Kafa Travmalı Hastalardaki Hastalıklar
Ciddi şekilde yaralanma geçiren kişilerde dolaşım bozuklukları, pıhtılaşma bozuklukları, beslenme problemleri, sodyum metabolizmasında bozukluklar ve sepsis gözlenebilir.
Dolaşım Bozuklukları
Ciddi kafa yaralanmalarından sonra, kafa travmasına veya diğer etkenlere bağlı olarak hipoksi ve hipoventilasyon gelişebilir. Multi travma geçiren kişilerde görülen problemlerden biri de gecikmiş pnömotrakstır. Kan basıncı sabit değilse, oksijenlenme azaldığı veya solunum yetersizliği ortaya çıktığı durumda pnömotoraks düşünülmelidir
Kafa yaralanmasından sonra ortaya çıkan bir diğer sorun ise pnömonidir. Ateş, Gram boyama ile lökositlerin ve bakterinin görülmesi, pozitif göğüs filmi, kan gazı anormallikleri zatürreenin belirtileridir.
Bir başka dolaşım bozukluğu ise, hastalann %15'inde rastlanan dolaşım embolisidir (37). Komalı hastalarda belirtileri yakalamak zor olsa da en büyük belirti taşikardi ve pO*2 düşmesidir.
Pıhtılaşma Bozuklukları (Koagülopati)
Kafa yaralanması geçirmiş hastalann kanının pıhtılaşmasında sorunlar ortaya çıkar. Eğer pıhtılaşma hipoaktifse, hasta kanamaya devam edecek, eğer hiperaktifse kanamayı takiben istenmeyen pıhtılaşmalar meydana gelecektir. Normal homeostaz için normal damar duvarı, fonksiyon yapan trombositler, pıhtılaşma faktörleri ve fibrinoliz faktörlerine gereksinim duyulur. Venöz tromboz da artmış pıhtılaşma problemlerine neden olur. Derin ven trombozu (DVT), kafa travmalı hastalarda belirgin bir bozukluktur. Koma durumundaki hastada DVT teşhis etmek çok zor olup, enfeksiyon olmamasına rağmen seyreden yüksek ve devamlı ateş bir belirteç olabilir. Doppler ultrason ve venografi ile kesin teşhis konulabilir.
Beslenme Problemleri
Beyin travmasından sonra vücut dokularını eski normal haline döndürmek için karmaşık bir nöroendokrinolojik işlem başlatır. Ciddi kafa travması geçirmiş kişi kazadan hemen sonra hipermetabolik ve kataboliktir. Yaralanmadan sonra 48 ila 72 saat arasında beslenme desteği başlatılmalıdır. Kalori ve azot ihtiyacı hastanın yaşı, cinsiyeti ve kazanın ciddiyetine bağlı olarak belirlenir. Bu tip hastalarda gastrik problemler görüldüğünden, kusmaya ve solunum zorluğuna yol açmayacak şekilde mideye fazla yüklenmeden enteral beslenme şekli tercih edilmelidir. Bir diğer problem ise, azalmış bağırsak fonksiyonuna bağlı olarak diyare (ishal) gelişmesidir.
Su ve Sodyum Dengesi
Beyin travması sıklıkla su ve sodyum dengesini bozar, bunun sebebinin antidiüretik hormon (ADH) salmımı ile ilgili bozukluklar olduğu düşünülmektedir . ADH salmımı düşük serum sodyumu (<135meq/l),>
Sepsis
Ciddi kafa yaralanmalı hastalarda invazif yöntemler ve cerrahi müdahaleler olduğu için sepsis ve enfeksiyon sık görülür. Operasyondan önce veya sonra antibiyotik kullanımı sepsisin engellenmesinde faydalı olup, gereğinden fazla ilaç kullanımı normal florayı da yok edeceğinden süperenfeksiyonlara neden olabilir. Sıklıkla görülen ateşin, eğer enfeksiyon kökenli değil ise, antibiyotik ile tedavisine gerek yoktur. Ateş ve enfeksiyon şüphesi varsa kandan, idrardan, dışkıdan ve hatta yaradan ve BOS'tan alınan örneklerle kültür yapılabilir
Diffüz Aksonal Yaralanma (DAY)
Sıklıkla beyin sapı sarsıntısı, kapalı kafa yaralanması veya diffüz yaralanma olarak adlandırılır. Beyin sarsıntısına benzer ama birkaç günden haftaya kadar sürebilen uzun süreli koma ile karakterizedir. Komaya neden olan kafa travmalarının %40'ı DAY ile ilişkilidir . Genel mortalite %33 seviyesindeyken, ciddi formlarında bu oran %50'ye kadar çıkabilir (37). Beyinde yaygın mikroskopik hasara neden olur ve cerrahi müdahale ile yapılabilecek fazla bir şey yoktur. Komanın uzunluğu önceden bilinmese de DAY'm tanımlanması acil cerrahi müdahale gerektiren diğer yaralanmalan taklit etmesi açısından önemlidir. Derin komada olan kişide, ekstensor (deserebre) veya fleksor (dekortike) postür ile birlikte, BT ile yapılan araştırma sonunda klinik tabloyu açıklayan kitle lezyonlan görülmez. Bu olgularda beyin ödemi, artmış hipoksi veya iskemi görülebilir. Genelde ateşe neden olan otonomik disfonksiyon, hipertansiyon ve terleme görülür.
Lokal Yaralanmalar
Lokal yaralanmalar göreceli olarak belli bir bölgede meydana gelen makroskopik hasarlardır. Acil cerrahi müdahale gerektiren kontüzyonlan, hemorajileri ve hematomlan içerirler. Erken teşhis sonucu tedavi edilebilirler.
Kontüzyon Nedir
Serebral kontüzyonlar tekli veya çoklu, küçük veya büyük olabilirler. Genellikle, kontüzyonlar uzun süreli koma ve şuur kaybı ile ilişkili olan ciddi beyin travmalarına bağlıdır. Darbenin olduğu bölgenin hemen yakınında veya uzağında oluşabilir (37). Kontüzyonun kendisi eğer beynin motor veya duysal nöronlarının yakınında oluşursa lokal bir nörolojik kusur yapabilir. Eğer kontüzyon büyükse veya perikontüzyonal edema ile ilişkiliyse, kitle etkisi fıtıklara ve beyin sapı basısına neden olarak ikincil veya gecikmiş nörolojik bozulmaya yol açabilir.
İntrakranyal Hemorajiler
Yerleşim bölgesi, büyüklük, kanama çabukluğundaki büyük farklılıklar nedeniyle İH'de tipik bir tablo yoktur
Akut Epidural Hemoraji
Epidural kanama her zaman dura'ya ait bir arterdeki yırtıktan (genellikle orta meningial arter) başlamakla birlikte (5, 37, 48), çok az olasılıkla dural sinüsteki bir yırtıktan da başlayabilir. Epidural hemoraji komaya neden olan kafa yaralanmalarının ancak %9'unda etkili olabilmesine rağmen çok çabuk şekilde öldürücü olabileceğinden özel dikkat gerektirir. Epidural hematomun tipik klinik şekli, travma sonrası şuuru etkilenen hastanın tekrar şuurunun açılmasını takiben meydana gelen şuur kaybıdır. Bu hasta tipinde acil cerrahi müdahale çok önemlidir.
Akut Subdural Hematom
Subdural hematomlar hayatı tehdit eden ve epidural hematomlardan daha fazla rastlanan daha ciddi ( ciddi kafa yaralanmalarının %30'u) olgulardır. Serebral korteks ve dura arasındaki köprü görevi gören toplar damarların yırtılmasından dolayı olduğu gibi beynin veya korteksin damarlarının yırtıklarından dolayı da oluşabilir. Subdural kanın kitlesinin neden olduğu problemlerden başka birincil beyin hasan da önemli olup mortalite %60 civarındadır
İntraserebral Hematomlar
Beynin içindeki kanamalar herhangi bir yerde olabilir, putamen (%50-60 oranında burada), talamus, pons, serebellar hemisfer gibi yerlerde gerçekleşebilir. Birçok küçük, derin kanama diğer beyin yaralanmaları ile, özellikle de ciddi DAY ile ilişkilidir. Belirtiler kanamanın olduğu bölgeye göre, kanamanın boyutuna ve miktarına ve kanamanın devam edip etmediğine göre değişir. Spöntan intraserebral kanamalar orta ve geç yaşlarda meydana gelir ve 60 yaş civannda en yüksek değerine ulaşır. Küçük bir intraparenkimal damardaki yırtık kanamaya neden olabilir.
Açık Kafa Yaralanmaları
Yabancı madde yaralanmaları
Kafatasmdan içeri girmiş olan maddeler röntgenler çekilmeden ve gerekli incelemeler yapılmadan yerinden çıkanlmadan bırakılır.BOS'un akması, beynin görülmesi acil müdahele gerektirebilir. Açık kafa yaralanmalannda enfeksiyon riski yüksek olduğundan daha dikkatli incelemeler yapılmalıdır.
Ateşli Silah Yaralanmaları
Kalibrenin daha büyük olması ve kurşunun hızının fazlalığı ölüm oranım arttırmaktadır. Delip geçen, sıyıran veya beynin derinlerine giden yaralanmalar tehlikelidir. Komadaki hastalann ölüm oram çok yüksektir.
Diffüz Beyin Yaralanmaları
Diffüz beyin yaralanmaları, hızlı baş hareketleri (akselerasyon ve deselerasyon) nedeniyle beynin birçok bölgesinde beyin fonksiyonunu etkileyen bir yaralanma tipidir. Beyin sarsıntısında nöronal fonksiyonun kaybı geçici iken, diffüz aksonal yaralanma (DAY) gibi daha ciddi hasarlarda beyinde meydana gelen mikroskopik yapısal hasarlar kalıcı zarara yol açabilir.
Beyin Sarsıntısı Nedir
Beyin sarsıntısında hafif nörolojik kayıp oluşabilir. Hafif geçirilen bir sarsıntı da sadece kafa karışıklığı ve amneziye neden olur. Sıklıkla geçici bir şuur kaybı görülebilir. Genelde şuur kaybı kısa sürer. Sarsıntıdan sonraki ilk birkaç dakikada nörolojik bozukluklar görülse de genelde bunlar kısa zamanda kaybolur. Beyin sarsıntısı geçiren hastalarda intrakraniyal baskının (ICP) artmasına ve üst beyin köküne geçici bir baskı uygulayarak şuur kaybına neden olur
Beyin sarsıntısı 3 tip amneziye sebep olabilir
1) Kafa yaralanmasından sonra geçici olup, yıllarca sürebilen hafıza kaybı
2) Yaralanmadan hemen birkaç saniye-dakika öncesini hatırlamayan kalıcı tip hafıza kaybı
3) Yeni bir hafıza oluşturmayı engelleyen hafıza kaybı
Hastaların çoğu beyin sarsıntısı geçirdiği sırada uyanıktır ama hafif bir şuur bulanıklığı yaşarlar
Bulanıklık geçtikten sonra kaza anı kısa kısa hatırlanabilir. Bu tip hastalar genelde hastahanede gözlem altında tutulurlar.
Kafatası Kırıkları
Kafatası kırıkları sık rastlanmalarına rağmen tek başlarına nörolojik yetersizliğe neden olmazlar. Birçok beyin yaralanması kafatası kırığı olmadan meydana gelmektedir ve kafatası kırıklarının çoğu ciddi beyin yaralanması ile ilişkili değildir. Kafatası kırığı olan hastaların kafaiçi hematoma sahip olma riski daha fazladır.
Kafatası Kemeri Kırıkları
Kafatası kemeri kırıkları çizgisel veya dağınık bir düzlemde olabilir. Ancak bu bölgeye yapılacak tedavide önemli olan beyine dikkat edilmesidir. Açık kafatası kırıklarında dura yırtılmasından dolayı kafa derisi yırtıkları ve serebral madde arasında doğrudan ilişki oluşur. Bu durum beyin görünüyorsa veya beyin omurilik sıvısı (BOS) sızıntısı varsa kolaylıkla tespit edilebilir.
Kafa Tabanı Kırıkları
Bu tip kırıklar sıklıkla kafatası filmlerinde görülmezler. Kafaiçinde hava bulunması ve opak sfenoid sinüs, maksiller antrum, frontal sinüsteki havanın varlığı ile kırıklar anlaşılabilirler. Tanım daha çok fiziksel özelliklere bağlı olarak yapılır. Burundan ve kulaktan beyin omurilik sıvısının gelmesi tanı koydurucudur. BOS, kan ile kanşırsa tespit etmek güçleşir. Mastoid bölgede ekimoz varlığı (Battle'm işareti) da kafa tabanı kırıklarını belirlemede yardımcıdır.
Kafa Travması ve Tarihçesi
Beyin cerrahisi kafa travmalannm tedavisi ile başlamıştır. İlk araştırmalar Çin hanedanlan zamanında başlayıp, İnkalar'a doğru devam etmiştir. Kafa travmalannm ilk sınıflandırmasını yapan kişi Hippokrat'tır. Her kafa yaralanmasının ne çaresizlik yaratacak kadar ciddi olduğunu ne de umursanmayacak kadar önemsiz olduğunu söylemiştir. Bundan yaklaşık 1000 yıl sonra, Glasgovv'dan Macewen, beynin yerleşimi hakkında yapılmış olan son araştırmalann ışığında seçici kafa içi cerrahisini başlatmıştır.
Daha sonra 1914-1918 yıllan arasında 1.Dünya Savaşı döneminde cerrahlar travma hakkında geniş bilgi sahibi olmaya başlamış. Ölümlerin %60'ının dura'ya yapılmış olan cerrahi girişimlerden sonra meydana gelmiş olan septik şok yüzünden meydana geldiğini fark ederek enfeksiyonun bu olaydaki önemini saptamışlardır.
1939-1945 yıllan arasındaki 2. Dünya Savaşı'nda ve ondan daha sonra, kafa ve beyin cerrahisi süratle ilerleme kaydetmiştir. 1970'lerin ortalanndan itibaren bilgisayarlı tomografinin beyin cerrahisine girmesi ile beraber, lezyonlar daha erken tespit edilmeye ve dolayısıyla da ölümler azaltılmaya başlanmıştır. Daha sonralan yoğun bakım merkezlerinin artması ve kafa travmasının fizyopatolojisinin anlaşılması sonucu, bu olgulann gerek cerrahi gerekse de ilaçlı tedavilerinin gelişmesi ile kafa travmasına bağlı ölümlerde ve sakat kalma oranlannda ciddi ölçüde azalma olmuştur.
Kafa Travması Nedir, Kafa Travmalı hastaya yaklaşım
Kafa travmalan tüm batılılaşmış toplumlarda önemli bir sağlık problemi oluşturmaktadır. Ölümcül kazalann yansı hastahaneye hiç başvurmazken, diğer yansı ancak bir komplikasyon oluştuğu zaman doktora başvurur (5). Birçok ülkede resmi istatistikler Uluslararası Kaza Sınıflandırma (ICD) kullanılarak yapılır. 3 basamaklı "N" kodu yaralanmanın patolojisini belirtir. Bazı ülkelerde konküzyonlar (beyin sarsıntısı -N850) olarak gösterilirken, bazılannda da IC belirsiz yaralanma N854 kodunu kullanmayı tercih ederler. Bazıları ise sınıflanmamış kafatası kırığı N803 diye sınıflandırmayı tercih eder.
Dünyada yaklaşık her 7 saniyede bir kafa yaralanması meydana gelmekte ve yaklaşık her 5 dakikada bir, bir hasta kafa yaralanmasına bağlı nedenlerden ötürü hayatım kaybetmektedir (37). Travmaya bağlı ölümlerin yaklaşık %60'ı trafik kazalarında meydana gelirken travmaya bağlı ölümlerin de yaklaşık %70'i kafa yaralanması nedeniyledir
Kafatasma etki yapan mekanik kuvvetler beynin ileriye, geriye hareket etmesine veya yön değiştirmesine neden olabilir. Kafa sabit durumdayken sopa gibi hareketli bir cisimle vurulduğu zaman akselerasyon yani ileriye doğru bir hareket oluşur. Kafa hareket ederken, duvar veya kaldırım taşı gibi sert bir cisme çarpma sonucunda ise deselerasyon yani geriye doğru bir hareket meydana gelir. Kafaya yapılmış olan böyle bir darbe sonucu kafatasının içindeki beyin çeşitli negatif etkilere maruz kalır.
Etyolojik faktörlere bağlı olarak değişik klinik tablolara neden olan kafa travması (KT); akut dönemde hayatı tehdit etmekte, bu dönem atlatıldıktan sonra ise her kişi için farklı olabilen ve rehabilitasyon ekibi ile hasta ailesinin mücadelesini gerektiren fiziksel, kognitif, nörodavranışsal bozukluklarla sonlanmaktadır (5, 37). Kafatasının fiziksel özellikleri beyin yaralanmasının patofizyolojisinde önemli bir rol oynar. Kısmi olarak elastik olan kranyumun sıkışması, beyne direk bir etki yapar ve vurmaya bağlı bir hasar meydana gelir. Darbenin geldiği yönün zıt olan tarafında ani bir negatif basınç artışı olduğu ve bunun da hasara yol açtığı gösterilmiştir. (Rippenberger, 1975)
Kafa travmasında ilk yardım
Travmalı hasta kurtanldıktan sonra, acil olarak yapılması gereken bazı işlemler vardır.Bunlar:
1) Beyin hasarının ciddiyetini belirlemek
2) Kafa yaralanmasının belirgin anatomik yapısını belirlemek
3) Beynin metabolik ihtiyaçlarını sağlamak
4) İkincil beyin hasarını engellemek
Kafa yaralanmalan kafatası kınklanm, diffüz beyin yaralanmalanm ve lokal yaralanmalan içerir.
CYP1A1 Genetik Varyasyonu
İnsanların terapötik ilaçlara verdikleri yanıtlar birbirinden farklıdır. Bu farklılık çeşitli ırklar arasında da görülmektedir. Bu duruma temel neden olarak ilgili genlerde oluşan çeşitli mutasyonlar gösterilmektedir. Bir genin kodlama bölgesinde meydana gelen bir mutasyon o genin ekspresyon seviyesini değiştirebilmektedir. Bunun sonucu olarak, oluşan enzimin aktivitesi azalabilmekte, artabilmekte veya etki gösterememektedir. Böylece insanların ilaç ve diğer ksenobiyotiklere verdikleri yanıtlarda farklılıklar oluşmaktadır. Bir genin DNA dizisinde meydana gelen mutasyon, o genin alel sayısını arttırmaktadır. Bir genin, bir populasyonda iki veya daha fazla sayıda alele sahip olması ve populasyondaki bu aletlerin sıklığının %1'den az olmaması "polimorfızm" şeklinde tanımlanır. Bu dizi farklılıklan populasyonda nesilden nesile aktanlmaktadır. Bir populasyonda polimorfızm görülen bir lokusta en yüksek sıklıkta görülen alel yaban tip, daha nadir olarak gözlenen alel ise varyant tip olarak isimlendirilir. Bireylerin ilaç metabolizmasındaki farklılığın nedeni olarak bireylerdeki sitokrom P450 genleri polimorfik formlan gösterilmektedir.
CYPlAl geni, 15q22-24 bölgesinde lokalizedir (Harth ve ark., 2001). CYPlAl proteini toplam 512 amino asitten oluşmaktadır. Farklı sitokrom P450 enzimlerinin ekspresyonunu sağlayan lOOO'in üzerinde gen olduğu belirtilmektedir (Hasler ve ark., 1999).
CYPlAl geninin beş farklı polimorfik varyantı bulunmaktadır. Bu varyant tipleri CYPlAl*!, CYP1A1*2A, CYP1A1*2B, CYP1A1*3, CYP1A1M olarak isimlendirilmektedir (Cascorbi ve ark., 1996; Aynacioğlu ve ark., 1998;Ingelman-Sundbergveark.,2001).
CYPlAl * 1 aleli, yabanıl tip aleldir.
CYPlAl*2A aleli(ml), CYPlAl geninin 3' bölgesinde, 6235. pozisyonda Timin (T) bazı yerine Sitozin (C) gelmesiyle oluşmaktadır.
CYPlAl*2B aleli (m2), CYPlAl genin 7.eksonunda, 4889 pozisyonundaki Adenin (A) bazının yerine, Guanin (G) bazının gelmesiyle (A4889G) oluşmaktadır. Bu değişimle CYPlAl proteinin 462. poziyonunda isolösin yerine valin aminoasiti gelmektedir.
CYPlAl*3 aleli (m3), CYPlAl geninin 5639.pozisyonunda Timin (T) bazı yerine, Sitozin (C) bazının gelmesiyle oluşmaktadır.
CYPIA1*4 aleli (m4), CYPlAl geninin 4887. pozisyonunda Sitozin (C) bazı yerine Adenin (A) bazının gelmesiyle oluşmaktadır. Bu değişimle CYPlAl proteinin 461. pozisyonunda treonin amino asiti yerine asparajin amino asiti gelmektedir.
CYPlAl geninin varyant tiplerine bağlı indüklenme potansiyeli çalışmaları yanında, bir çok ırkta ve farklı hastalık tiplerinde CYPlAl geninin polimorfik varyantlannın araştırıldığı polimorfizm çalışmaları bulunmaktadır. Bu çalışmalar sonucunda m1, m2 ve m4 varyantlannm artan kanser riskiyle ilişkili olduğu ve bu varyantlarda CYPlAl geninin daha fazla indüklendiği belirtilmektedir (Arvanitis ve ark., 2003; Balta ve ark., 2003; Canelle ve ark., 2004; Crofts ve ark., 1993; D'alo ve ark., 2004; Galleos ve ark., 2004; Krajinovic ve ark., 1999; Mathonnet ve ark., 2003).
CYPlAl enzimini kodlayan gen polimorfizmi ile ilgili solid tümörler (akciğer, servikal, baş-boyun ve prostat kanserleri) ve hematolojik neoplazilerde yapılan çeşitli çalışmalar bulunmaktadır (Aktaş ve ark., 2004; Aktaş ve ark., 2002; Chang ve ark.,2003; Goodman ve ark., 2001; Hefler ve ark., 2004; Olshan ve ark., 2000; Song ve ark., 2001, Suzuki ve ark., 2003).
Suzuki ve ark. (2003) tarafından, Japon populasyonunda prostat kanserli bireyler değerlendirilerek yaptıkları çalışma sonucunda; CYPlAl geni mi ve m2 genotiplerinin artmış prostat kanseri riskiyle orantılı olduğu gösterilmektedir.
Nagai ve arkadaştan tarafından (2002), lenfoid ve myeloid seride CYPlAl geninin ekspresyon seviyesinin artışının kan hücrelerinin karsinogenezi ile birliktelik gösterebileceği bildirilmiştir.
Song ve ark.'nın (2001), akciğer kanseri hastalarını değerlendirerek yaptıkları mi ve m2 varyantlan polimorfızm çalışması sonucunda; mı ve m2 varyantlannm akciğer kanser riskiyle ilişkili olduğu belirtilmektedir. Çin'de 217 akciğer kanseri hasta bireyde araştınlan mi ve m2 varyant alelleri sonuçları, bireylerin bu varyant alellerden en azından birine sahip olmalarının, artan akciğer kanser riskiyle ilişkili olduğunu göstermektedir.
CYPlAl geni mi ve m2 alelleri uzak doğu ülkelerindeki bireylerde yüksek oranda saptanırken, beyaz ırkta bu alellerin oldukça düşük oranda görüldüğü bildirilmektedir (Cascorbi ve ark., 1996)
Ahr Gen ve Arnt'nin Genetik Varyasyonu
AhR, sitokrom P450 geni indüklenme mekanizmasının en önemli proteinlerinden biridir. Bu proteinin fonksiyonel eksikliği sitokrom P450 geninin ekspresyonunu doğrudan etkilemektedir.
AhR proteini, organizmada, gelişimin her basamağında sentezlenmekte ve insanda bir çok dokuda bulunmaktadır. İnsanlar arasında, AhR proteinin ekspresyon seviyesi arasında farklılıklar bulunmaktadır. Bu farklılığı, AhR geni polimorfık varyantları oluşturmaktadır. AhR polimorfık varyantlarında, AhR'nin ekspresyon seviyesi değişmektedir. AhR'n ekspresyon seviyesindeki değişiklik, sitokrom P450 geninin indüklenme potansiyelini etkilemektedir (Monk ve ark., 2003; Ma ve Lu, 2003).
Aynca herhangi bir ligandın, AhR'ye bağlanma afinitesi, yine aynı mekanizma yoluyla sitokrom P450 enziminin indüklenmesini etkilemektedir.
CYP1A1 indüklenme mekanizmasında rol alan diğer bir önemli protein Arnt'dir. Arnt proteininde meydana gelen yapısal değişiklikler, CYPlAl'in indüklenme mekanizmasını değiştirmektedir. Mutant Arnt proteini Ahr ile kompleks oluşturabilmekte ancak kompleksin DNA'ya bağlanma afmitesini azaltmaktadır. Böylece CYPlAl'in induklenmesi azalmaktadır.
Yukarıda belirtildiği gibi CYP1A1 geninin indüklenme mekanizmasında bir çok protein AhR ile etkileşime girmektedir. Etkileşime giren bu proteinlerden hsp90, AIP, p23 ve bazı hücre iskeleti poteinleri, sitoplazmik AhR proteininin düzenlenmesinde; AhRR, nükleer Ahr'nin baskılanmasında; ADPF(AhR degradasyon promoting faktör), ubiqutin-26S proteosom kompleksi üzerinden AhR'nin degradasyonunun tetiklenmesinde ve Mybbpla(Myb binding protein la) ile CBP(CREB-Binding protein)/p300 proteinleri de Ahr/Arnt kompleksinin koaktivatörleri olarak görev yapmaktadır. Aynca AhR, HIFla, NF-kB ve tümör baskılayıcı pRB proteinlerinin sinyal yollanyla etkileşime girmektedir (Ma ve Lu, 2003).
AhR Endojen Ligandlan
AhR reseptörünün bilinen bir çok eksojen ligandlan bulunmaktadır. Yapılan çalışmalarla, bu eksojen ligandlann olmadığı durumlarda dahi CYPlAl geninin AhR reseptörü aracılığıyla indüklendendiği gösterilmiştir. Bu nedenle hücre içerisinde AhR reseptörüne ait bir takım endojen ligand veya ligandlann var olabileceği bildirilmektedir.
Endojen AhR ligandlarının hücre içi konsantrasyonları kişiler arasında farklılıklar göstermektedir. Bu farklılığın, bireyler arasında görülen, AhR aracılı CYPlAl geni indüklenme farklılığım oluşturabileceği belirtilmektedir.
Ayrıca, hücre içerisinde AhR'nin fonksiyonunu etkileyen bir takım endojen agonist ve antogonistlerin bulunduğu belirtilmektedir. Bu endojen agonist ve antogonistler, TCDD gibi ksenobiyotiklerin AhR reseptörüne bağlanacağı bölgeye bağlanmaktadır. Böylece, ksenobiyotiklerin neden olacağı hücresel toksisite engellenmiş olmaktadır.
Sonuç olarak; AhR ile etkileşime giren çeşitli endojen agonist ve antogonist bileşikler, AhR aracılı CYPlAl geninin indüklenmesini etkilemektedir (Ma ve Lu, 2003).
CYP1A1 Enzimi Nedir
CYPlAl enzimi, Faz I ilaç metabolize eden enzim olarak bilinmektedir. CYPlAl enziminin hücre içerisindeki temel fonksiyonu detoksifıkasyondur. Ancak CYPlAl enziminin indüklenmesi hücre için toksik etki oluşturabilmektedir. CYPlAl enzimi özellikle PAH, dioksin TCDD gibi ksenobiyotiklerin metabolizmasından sorumludur. PAH ve dioksin TCDD gibi ksenobiyotikler, CYPlAl geninin ekspresyonunu indüklemektedir. CYPlAl geninin indüklenmesiyle, hücre içi konsantrasyonu artan CYPlAl enziminin ksenobiyotik metabolizması sonucu bir takım reaktif ara metabolitler oluşmaktadır. Bu reaktif ara metabolitler kuvvetli karsinojenik maddelerdir. Bu nedenle ksenobiyotikler tarafından bir hücrenin karsinogenez sürecinin başlatılmasında, CYPlAl geninin ekspresyonun indüklenmesi önemli mekanizmalardan birini oluşturmaktadır.
CYPlAl enziminin indüklenmesiyle hücrenin kanser formasyonu arasındaki ilişki iki şekilde açıklanmaktadır. Birincisi; besin ve diğer yollarla organizmaya alınan ksenobiyotiklerin, hücrede CYPlAl geninin ekspresyonunu indüklediği ve enzimin hücre içi konsantrasyonunu yükselttiği belirtilmektedir. Böylece CYPlAl enzimi tarafından katalizlenen reaksiyonlar artacak ve oluşan zararlı ara metabolitler, Glutatyon S-Transferaz (GST) ve NAD(P)H: quionine oxidoreductase (NQO-l) gibi Faz II enzimlerince yeterli biçimde polar ve zararsız metabolitlere dönüştürülemeyecektir. Hücre içerisinde biriken bu zararlı reaktif ara metabolitler Deoksiribonükleik Asit (DNA), Ribonükleik Asit (RNA) ve proteinlerin yapısını değiştirebilmektedir. Hücre organik moleküllerinin yapısında meydana gelen değişiklikler, hücrenin karsinojenik forma dönüşümünü başlatmaktadır (Huxley ve ark., 1999; Ma ve Lu, 2003).
CYPlAl'in indüklenmesiyle, hücrede karsinogenez sürecinin başlaması arasındaki ilişkiyi açıklamaya yönelik ikinci yaklaşım ise; CYPlATin indüklenmesiyle başlayan katalitik reaksiyonlar sonunda oluşan reaktif oksijen türleriyle ilgilidir. CYP1 Al gibi monooksijenazlann katalitik aktiviteleri sırasında reaktif oksijen türleri oluşmaktadır. Reaktif oksijen türleri, DNA, RNA ve proteinlerin oksidasyonuna neden olmaktadır. Bu nedenle, indüklenen CYP1A1 enzimleri tarafından, bir takım ksenobiyotik metabolizması sonucu oluşan reaktif oksijen türlerinin hücrenin karsinojenik forma dönüşümünü tetikleyebileceği bildirilmektedir (Barouki ve Morel,2001).
CYP1A1 enzimlerinin indüklenme seviyeleri dokuya özgü farklılıklar göstermektedir. Ekstra hepatik dokularda CYP1A1 geninin ekspresyon seviyesi çok düşüktür. Ancak, bir takım kimyasallarla hepatik ve ekstra hepatik dokularda, genin ekspresyonu farklı seviyelerde indüklenmektedir.
Bu duruma açıklık kazandırmak için yapılmış çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Sigara içen ve içmeyen hamile bayanlardan doğum sonrasında alman plasenta örneklerinde AHH (Aromatik Hidrokarbon Hidroksilaz) enziminin aktivite seviyesine bakılarak bir seri çalışmalar yapıldığı bildirilmektedir. CYP1A1 enziminin ekstra hepatik dokularda, AHH enzim aktivitesinden sorumlu olduğu bilinmektedir. PAH'lar tarafından indüklendiği belirtilen AHH enzimi, B(a)P (Benzo[a]pyrene) ksenobiyotiğinin 3-hidroksilasyonun ölçüsüdür. Yapılan çalışmalarda; sigara içen bayanların plasenta örneğinde yüksek AHH aktivitesi saptanmıştır. Ancak sigara içmeyen bayanların örneğinde, AHH aktivitesi saptanmadığı bildirilmiştir. Ayrıca aynı miktarda sigara içen bayanların plasenta örneklerindeki AHH aktivitesinde de farklılıklar olduğu belirtilmektedir (Ma ve Lu, 2003).
Bir başka çalışmada, indüklenen deri kültür -hücreleri AHH aktivitesinin, indüklenmeyen kültür hücrelerinin AHH aktivitesinden daha yüksek olduğu gösterilmektedir (Ma ve Lu, 2003).
Sitokrom P4501A1 geninin aktivite tayininde kullanılan AHH enzim aktivitesinde görülen bu farklılıklar, bu enzimin aktivitesinden sorumlu sitokrom P4501A1 geninin indüklenme seviyesinin kişiler arasında farklı olduğunu yansıtmaktadır. Sitokrom P4501A1 geninin çeşitli toksik, karsinojenik ve terapötik ilaçlarla indüklenmesi; belirtilen bu farklılığın bireylerin kansere olan yatkmlıklarıyla pozitif ilişki içerisinde olabileceği görüşünü doğurmaktadır. Bu konuda yapılan bazı çalışmalarda, P4501A'nın indüklenmesinin artan akciğer kanseriyle ilişkili olduğu bildirilmektedir (Ma ve Lu., 2003).
CYP1A1 enziminin indüklenmesiyle bireylerin kansere olan yatkınlıkları arasındaki ilişkinin açıklanmasında, CYP1A1 geninin indüklenme mekanizması büyük önem taşımaktadır.
Sitokrom P450 Enzimi ve Kanser
İnsan vücûduna zararlı olabilecek ksenobiyotikler ve çeşitli endojen bileşikler, Faz I ve Faz II enzimleri olarak adlandırılan biyolojik katalizörler tarafından zararsız hale getirilmektedir. Faz I enzimleri, hidroksilasyon, redüksiyon ve hidroliz reaksiyonlarını katalizlemektedir. Bu tip Faz I reaksiyonları sonucu oluşan ürünler, Faz II enzimlerinin katalizledikleri reaksiyonlarla; glukuronik asit, sülfat ve asetat gibi polar metabolitlere dönüştürülmektedir. Böylece zararlı kimyasal maddeler daha polar metabolitler haline dönüştürülerek vücudumuzdan uzaklaştırılmaktadır. Ancak, bu detoksifıkasyon mekanizması sırasında, kimyasal maddeler üzerinde meydana gelen bir takım yapısal değişikliklerle ksenobiyotiklerin biyoaktivasyonu gerçekleşmektedir.
Sitokrom P450 enzimleri insanda Faz I enzimleri olarak bilinmektedir. Faz I enzimlerinin katalizledikleri reaksiyonlar sonucunda bir takım ara metabolitler oluşmaktadır. Bu ara metabolitler, hücre için kuvvetli karsinojen özellik taşımaktadır (Murray ve ark., 1993). Sitokrom P450 enzimlerinin ksenobiyotik metabolizması sonucunda oluşan bu ara metabolitler, hücrenin karsinojenik forma dönüşmesini tetiklemektedir. Yapılan araştırmalar, sitokrom P450 enzimlerinin ekspresyon seviyesiyle bu karsinojenlerin oluşması arasında doğrudan bir ilişkinin varlığını ortaya koymaktadır. Sitokrom P450 enzimlerinin ekspresyonu çeşitli ksenobiyotikler tarafından indüklenmektedir. Ksenobiyotikler tarafından ekspresyonu indüklenen sitokrom P450 enzimlerinin biyolojik aktivasyonuyla, ilgili hücrenin kanser hücresi oluşumu arasındaki ilişkiyi açıklamaya yönelik bir çok çalışma bulunmaktadır (Delescluse ve ark., 2000).
Bizim çalışmamız, sitokrom P4501 ailesinin, A sub ailesi üyelerinden CYP1A1 (Cytochrom Protein 1 Al) enzimi üzerinedir.
Sitokrom P4501 Enzim Ailesi
Sitokrom P4501 enzim ailesinin 3 üyesi bulunmaktadır. Bunlar sitokrom P4501A1, 1A2, ve 1B1 enzimleridir. Bu aile üyelerinin genlerinde psödogen bulunmamaktadır. Bu genlerin ekspresyonlan, AhR/Amt (Aromatik hidrokarbon reseptör/ Ah reseptör nücleer translokatör) adı verilen bir yolak ile düzenlenmektedir.
Bu enzimler, Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar (PAH), dioksin 2,3,7,8-tetrachloro-p-dibenzodioxin (TCDD) ve Aromatik Heterosikiik Aminler (AHA) gibi kuvvetli ksenobiyotiklerin biyoaktivasyonlannın yanısıra, 17p*estradiol ve östrojen gibi endojen bileşiklerin de karsinojenik biyoaktivasyon mekanizmasından sorumlu enzimlerdir (Barouki ve Morel, 2001).
Sitokrom P450 Süper Gen Ailesi
Sitokrom P450 süper gen ailesi, yapısı ve fonksiyonuyla çok geniş bir enzim ailesini oluşturmaktadır. Bu enzimlerle ilgili ilk çalışmalann I960'lı yıllarda yapılmaya başlandığı görülmektedir. Bu ilk çalışmaların ardından, Fuji-Kuriyama ve arkadaşlannm (1980) buldukları yeni bilgiler ışığında, bu enzimleri sınıflandırma zorunluluğunun ortaya çıktığı bildirilmektedir. Nebert ve arkadaşlan'nın (1987) "sitokrom P450 enzimlerinin, amino asit dizi benzerliklerine göre sınıflandırmalarını" önerdiği belirtilmektedir. Bu öneriye göre yapılan sınıflandırmada, yapısal ve fonksiyonel olarak birbirlerine yakın olan sitokrom P450 enzimleri bir araya gelmektedir. Sitokrom P450 enzimleri ilk olarak aile ve sub aile olarak ayrılmaktadır. Buna göre amino asit dizilimi yönünden en az %40 benzerlik gösteren enzimler aynı aile içinde yer almaktadır. Aynı sub aile grubunda ise aminoasit dizilim benzerliği en az %55 olmaktadır. Bu özelliklere göre yapılan sınıflandırma sonucunda; 16 aile ve çok miktarda sub aile ortaya çıkmıştır. Bu 16 ailenin 9 tanesinin kolesterol ve steroid hormon sentezi ile ilgili olduğu, 4 tanesinin mitokondriyonda bulunduğu ve elektron taşıma zinciri ile ilgili olduğu vurgulanmaktadır (Hasler ve ark., 1999). En büyük enzim ailelerinin ise CYP1, CYP4 ve CYP2 olduğu gösterilmektedir (Sundberg, 2001).
Sitokrom P450 enzimlerinin isimlendirilmesinde; P harfi proteini; 450 sayısı proteinin absorbans değerini; sonra gelen rakam aileyi; aileden sonra gelen harf sub aileyi ve en son kullanılan rakam ise enzimi simgelemektedir (Hasler ve ark., 1999; Nelson ve ark., 1996).
Sitokrom P450 Enzim Sistemi
Organizma yaşamını devam ettirebilmek için gereken besin ve enerjiyi, habitatlannda bulunan kimyasal maddelerden sağlamaktadır. Bu kimyasal maddeler bitkisel ve hayvansal kaynaklı olabildiği gibi, endüstriyel kaynaklı da olabilmektedir. Gelişen endüstriyel teknolojiyle doğada bulunan sentetik maddelerin sayısı hızla artmaktadır. Bu sentetik maddelerin çoğunluğunu terapötik ilaçlar ve ksenobiyotik maddeler oluşturmaktadır (Organizma için yabancı her türlü maddeye ksenobiyotik denmektedir).
Organizma, ksenobiyotik maddelerin zararlı etkilerinden korunmak için çeşitli koruyucu sistemler geliştirmiştir. Bu koruyucu sistemlerden bazıları özelleşmiş enzimlerden oluşmaktadır. Sitokrom P450 enzim ailesi, özelleşmiş enzimlerin oluşturduğu koruyucu sistemlerden biridir (Hasler ve ark., 1999).
Sitokrom P450 enzimleri, "Sitokrom P450 süper gen ailesi"* olarak adlandırılan ailenin üyeleridir. Sitokrom P450 enzimleri, bitkiler, hayvanlar, mayalar ve bazı bakterilerle, insanda bulunan geniş bir enzim sistemini oluşturmaktadır. Bu enzimler, hücre içerisinde en çok granülsüz endoplazma retikulumu ve mitokondriyon organelinde bulunmaktadır. Endoplazma retikulumu organeli üzerinde bulunan sitokrom P450 enzimleri "ksenobiyotik sitokrom enzimleri", mitokondriyon organeli üzerinde bulunan sitokrom P450 enzimleri ise "steroidojenik sitokrom enzimleri" olarak adlandırılmaktadır. Steroidojenik sitokrom enzimlerinin, filogenetik olarak, ksenobiyotik sitokrom enzimlerinden daha eski olduğu ve ksenobiyotiklerin steroidojeniklerden geliştiği belirtilmektedir
(www.gata.edu.tr/dahilibilimler/ cocukruh/cyp. htm).
İnsanda, sitokrom P450 enzimlerinin katalizledikleri çok önemli reaksiyonlar bulunmaktadır. Bunlardan bir kaçım; a) steroid hormon biyosentezi, b) ksenobiyotiklerin reaktif metabolitlere (şerbet radikaller) dönüşüm metabolizması, c) detoksifikasyon, d) doymamış yağ asitlerinin hücre içi habercilere oksidasyonu, e) yağda çözülebilen vitaminlerin metabolizması şeklinde sayabiliriz.
Sitokrom P450 Enzimlerinin Spektrofotometrik Özellikleri
Sitokrom P450 enzimlerinin ilk kez, Martin Klingenberg (1958) tarafından tanımlandığı belirtilmektedir. Pigmentlerin spektrofotometrik özellikleriyle ilgili araştırma yapan Martin Klingenberg'in, rat karaciğerinden hazırladığı mikrozomlara indirgeyici ajan ilave ettikten sonra karbondioksidle muamele ettiği ve bu sırada 450 nanometre(nm)'de bir absorbans değeri saptadığı bildirilmektedir. Bu absorbans değerinin, Omura T.(1962) ve Şato R. (1964) isimli bilim adamlarının yaptıktan çalışmalarla hemoprotein olarak karakterize edilen bir sitokroma ait olduğu belirtilmiştir. Bu absorbans değerini gösteren enzimler P450 enzimleri olarak adlandırılmaktadır. Bu değer, diğer hemoproteinlerin absorbans değerinden farklıdır. Estabrook (1963) ve Cooper (1965), yaptıkları çalışmalarla, bu absorbans değerim gösteren enzimlerin ilaç ve diğer ksenobiyotik metabolizmasından sorumlu olduğunu bildirmektedir (Hasler ve ark., 1999).
Sitokrom P450 Enzimlerinin Biyokimyasal Özellikleri
Sitokrom P450 enzimleri oksijenazlar sınıfı içerisinde bulunmaktadır. Bu enzimler monooksidazlar veya karışık fonksiyonlu oksidazlar olarak ta adlandırılmaktadır. Sitokrom P450 enzimleri, çeşitli lipofılik organik kimyasalların oksidatif metabolizması için moleküler oksijeni aktive eden hücre içi proteinlerdir. Ökaryotik hücrelerde sitokrom P450 enzimleri membrana bağlı proteinler olarak bulunmaktadır. Bu aile üyelerinin yapılarında hem grubu içeren proteinler bulunmaktadır.
Sitokrom P450 enzimleri 40 farklı reaksiyonu katalizlemektedir. Bu reaksiyonlarda kullanılan subsrat sayısının 1000'in üzerinde olduğu belirtilmektedir. Memeli sitokrom P450 enzimlerinin biyokimyasal özelliklerini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
a) Bir sitokrom P450 enzimi ortalama 50 amino asitten oluşmaktadır.
b) Hücre içerisinde bulunan diğer hemoproteinlerden farklı olarak sitokrom P450 enzimleri, karboksi terminali yakınında içerdikleri sistein amino asitleri aracılığıyla, kimyasal maddelerin hem grubuna bağlanabileceği bir yapı oluşturmaktadır. Sistein amino asitlerinde bulunan tioalkol (-SH) grubu demirin porfirin halkasının elektron yoğunluğunu değiştirerek moleküler oksijenin aktivasyonu için elektronik bir merkez oluşturmaktadır.
c) Sitokrom P450 enzimleri, hücre içi kimyasal moleküllerden çoğunun NADPH (Nikotinamid Adenin Dinükleotit Fosfat) ve Ot (Moleküler oksijen) bağımlı oksidatif transformasyonunu katalizlemektedir. Bazı sitokrom P450 enzimleri belirli kimyasal maddeleri katalizleme reaksiyonlarına özgündür ve sadece bu maddelerin reaksiyonlarına katılmaktadır. Bunun yanı sıra, bir çok kimyasal maddenin katalizlenme reaksiyonlarına katılan sitokrom P450 enzimleri de bulunmaktadır.
d) Sitokrom P450 enzimleri insan vücudunun hemen her dokusunda bulunmaktadır. Karaciğer, bağırsak ve adrenal bez korteksinde diğer hemoproteinlere göre daha fazla bulunmaktadır. Ayrıca bazı sitokrom P450 enzimleri dokuya özgül olabilmektedir.
e) Sitokrom P450 enzimlerinin hücre içi ekspresyon seviyesi çeşitli indükleyici ajanlar vasıtasıyla indüklenmektedir. Ekspresyon seviyesi artan sitokrom P450 enziminin türü, indükleyici ajana göre değişiklik göstermektedir. Sitokrom P450 gen ailesine mensup farklı üyeler, farklı indükleyici ajanlar tarafından indüklenmektedir
