Hücre aktive olduğunda yüzeye çıkarak lökositlerin endotele yapışarak yuvarlanmasında rol oynar. Trombositlerin trombinle aktivasyonu hem doku faktörü üretimini arttıran CD40 ligandını açığa çıkarır hem de IL-6, IL-8 gibi inflamatuvar sitokinleri arttırır. IL-6’nın artışının trombosit aktivitesini arttırdığı gösterilmiştir. Bu durum ise inflamasyon ve tromboz ilişkisini gösterir.
Trombosit aktivasyonu bazı hastalıklarda artarak hastalığın seyrini önemli derecede etkiler. Diyabet (Feng B 2009), ateroskleroz (Furman ML 1998), astım (Tutluoğlu B. 2005), tıkanma(strok) (Ince B 1999) bu hastalıklar arasında yer alır.
Ortalama sayıları insanda 300000/mm3 olan trombositler, periferik yaymada küçük noktacıklar şeklinde görülür ve 2-5 µ. çap, 5-7 µ³. hacimleriyle vücudun en küçük kan hücreleridirler. Trombosit yapımı trombopoetin (TPO) tarafından düzenlenir. Dolaşımdaki ömürleri 8-10 gün kadar olup, bu süre sonucunda yaşlanan trombositler dalakda dolaşımdan ayıklanırlar. Yaşlanan veya aktive olan trombositlerde fosfatidil serin trombosit yüzeyine çıkar. Aneksin V; apopitozun başlaması sonrasında, trombosit yüzeyine çıkan fosfatidil serin(kısmen) ve eksi yüklü fosfolipitlere kuvvetli duyarlılık ile kalsiyum bağlar. Anneksin V bulunduran trombositler retiküloendotelyal sistem elemanları tarafından dolaşımdan uzaklaştırılırlar
Trombositin üç farklı yapıdan oluştuğu söylenebilir: Hücre zarı, kanaliküler sistem ve granüller
Hücre Zarı
Hücre zarı, trombosit fonksiyonunda önemli rol oynar. Hücre zarında çok miktarda fosfolipid ve daha az miktarda ise glikoprotein bulunmaktadır. Glikoproteinler normal endotel yüzeyine değil de hasarlı bölgeye bağlanırlar. Glikoprotein-Ib(GP-Ib) trombositin kollajene bağlanmasını, Glikoprotein-IIb(GP-IIb) trombositin Von-Willabraund Faktör(vWF)’e bağlanmasını, Glikoprotein-IIIa(GP-IIIa) ise trombositin trombosite fibrinojen molekülü aracılığıyla bağlanmasını sağlar
Kanaliküler Sistem
Prostaglandin çevirici enzim ve kontraktil kalsiyum içerir.
Granüller
Yoğun Granüller; Serotonin, adenozin di fosfat(ADP), Ca+2 içerirler.
Alerjik Astımda Lökosit
Astımda eozinofiller negatif bir role sahiptirler. Eozinofiller tarafından uyarılan bronşial hiper aktivitenin artışıyla bronşiyal epitel tabakasının yeniden yapılanmasına; IL-5in eozinofiller tarafından salgılanması gecikmiş astım yanıtının gelişmesine neden olur. Eozinofil akümülasyonu alerjik astımın inflamasyonunda önemlidir. Kan damarları endotelinde eozinofillerin adezyonu, alerjik inflamasyonda eozinofil akümülasyonunun kritik aşamalarından birisini oluşturur. Eozinofiller, lökositler gibi adezyon molekülleri aracılığıyla endotel hücresine yapışırlar ve inflamasyon bölgesine göç ederler ve ilk aşamada spesifik karbonhidrat yapısıyla aktive olmuş endotelyum üzerindeki selektinle etkileşirler. Eozinofillerin adezyonunda E, P ve L selektinlerin rolü vardır.
Diğer taraftan, eozinofillerin trombositlere bağlanması, astımda adezyondaki artış nedenlerinden birini oluşturmaktadır. Sağlıklı kişilerde eozinofiller genellikle trombositlere bağlanmazken, alerjik astımda bağlanmaları trombositleri aktive eder. PAF ve IL-5 artışıyla eozinofillerin trombositleri aktiva etmesi sağlanır
Astımda Trombosit Aktivasyonu
İnflamatuvar hastalıklarda ve özellikle alerjik astımda trombosit fonksiyonunun ve davranışının değişimi ile trombosit aktivasyonu gösterilmiştir. Astım atakları sırasında akciğer subendotelyumunda lokalize olmuş trombosit ve intravasküler kompartımanda trombositlerin varlığı gösterilmiştir. Ayrıca trombosite özgül sekratuar granül ürünleri astım semptomları esnasında artmaktadır. Bu durum intravasküler trombosit aktivasyonunu göstermektedir. Bu aşamada özgül kimyasal aracılar ve Trombosit Faktör-4(PF-4) ve Beta Tromboglobulin(BTG) salgılanır (Tutluoğlu B. 2005). Trombosit aktivasyonu, allerjenle karşılaşıldığında kısa bir sürede (10 dk. içerisinde) gerçekleşir. Alerjik astımda trombosit aktivasyonunun allerjenlere karşı cevapta doğrudan ilişkili olduğu gösterilmiştir. Alerjik astımlıların trombosit yüzeylerinde yüksek afiniteli IgE reseptörü bulunmaktadır. Astım hastalarında IgE aracılığıyla trombosit aktivasyonu sonucu inflamatuvar aracılar serbest kalırlar.
Alerjik inflamasyon deney modelinde, pulmoner lökositlerin trombositlerle P-selektin aracılığıyla yapıştığı belirtilmiştir. Böylece P-selektin ekspresyonu yükselir; eozinofil–trombosit bağlanma kapasitesinin artması, ikincil yanıt ve geç yanıtta sirkülasyondaki trombosit ve eozinofillerin sayısının artmasını sağlar. Allerjen etki, sonrası dolaşımdaki trombosit lökosit kompleksinde trombosit formu değişkendir ve böylece trombosit, endotel ve eozinofil yüzeyine tutunabilir. İntravasküler trombosit aktivasyonun, allerjene karşı verilen inflamatuvar yanıtın artefaktı olmadığı daha önce gösterilmiştir.
Trombosit aktivasyonu, erken astmatik cevapta dakikalar içerisinde birincil ve ikincil yanıtın her ikisinde de gerçekleşir. P selektin ekspresyonu, trombosit aktivasyonundan sonra hızla oluşur ve P selektin trombosit yüzeyine çıkar. β-TG düzeyleri P-selektin ekspresyonu takiben pik yapar. Antijen intravenöz olarak verildiğinde ise trombosit birikimi gerçekleşir ve böylece mast hücrelerinden histamin salgılanır. Astımda allerjene maruz kalmayı takiben, inflamatuvar cevabı trombositler devam ettirirler. Bu, kemotaksisde trombositlerin rolünü aydınlatır(dokuya doğru göçünü önerir) ve böylece antijen sunan hücreler ve T hücresine karşı uyarı sinyalini geliştirir. Trombosit lökosit ilişkisinin artması, allerjene maruziyet sonrasında 24 saat içerisinde gelişir
Astım Hakkında Genel Bilgiler
Astım kronik hava yolu inflamasyonu, diffüz reversibl hava yolu obstrüksiyonu ve bronş aşırı duyarlılığı ile karakterize edilen bir hastalıktır.
Hava yollarının (trakea, bronşiol, bronkus, son bronşiol) ana fonksiyonu, akciğere alınan ve akciğerden atılan havayı iletmek ve solunan havanın içeriğine karşı ilk savunma hattını oluşturmaktır. Hava yolları oksidatif stres üreten ajanlara, kirletici, irrite edici patojenlere sürekli olarak maruz kalır ve bu nedenle solunum sisteminin yüzeyinin kompozisyonu çok önemlidir
Sadece hava yollarındaki hücreler değil dolaşımdaki hücreler de akciğerin kanlanması ve maruz kaldığı ajanların etkilerini kana geçirmesi sebebiyle patojen ajanlardan aynı oranda etkilenirler. Bu nedenle, astımlı kişinin kronik hava yolu inflamasyonu sonucu kandaki lökositleri ve savunmada, detoksifikasyonda devreye giren mekanizmaları sistemik olarak da etkilenir.
Üst solunum yolları; mukus salgılayan Goblet hücreleri ve Cilial hücreler gibi özelleşmiş hücre tiplerini içerirler. Alt solunum yollarının (respirator bronşioller, alveol kanalları, alveol keseleri) işleyişi ise diffüzyon ile gaz değişimine katılır. Alveollerin epitel yüzeyi temel olarak iki tip hücreden oluşurlar; birinci tip hücre alveolar epitel, ikinci tip hücre, kübik alveolar epitel hücreleridir. Birinci tip hücreler dışta yassılaşmış ve bu yolun toplam alveol yüzeyinin %95’i kadarını oluştururlarken, ikinci tip hücreler daha çokturlar ve sürfaktan üretirler (Deen M.V.D 2005).
Diffüz reversibl hava yolu obstrüksiyonunda, duyarlı kişilerde nöbetler halinde gelen hırıltı, nefes darlığı, göğüste sıkışma hissi ve öksürük yakınmaları vardır; bunlar özellikle gece, sabaha karşı görülürler. Spontan veya ilaçlarla tamamen ya da kısmen giderilebilirler.
GİNA (Global Strategy for Asthma Management and Prevention) 2007 verilerine göre astımın dünyadaki farklı bölgelerde görülme sıklığı: Yeni Zelanda ve Pasifik adaları’nda >%10, Güney Asya, Kuzey Amerika Kızılderilileri ve Eskimolar’da <%1, Avrupa’da %5-10, Türkiye’de çocuklarda %5-10, erişkinlerde >%5 olarak belirlenmiştir.
Kişisel risk faktörleri; genetik yapı, atopi, bronş hiperaktivitesi, cinsiyet ve etnik köken olarak sıralanabilir.
Astıma Yol Açan Çevresel Etkenler
Allerjenler, solunum sistemi enfeksiyonları, sigara, hava kirliliği, meslek, sosyoekonomik düzey, aile büyüklüğü, diyet, obezite astımın gelişimini etkileyen çevresel etkenlerdir. Astımı tetikleyen ajanlar arasında ise allerjen olarak ev tozu akarları, ev hayvanları, hamam böcekleri, küf mantarları, polenler yer alırken, solunum yolu inflamasyonu, egzersiz, hava kirliliği, besinsel katkı maddeleri ve ilaçlar da astımın tetikleyici ajanları arasında yer alırlar.
Astımın tanımında önemli yer tutan parametreler arasında sıralanan solunum foksiyon testinin (SFT) ölçümleri FEV1 (birinci saniye zorlu eksprasyon hacmi), PEF (tepe akım hızı) hava yolu obstrüksiyonu ve rezerv kapasitesi hakkında bilgi vermektedir. Astım tanısında klinik öykü, fizik muayene, değişken ve düzelebilen havayolu tıkanıklığı, hava yollarının aşırı yanıtlılığı astımın temel fizyolojik kanıtları arasında dikkate alınır. Bu arada olası alternatif tanıların dışlanması ve şu semptomlar önemlidir: Tekrarlayıcı karakterde; nöbetler halinde olması, daha çok gece ve/veya sabaha karşı gözlenmesi, kendiliğinden veya ilaçlarla hafiflemesi veya kaybolması, yakınmaların olmadığı, mevsimsel değişkenlik gösterebildiği dönemlerin varlığı önemlidir.
Astım tedavisinde yukarıda bahsi geçen durumlar hedef alınarak farklı yaklaşımlar getirilmiştir. Steroidler; inflamatuvar hücrelerin bronş mukozasında birikimi, bu hücrelerin aktivasyonu ve mediatör salınımını önler, mikrovasküler sızıntı ve ödemi azaltır, bronş düz kasında beta 2 reseptör sayısını arttırır, sistemik steroid tedavisi atağın ağırlaşmasını ve erken rölapsları önler, morbiditeyi ve acil servise başvuru sayısını azaltır, lökotrien reseptör antagonistleri; sisteinil lökotrienlerin hedef hücrelerde bağlanarak etkilerini gösterdikleri lökotrien resptörlerini bloke ederler, eozinofilik enflamasyonu önlerken, vasküler permeabilite, mukus sekresyonu ve bronkospasm da düzelme sağlarlar. Aspirin ve egzersiz astmasında, hafif persistan astmada ve inhaler steroid dozunun yükseltilmek istenmediği durumlarda düşük doz inhaler steroidle birlikte kullanılabilirler, beta 2 agonistler; adenil siklazı aktive ederek siklik AMP’yi arttırırlar ve bronkodilatasyon yaparlar, mast hücresinden mediatör salınımını inhibe ederler, mukosilier klirensi arttırırlar, vasküler permeabiliteyi azaltırlar, kolinerjik nöral iletiyi inhibe ederler
IgE Aracılı Alerjik Reaksiyon
Allerjen inhalasyonu, IgE aracılı mekanizma ile çeşitli hücrelerde bir dizi karmaşık etkileşim sonucunda inflamatuvar ve nörojenik mediatörlerin salınımına yol açmaktadır. IgE aracılı alerjik reaksiyon erken ve geç dönem olmak üzere 2 aşamada gerçekleşmektedir. Erken dönemde mast hücreleri ve bazofillerin aktivasyonuyla mediatörlerin salınımı ve bunlara bağlı etkiler; geç dönemde ise salınan sitokinler ve kemokinlerin de etkisiyle inflamatuvar hücrelerin aktivasyonu sonucunda ortamda eozinofil, nötrofil, makrofaj, lenfosit ve trombositlerin toplanması söz konusudur. Alerjik hastalıklarda enflamasyon bölgesinde T lenfosit infiltrasyonu olması T hücrelerin önemli rolleri olduğunu göstermektedir. Yardımcı T lenfositler sentezledikleri sitokinlere göre fonksiyonel olarak 2 alt gruba ayrılmaktadır. Th1 hücrelerin IL-2, IFN-γ ve TNF-α oluşturduğu, Th2 hücrelerin ise IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 ve IL-13 salgıladığı bilinmektedir. Her iki grup hücreden IL-3 ve GM-CSF yapılabilmektedir. IL-4 ve IL-13 birlikte IgE sentezinden sorumludur. IgE sentezi IL-12 ve IFN-γ ile baskılanabilmektedir. IL-5 ise eozinofillerin farklılaşması, aktivasyonu ve belki de apopitozun inhibisyonu ile dokularda uzun süre kalmalarını sağlayan temel selektif büyüme faktörüdür. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, havayolu alerjik enflamasyonunda IgE sentezi ve eozinofilik cevapta yer alan allerjen özgül Th2 hücrelerin temel role sahip oldukları düşünülmekte olup alerjik hastalıkların gelişimine yatkın olan atopik yapılı bireylerde öncelikli olarak Th2 hücrelerde aktivasyon olduğu ve böylece inflamatuvar olaylar zincirinin başladığı kabul edilmektedir
Lökotrienlerin Sentezi
Lökotrienlerin öncül molekülü fosfolipid yapısındaki araşidonik asittir. Araşidonik asit reseptör aktivasyonu, antijen-antikor etkileşimi, mikroorganizmalar ve fiziksel etkiler gibi çeşitli biyolojik sinyallere yanıt olarak fosfolipazlar (PLA2 ve PLC) tarafından fosfolipid tabakadan serbestleştirilir. Serbestleşen araşidonik asitten eicosanoidler olarak bilinen farklı farmakolojik etkileri bulunan aktif moleküller oluşur. Eicosanoidler arasında bulunan ve prostanoidler olarak tanımlanan prostaglandinler (PG) ve tromboksan A2 (TxA2) sentezi siklooksigenaz (COX) yolu ile oluşurken, lökotrienler 5-lipooksigenaz (5-LO) enziminin başlattığı metabolik süreç ile sentezlenir. Aktive 5-LO hücre membranında iki ayrı katalitik aktivite ile araşidonik asitten önce çok kısa yarılanma süresine sahip unstabil bir ara molekül olan 5-HPETE (5-hidroperoksi eicosa tetraenoik asit) oluşumu ve daha sonra 5-HPETE’nin epoksi lökotrien A4’e dönüşümünde rol oynar.
Lökotrien A4 bütün lökotrienlerin sentezinde ortak ara basamak olup LTA4 hidrolaz aracılığı ile LTB4’e ya da glutathion-S-transferaz sınıfı bir enzim olan LTC4 sentetaz aktivitesi altında gluthation ile konjuge olarak peptidolökotrien LTC4’e metabolize olur. Oluşan LTC4 ekstraselüler ortama taşınarak burada γ-glutamil transpeptidaz tarafından sisteinil glisinil derivesi LTD4’e dönüştürülür. LTD4’ten ise dipeptidaz aktivitesi ile sisteinil derivesi olan LTE4 oluşur LTC4 ile birlikte metabolitleri olan LTD4 ve LTE4 topluca “sisteinil lökotrienler” ya da “peptidolökotrienler” olarak tanımlanırlar (O’Byrne PM 1997, Mayatepek E 1995, Hoffmann EF. 1998). Lökotrienlerin öncelikle mast hücreleri, bazofiller, eozinofiller ve makrofajlar gibi astım patogenezinde rolleri olan birçok enflamatuar hücre tarafından sentezlenebildiği bilinmektedir. Ayrıca nötrofiller, trombositler, lenfositler, endotel hücreleri ve eritrositlerin de lökotrienleri sentezleyebildiği gösterilmiştir (Henderson WR Jr.1994). Lökotrienler, birçok hücre tarafından sentezlenmelerine karşın, sentezlenen lökotrien tipi ve miktarı hücresel değişkenlik gösterir. Çoğu hücre LTB4 ya da LTC4 sentezlemesine karşın, her ikisini birlikte sentezleyemezler. Akciğerlerde sentezlenen LTC4, başlıca aktive eozinofiller ve IgE aracılı uyarı sonrasında mast hücrelerce sentezlenirken, LTB4 daha çok nötrofiller ve alveol makrofajlarından kaynaklanır (Chung KF 1995).
Lökotrienlerin Yıkımı ve Atılımı
LTB4, ω-oksidasyona uğrayarak 20-OH ve 20-COOH metabolitlerine dönüşür ve bu şekilde inaktive olur. Sisteinil lökotrienler ise başlıca üç yolla yıkıma uğrarlar. Birincisi LTE4’ün ω-hidroksilasyonu ve karboksilasyonudur. Bu süreç sonunda 20-carboxy-LTE4, 18-carboxydinor-LTE4, 16-carboxytetranor-LTE3 ile insanda intravenöz LTE4 uygulaması sonrasında idrarda saptanan başlıca metabolitler olan 16-carboxy-Δ13-tetranor-LTE3 ve 14-carboxyhexanor-LTE4 oluşur. İkinci yol, N-acetyl-LTE4 oluşumu olup bu metabolit de ω-hidroksilasyon ve karboksilasyona uğrar. Sonuncu yıkım yolu ise hipoklorik asit üretebilen aktive polimorf nüveli lökositlerin varlığında myeloperoksidasyon olup, enflamatuar ortamda gerçekleşir (Chung KF 1995).
Lökotrienlerin Biyolojik Etkileri
Lökotrienler lokal ya da sistemik etkileri ile genel olarak enflamatuar yanıtta rol oynayan ve bazı kronik enflamatuar hastalıkların gelişiminden sorumlu mediatörlerdir. Sisteinil lökotrienlerin astım patogenezinde önemli yeri bulunurken, LTB4’ün ise diğer enflamatuar süreçlerde etkili olduğu ileri sürülmüştür (Mayatepek E 1995). LTB4’ün en önemli biyolojik aktivitesi lökositler ve nötrofiller üzerine kemotaktik etkisidir. Ayrıca lökositlerin endotelyal adezyonu ve ektsravasküler aralığa migrasyonunu artırdığı saptanmıştır. Lökositlerden süperoksid anyonları ve çeşitli granül içeriklerinin salınımını uyardığı bildirilmiştir.
Malin Hastalıklarda MRP1
Tomas ve arkadaşı tarafından insitu hibridizasyon mRNA kullanarak tümör epitelinde gösterilen negatif bir hibridizasyon sinyalinin majör bileşeni olan normal epitelde MRP1 ekspresyonu yüksek olarak belirlenmiştir. Son zamanlarda yapılan bir çalışmada 100 NSCLC tümörünün hepsinde MRP1 pozitifdir. Ek olarak ekspresyon düzeyi normal bronşial ve DNA diploid karsinoma hücreleri karşılaştırıldığında, DNA anoploidilerde üç kat yüksek bulunmuş ve bu bağlantıyla MRP1 geni 16.kromozoma lokalize edilmiştir. MRP1’in aşırı ekspresyonu, NSCLC hastalarına uygulanan kemoterapide intrinsik direncin önemli bir faktörü olabileceği belirtilmiştir.
Yüksek MRP1 ekspresyonunun apopitozun artmasıyla sonuçlanabileceği verapamil deneyleriyle, MRP1 transfekte edilmiş bebek hamster böbreklerinde gösterilmiştir. Verapamilin apopitoz yapıcı ajan gibi rol oynadığı deneyde MRP1 negatif hücreler ve mutant MRP1 transfekte edilmiş kontrol hücreleri karşılaştırılmış, bu duruma MRP1 tarafından GSH'ın taşınması sırasında hücre içi GSH'ın azalması eşlik etmiştir. Aslında ekstraselüler GSH miktarının yükselmesi ile hücreyi ölümden koruyan mekanizmanın, MRP1 pozitif tümörlerin tedavisi için değerli olabileceği ortaya sürülmüştür.
Akciğer kanser hücrelerinde, ALL’de, HL60 kanser hücre soyunda MRP1 gen ifade düzeyleri yüksek olarak tespit edilmiştir (Van der Kolk DM 1998, PEC M. K. 2002, Burger H 1994). MRP1 gen ifade düzeyleri, kolon karsinoma hücre soyu olan HT29 hücrelerinde normal kolon hücrelerinden 40 kat daha fazla, fonksiyonu ise 2 kat daha hızlı bulunmuştur (KOK J.W. 2000). Glioma’da da MRP1 gen ifadesi bildirilmiştir (Calatozz C. 2005). AML’de MRP1 gen ifade seviyeleri yüksek bulunmuş ve tedavi ile ilşkilendirilmiştir
