GİRİŞ-AMAÇ

Serbest radikaller ile antioksidan savunma sistemi arasındaki hassas dengenin, prooksidan ve oksidan maddelerin lehine kayması oksidan stresin gelişmesine yol açar. Oksidatif stresin doku hasarına yol açtığı, kanser, diyabet ve ateroskleroz gibi patolojik durumların gelişmesinde etkin olduğu gösterilmiştir (1,2).

Akciğer kanseri ve birçok malign hastalıkların patogenezinde, süperoksid radikalleri ve bunların biomoleküllerinin oluşturduğu oksidatif hasarın önemli bir rolü olduğu düşünülmektedir (3).

Tümör oluşum mekanizması üzerine yapılan son çalışmalarda tümör hücrelerinin süperoksid radikalleri üretebildiği gösterilmiştir. Bu nedenle de birçok araştırmacı, zarar görmüş tümör hücrelerinde temel antioksidan olan SOD ve katalaz düzeyini araştırmaya yönelmiştir (4,5).

H2O2 (hidrojen peroksit); lipidlerin, proteinlerin ve DNA’nın oksidatif hasarının indüklenmesini engellemek amacıyla hızlıca hücreden elimine edilen güçlü bir membran geçici oksidandır. Katalaz; hidrojen peroksidi detoksifiye eder, (6) en iyi bilinen antioksidan enzimlerden biridir (7,8). Katalaz; kanser, diabet, katarakt, ateroskleroz, iskemik-reperfüzyon hasarı, artrit, nörodejeneratif hastalıklar, beslenme yetersizliği ve yaşlanmayı içine alan pek çok patolojik şartlarda ortaya çıkan oksidatif strese karşı savunmada antioksidan sistemin öncelikli bir enzimidir. Katalaz eksikliğinini reaktif oksijen metabolitlerinin birikimine neden olabileceği ve bunun da karsinojenezin başlamasına yol açabileceği düşünülebilir.

Bu çalışmada Eritrosit katalaz (CAT) ve karbonik anhidraz (CA) aktivitelerini ölçerek akciğer kanseri patogenezi ile antioksidan durum ve asidik ortam arasındaki ilişkiyi incelemek amaçlanmıştır.

YÖNTEM-GEREÇLER

Çalışmaya 26 akciğer kanserli, ve 15 sağlıklı birey dahil edildi. Kanserli olguların yaş ortalaması 56±7.29 olup, 8 (%30.77)’sı kadın, 18 (%69.23)’ü erkek hastalardı. Kanser vakalarının histopatolojik tipleri incelendiğinde, %50 olgu squmaöz hücreli karsinom, %35 small cell karsinom, %15 adenokarsinom olarak tespit edildi. Olguların 7 (%26.93)’sında metastaz (Diğer akciğer, beyin, sürrenal, böbrek) tespit edildi. Kanserli olguların tümü kemoterapi ve/veya radyoterapi almamış ve cerrahi uygulanmamış hastalardı. Kontrol grubunu teşkil den sağlıklı bireylerin 6 (%40) ‘sı kadın, 9 (%60)’u erkek hastalar olup, yaş ortalamaları 49 ± 8.16 olarak belirlendi.

Eritrositlerdeki Catalase (CAT) akitivitesi Aebi`s methodu kullanılarak ölçüldü. Carbonic anhydrase (CA) ise CO2’in hidrasyonu ile analiz edildi.

BULGULAR

CAT ve CA’nın eritrosit aktivitelerinin akciğer kanserli ve sağlıklı bireylerdeki karşılaştırılması Tablo-I’de sunulmuştur. Buna gore, Buna göre eritrosit CAT ve Ca aktiviteleri akciğer kanserli olgularda, sağlıklı kontrol grubundan anlamlı olarak düşü bulunmuştur (P<0.05).

CAT ve CA seviyeleri açısından metastaz gelişen ve gelişmeyen olguların tanımlayıcı istatistikleri tablo-II’de sunulmuş olup; akciğer kanserli hastalarda metastaz olan ve olmayan gruplarda, Karbonik Anhidraz ile Katalaz düzeyleri bakımından yapılan karşılaştırma sonucunda; Karbonik Anhidraz bakımından iki grubun (Metastaz olan ve olmayan grup) ortalamaları arasındaki fark, istatistik olarak anlamlı bulunurken (p<0.01), Katalaz bakımından gruplar arasındaki fark anlamlı bulunmamıştır. Metastaz olan ve olmayan grupları ayırmada; Karbonik Anhidraz ve Katalaz düzeylerinin belirleyici olup olamadığını incelemek amacıyla yapılan ROC analizi sonucunda; Karbonik Anhidraz için eğri altında kalan alan % 100 ve istatistik olarak anlamlı (p<0.01) bulunurken, Katalaz için % 59.8 olarak bulunan eğri altında kalan alan, istatistik olarak anlamlı değildir. Buna göre, Karbonik Anhidraz için 5.91 olarak bulunan kesim (cut – off) değerinde; Sensitivite ve Spesivite değerleri % 100 olarak bulunmuştur. Bu durumda, 5.91 Karbonik Anhidraz değerinin Akciğer kanserli hastalarda Metastaz olup olmama durumunu ayırmada etkin olduğu söylenebilir (Tablo-III). Katalaz için 3.55 olarak alınan kesim değeri (Tablo-IV) için Sensitivite % 57.1, Spesivite ise %73.7 olarak bulunmuştur. Ancak eğri altında kalan alan istatistik olarak anlamlı bulunmamıştır.

Tablo I. Akciğer kanserli olgularda ve kontrol grubunda CAT ve CA seviyeleri

Tablo II. Özellikler için Metastaz olan ve olmayan gruplara göre tanımlayıcı istatistikler ve karşılaştırma sonuçları

Tablo-III:Test Result Variable(s): Karbonik Anhidraz (Coordinates of the Curve)

Tablo-IV:Test Result Variable(s): Katalaz (Coordinates of the Curve)

TARTIŞMA

Antioksidan enzimler organizmanın savunmasında oksidatif strese karşı yaşamsal öneme sahiptirler. Yapılan çalışmalarda, farklı kanser doku ve hücrelerinde antioksidan enzim aktiviteleri ölçülmüş ve bu çalışmaların bazılarında antioksidan enzim aktiviteleri düşük olarak bulunmuştur (9). Jaruga ve ark. (10) insan akciğer kanseri dokusunda SOD ve katalaz aktivitesinde düşüş ve DNA lezyon düzeyinde artış tespit ederek olası kanser sebebinin serbest radikaller olduğunu yayınlamışlardır. Bronkoalveolar lavajla (BAL) yapılan bir çalışmada 11 akciğer kanserli hastanın BAL sonuçları 21 normal hasta ile karşılaştırılmış ve kanserli hastalarda SOD ve katalaz aktivitesinde anlamlı düştüğü tespit edilmiştir (11).Bir başka çalışmada malign akciğer tümörlerinde belirgin olarak katalaz aktivitesinin azaldığı rapor edilmiştir. (12). Bizim çalışmamızdada eritrosit CAT aktivitesi kanserli hastalarda kontrol grubuna göre anlamlı ölcüde azalmıştı (Tablo I).

Otto Warburg’a 1930 yılında Nobel ödülü kazandıran çalışmada belirtildiği gibi tümörler normal dokudan çok daha yüksek laktik asit üretme kapasitesine ( hatta O2 varlığnda bile) sahiptiler (13).

pHe’nin düşük olmasında CO2 seviyesi önemlidir. Yüksek parsiyel CO2 basıncı,1960’ların erken dönemlerine kadar solid tümörlerde ölçülmüştür (14).

Eksatrasellüler asit-trapping etkinliği CO2 in hücre dışında HCO3 ve H+ ‘ne hidrate olma yeteneğine bağlıdır (15). Karbonik anhidraz eksikliğinde bu tampon sisteminin çalışması bozulacak ve asidik ortamdaki asit miktarı artacaktır.

Bu çalışmada aciğer kanserli 26 hastanın 7 (%26.93)’sinde metastaz tespit edilmiş olup, metastaz tespit edilen olgularla,metastaz gelişmeyen olguların CA seviyeleri incelendiğinde CA bakımından iki grubun (Metastaz olan ve olmayan grup) ortalamaları arasındaki fark, istatistik olarak anlamlı bulunmuş (p<0.01), bu durumda, 5.91 Karbonik Anhidraz değerinin Akciğer kanserli hastalarda Metastaz olup olmama durumunu ayırmada etkin olduğu görüşüne varılmıştır (Tablo-III).

SONUÇLAR

Sonuç olarak, bulgularımız akciğer kanserli hastalarda oksidatif yükün arttığını buna karşın enzimatik serbest radikal savunma mekanizmalarının hasar gördüğünü düşündürmektedir. Bu sonuçlar reaktif oksijen metabolitlerinin hücrenin büyüme ve diferansiyasyonunu kontrol eden spesifik genlere hasar yapabileceğini ve daha hızlı büyümeyi ve maligniteyi uyarabileceğini düşündürmektedir. Aynı zamanda antioksidan enzimlerin genleri antionkogenlerden biri olabilir ve karsinogenez sırasında bu genlerden birinin inaktivasyonu tümör gelişmesine neden olabilir. Antioksidan aktiviteye sahip olan CA’ın akciğer kanserli hastalarda, sağlıklı bireylere göre çok düşük seviyelerde bulunması bu şekilde izah edilebilir. Ayrıca akciğer kanserli hastalarda karbonik anhidraz düzeylerindeki azalmanın asidik ortam yaratarak tümörün büyüme ve gelişmesi ve metaztazı için uygun bir ortam sağladığı düşünülebilir.

KAYNAKLAR

1. Cross C E. Halliwell B, Borish E T, et al. Oxygen radicals and human disease. Ann Int Med 1987;107:526-45.

2. Asayama K, Nakane T, Uchida H, et al. Serum antioxidant status in streptazosin-induced diabetic rat. Horm Metab Res 1994;26:617-20.

3. McCord J M, Human disease, free radicals and the oxidant/ antioxidant balance. Clin Biochem 1993;26:351-57.

4. Gonzales R, Auclair C, Voisin E, et al. Superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase in red blood cells from patients with malign diseases. Cancer Res 1984;44: 4137-39.

5. Güner G, Islekel H, Oto O, Hazan E, Açikel U. Evaluation of some antioxidant enzymes in lung carcinoma tissue. Cancer letters 1996;103:233-9.

6. Vaisberg CN, Jelezarsky LV, Dishlianova B et al. Activity, substrate detection and immunolocalization of glutathione peroxidase (GPx) in bovine reproductive organs and semen. Theriogenology 2005; 64:416-28.

7. Baek IJ, Seo DS, Yon JM et al. Tissue expression and cellular localization of phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (PHGPx) mRNA in male mice. J Mol Histol 2007; 38:237-44.

8. Tang ZP. Observation on the activity of superoxide dismutase and catalase of alveolar macrophage in patient with lung cancer. Chung- Hua-Chieh-Ho-Ho-Hu Hsi-Taa-Chih 1991;

14:213-5.

9. Korotkina RN, Matskevich GN, Devlikanova AS, et al. Activity of glutathione-metabolizing and antioxidant enzymes in malignant and benign tumors of human lungs. Bull Exp Biol Med 2002;133:606–8.

10. Islekel H, Guner G, Oto O, Hazan E, Acikel U. Evaluation of some antioxidant enzymes in lung carcinoma tissue. Turkish Journal of Cancer 1996; 26: 53–61.

11. Maren TH. Carbonic anhydrase: chemistry, physiology and inhibition. Physiol Rev 1967, 47:595–743

12. Griffiths JR, Stevens AN, Iles RA, Gordon RE et al. 31P-NMR investigation of solid tumours in the living rat. Bioscience Reports 1981; 11: 319–25.

13. Martinez-Zaguilan R, Seftor EA, Seftor RE, Chu YW et al. Acidic pH enhances the invasive behavior of human melanoma cells. Clinical & Experimental Metastasis 1996; 14:176–86.

14. Svastova E, Hulikova A, Rafajova M, Zat’ovicova M et al. Hypoxia activates the capacity of tumor-associated carbonic anhydrase IX to acidify extracellular pH. FEBS Letters 2004; 577: 439–45.