BOS ve Parasentez Sıvıları
BOS beynin dört ventrikülünde ve subaraknoid boşlukta bulunan sıvıdır. BOS sinir dokusuna besin desteği sağlayan, atık uzaklaştıran ve beyin ve omuriliği travmaya karşı koruyan fizyolojik bir sistem oluşturmaktadır. BOS, üçüncü, dördüncü ve lateral ventriküllerin choroid plexuslarında üretilmektedir. Yetişkinde 20 ml/saat yapılır (500 ml/gün). Sıvı subaraknoid aralıkta bulunur. Yetişkinde 90-150 ml, yenidoğanda 10-60 ml hacimdedir. Bunun 4/5’i beyin üzerinde 1/5’i omurilik etrafında bulunur. Araknoid granüllerde geri emilir. Koroid plexus plazmadan hidrostatik basınç altında seçici filtrasyon ve aktif transport sekresyonuyla BOS oluşturan kapiller ağdır.
Koroid plexuslarda kapiller endotel hücreleri çoğu molekülün geçişini önleyen çok dar kavşaklara (tight junction) sahiptir. Pinositoz yetenekleri de çok sınırlıdır. Koroid plexuslardaki bu yapı kan-beyin bariyeri olarak adlandırılır. Kan-beyin bariyeri (KBB) proteinler, lipidler ve proteinlere bağlı makromoleküllerin BOS’a geçişini engellediğinden BOS plazmanın bir ultrafiltratı olarak kabul edilebilir. Kan-beyin bariyerinin bütünlüğünün sürdürülmesi, beyni beyin dokusuna zarar verebilecek kandaki maddelerden korumak için gereklidir. Bu kavşaklar yararlı antikorIar ve ilaçların da geçişini önler. Kan-beyin bariyerinin menenjit ya da multipl skleroz gibi hastalıklarla hasarı lökosit, protein ve kimyasalların BOS’a girişine izin verir.
MSS Zarlarının Seçici Geçirgenliği: Plazmada bulunan maddeler MSS zarlarının seçici geçirgenliği nedeniyle direkt olarak BOS içine geçemezler. Kanda bulunan bileşikler molekül ağırlıkları, proteinlere bağlanma ve lipitte çözünürlükleriyle ilişkili olarak BOS’a geçebilirler. MSS için toksik olan ve kanda bulunan maddeler BOS içine geçmemelidir. BOS içindeki suda çözünen metabolitlerin difüzyonla kana geçmesi zordur; aktif transportla MSS zarlarından dışarı atılır, birikmezler.
KBB Geçirgenliğini Etkileyen Faktörler: Enflamasyon albumin ve penisilin gibi makromolekullerin geçişini artırır. Tümör, travma ve iskemi KBB geçirgenliğini etkiler. Toksinler KBB geçirgenliğini artırır. SSS olgunlaşmadığı yenidoğan döneminde KBB erişkinlere göre daha geçirgendir (altı ay altında BOS proteini 100 mg/dl).
BOS’un Tanıdaki Önemi: MSS ile kan arasındaki madde alışverişi, basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve aktif transport ile gerçekleştirilir. MSS zarlarını etkileyen patolojik durumlarda geçirgenlik bozulacağından BOS içeriğindeki maddelerin konsantrasyonları da değişir. Bu değişimin belirlenmesi tanı için değerli olabilir.
BOS Alınması (Lomber Ponksiyon, LP) Endikasyonları: 1-MSS enfeksiyonları; bakleriyel, fungal veya viral. 2-Subaraknoid kanama. 3-Periferal nöropati. 4-Nöroradyolojik işlemler; miyelografi, hava ensefalografisi, gibi. 5-MSS tümörlerinde sitolojik inceleme amacıyla. 6-BOS içine ilaç vermek amacıyla (intratekal enfeksiyonlarda).
BOS Almadan Önce Dikkat Edilecek Hususlar: 1-BOS almak zorunluluğu olmadan LP yapılmaz. 2-BOS alınacak yer ve çevresinde deri ve derialtı dokusunda enfeksiyon olmamalıdır. 3-BOS almadan önce gözdibine bakılır. Papil ödemi varsa kafaiçi basınç artmıştır. Kafaiçi basınç artması varsa BOS almak kontrendikedir. Sınır durumlarda beyin cerrahisinin görüşü alınır, uygun görürse LP yapılabilir. Normalde basınç, 100-200 mm. su basıncına eşittir. 4-Myelografi ya da pnömoensefalografi yapılması gerekliyse LP’den bir hafta kadar sonra yapılmalıdır. 5-Aşırı korkan ve heyecanlanan hastalara LP’den önce rahatlatıcı, ağrı kesici ilaç verilebilir. 6-Hastanın pozisyonu LP yapmaya uygun olarak hazırlanır. Asepsi kurallarına uygun olarak yapılması için temizlenir.
Örnek Alma: BOS genel olarak L3-L4 aralığından veya L4-L5 aralığından lumbar ponksiyonla alınır. Girişimle enfeksiyon girişi veya sinir dokusu hasarlanmasına sebebiyet vermemek gerekir. Yüksek basınç sıvının yavaşça alınmasını gerektirir. Örnekler üç steril tüpe alınır, alınış sırasına göre 1, 2 ve 3 şeklinde etiketlenir. Tüp 1 biyokimya ve serolojik analiz, tüp 2 mikrobiyolojik analiz ve tüp 3 hücre sayımı için kullanılır. Dördüncü bir tüpte mikrobiyolojik ve ek serolojik testler için kullanılabilir. Her bölüm için ayrılan sıvıdan kalan kısmın süpernatanı ek biyokimya ya da serolojik testler için kullanılabilir. Artan sıvı atılmayıp daha sonra kullanma olasılığı için dondurulmalıdır.
BOS İncelenmesi: 1-Gözle muayene: BOS’un görünüşü normal olarak kristal berraklığındadır. Sıvının incelemesi ilk önce yatak başında yapılır ve raporda belirtilir. BOS’un görünüşünü tanımlamada kullanılan terminoloji; kristal berraklığı, bulutsu ya da bulanık, sütsü, ksantokromik ve hemolizli/kanlı. Ksantokromia; BOS’un pembe, sarı renkli olmasıdır. Bunun başta gelen sebebi bilirubin, hemoglobin türevleri veya beyin dokusu hasarından kaynaklanan lipid benzeri maddelerdir. Bulutsu, bulanık veya sütsü örnekler artmış protein ya da yağ konsantrasyonu nedeniyle olabilir, enfeksiyonun bir göstergesi de olabilir. Kontaminasyona karşı çok dikkatli olunmalıdır. 2-Bakteriyel inceleme: steril tüpe alınan BOS besi yerlerine ekilir; kültür ve antibiyogram yapılarak değerlendirilir. Artan BOS santrifüj edildikten sonra üst kısımdaki sıvı kısım başka tüpe alınır, tüpün dibindeki çökelti süspansiyon haline getirildikten sonra pastör pipeti ile alınır ve direk olarak boyanarak incelenir. 3-Sitolojik inceleme: BOS için hücre sayımı, kan sayım kamarası veya otomatik olarak hücre sayımı yapabilen makinalarda yapılır. Bu olanak yoksa Thoma lamı üzerine BOS damlatılarak incelenir. 1 mm3 BOS içindeki hücre sayısı ve tipi belirlenir. Normalde yetişkinlerde 0-5, bebeklerde 0-20 mononükleer hücre bulunması normaldir. Bakteriyel orijinli pürulan menenjitlerde 100’den fazla parçalı çekirdekli lökosit, viral menenjitlerde 125-1000 kadar lenfosit, tbc menenjitlerde 25-1000, fungal menenjitlerde 25-800 arası hücre görülebilir. Ayrıca tek bile olsa kanserli dokuya ait hücre görülmesi patolojiktir.
BOS İncelenmesi (devam): 4-Biyokimyasal inceleme: glukoz, total protein, albumin, İgG, klorür, sodyum, potasyum, CO2, pH, AST, bilirübin, kreatin kinaz, amino asitler, laktat dehidrogenaza bakılır. 4.1. Glukoz: BOS’ta glukoz tayini aç karnına yapılmalı ve kan glukozu ile birlikte değerlendirilmelidir. Kan glukoz seviyesi değiştikçe BOS glukoz düzeyi de 1-3 saat içinde değişir. Glukoz tayini için yapılacak bütün işlemler aynen kandaki gibidir. Ancak, BOS glukozu bekletilmeden çalışılmalıdır. BOS glukozu kan glukozundan daha azdır. BOS glukozu normalde plazmadakinin %60-80’i kadardır. Kan glukozu normal ve BOS glukoz düzeyi düşük ise menenjit olabilir. Özellikle bakteriyel menenjitlerde BOS glukozu çok düşer. Hipoglisemilerde BOS glukozu da azalır, hiperglisemilerde artar. Aseptik menenjitlerde normal düzeydedir. 4.2. Total protein: BOS’ta en sık incelenen test protein ölçümüdür. BOS proteini analizinde fazla numune (BOS) kullanmayan metodlar tercih edilmelidir. BOS’ta total proteinin normal değerleri metodlara göre değişmekle birlikte genellikle 15-45 mg/dl’ dir. İnfant ve yaşlılarda bir miktar daha yüksek olabilir. BOS protein fraksiyonları serumdakiyle benzer fakat oranları farklıdır. Albumin serumdaki gibi ağırlığı oluşturur. Prealbumin serumun tersine BOS’ta ikinci en çok görülen proteindir. Alfa globinler primer olarak haptoglobin ve seruloplazmin içerir. BOS gama globulin primer olarak IgG’dir, küçük miktarda IgA da bulunur. IgM, fibrinojen ve beta lipoprotein normal BOS’ta bulunmaz. BOS’ta kan varsa protein tayini kesinlikle yapılmamalıdır.Çünkü kanda protein miktarı BOS’takinden çok fazla olduğu için (yaklaşık 1000 katı) çok az bir kan karışımı bile büyük hatalara sebep olur. Santrifüj yolu ile kan hücrelerinin uzaklaştırılması da bu hatayı düzeltmez.
BOS Protein Tayini: Biuret metodu: kan proteinlerinde olduğu gibi çalışılır. Ancak, standart için ya %50 mg olarak hazırlanmış çözelti kullanılmalıdır. Turbidimetrik metod: BOS proteinleri sulfosalisilik asit ve sodyum sülfat karışımı ile muamele edilerek ince bir süspansiyon halinde koagüle olmaları sağlanır. Meydana gelen bulanıklık (türbidite) fotometrik olarak ölçülür. Bu asit karışımı, hem albumin hem de globulinlere eşit oranda ve kuvvetli etkilidir. Pandy deneyi (pandy reaktifi): bir behere 10 gram fenol konup, üzerine 100 ml distile su ilâve edilir ve çalkalanarak çözülür. Sonra, 37 0C’lik su banyosunda birkaç saat ve oda ısısında uzun müddet bekletildikten sonra alınan berrak süpernatandır. Oldukça pratik ve kalitatif bir protein tayin metodudur. Bu deneyle BOS’ta bulunan fazla miktardaki globulinlerin varlığı anlaşılır. Saat camı şeklinde ufak bir kaba 0.5 ml Pandy ayıracı konur. Pandy ayıracı üzerine 1 damla BOS damlatılmasıyla belirgin bulutlanma veya şiddetli bir bulanıklık gözlenmesi Pandy (+) olarak rapor edilir (Bu bulanıklığın durumuna göre +1, +2, +3, pozitif şeklinde değerlendirme yapılır) , belirgin bulutlanma veya şiddetli bir bulanıklık gözlenmemesi Pandy (−) olarak rapor edilir, hafif bulanıklık gözlenmesi normaldir. Pandy (+) sonuç BOS’ta globülin artışını gösterir. Procaine (Novacaine) bu testle yanlış pozitif sonuç verir.
BOS’ta Görülen Hücreler
Hücre Tipi Klinik Önemi Mikroskopik Bulgular
Lenfositler Normal Gelişmenin tüm evrelerinde bulunur
Viral, tbc ve fungal menenjit
Nötrofiller Bakteriyel menenjit Granüller kandan daha az belirgin olabilir
Viral, tbc ve fungal menenjit erken olguları Hücreler hızla parçalanır
Monositler Normal Lenfositlerle karışık
Makrofajlar Spinal sıvıda RBC Fagosite RBC içerebilir, vakuol kaybı, hayalet hücre, hemosiderin granülleri görülebilir
Blast formları Akut lösemi Lenfoblast, miyeloblast, monobast
Lenfoma hücreleri Dissemine lenfoma Yarık çekirdekli lenfositler
Plazma hücreleri Multipl skleroz
Ependimal, koroidal hc
Malign hc Metastatik karsinomalar Hücre zarları ve çekirdeklerinin kaynaştığı kümeler
Primer MSS kanserleri
İndeksler: BOS/serum albumin indeksi kan-beyin bariyerinin normal olup olmadığını gösterir. İndeks 9’un altındaysa kan-beyin bariyeri sağlamdır. İndeks, bariyerin hasarıyla orantılı olarak artar. BOS/serum albumin indeksi = BOS albumin (mg/dl)/serum albumin (g/dl). IgG indeksi IgG’nin MSS’nde sentezini ölçer. Normalde 0.28-0.7 arasındadır. IgG indeksi 0.7’den büyükse IgG’nin MSS’nde yapıldığını gösterir.
IgG indeksi = [IgG (BOS)/IgG (serum)]/[albumin (BOS)/albumin (serum)]
Anormal BOS Protein Değerlerinin Klinik Nedenleri
Test Sonucu Nedeni
Yüksek Sonuçlar Menenjit, Hemoraji, Primer MSS tümörleri, Multipl skleroz, Gulien Barre Sendromu, Nörosfiliz, Polinöritler, Miksödem, Cushing hastalığı, Konnektif doku hastalıkları, Diyabet, Üremi
Düşük Sonuçlar MSS sızıntısı/travma, Yakın zamanlı ponksiyon, Hızlı BOS yapımı, Su intoksikasyonu
BOS Ve Serum Protein Korelasyonu
Fraksiyon BOS (mg/dl) Serum (mg/dl) Serum/BOS Oranı
Prealbumin 1.7 23.8 14
Albumin 15.3 3600 236
Seruloplazmin 0.1 36.6 366
Transferrin 1.4 204 142
Immunglobulin G 1.2 987 802
Immunglobulin A 0.13 175 1346
Klorür: Normalde plazmadakinden yüksektir. Klorür miktarı, %390-460 mg veya 118-127 mEq/L arasında. Kandaki gibi çalışılır. Bu miktar plâzma klorür seviyesine bağlı olarak da değişir. Plâzma klorürü azaldığında BOS’daki klorür miktarında da azalma görülür. Bakteriyel menenjitlerde azalır. Tbc menenjitte başlangıçta normal olduğu halde uzun dönemde azalır. BOS’daki klorür bilhassa Tüberküloz menenjitte azalır. Aseptik menenjitlerde normal düzeydedir.
Enzimler: Doku hararabiyeti varsa transaminazlar artar. Laktat ve LDH bakteriyel menenjiklerde aseptik menenjitten yuksektir. CK-BB’nin artmış duzeyi: demiyelizan hst.lar, konvilsuyon, felç, malıgn tümor, menenjitte görülür.
BOS’taki Diğer Maddeler: Aminoasitler, üre, ürik asit, Na, K, Mg düzeyleri kandaki değerlere yakındır.
BOS Ve Plazmada Bazı Test Düzeylerinin Karşılaştırılması
Parametre BOS Plazma BOS/Plazma Oranı
Sodyum 147.00 150.00 0.98
Potasyum 2.86 4.63 0.62
Magnezyum 2.23 1.61 1.39
Kalsiyum 2.28 04.70 0.49
Klor 113.00 99.00 1.14
Bikarbonat 23.30 26.80 0.87
Amino asitler 0.72 2.62 0.27
Total protein (mg/dl) 39.20 6987.20 0.0056
Glukoz (mg/dl) 59.70 96.20 0.62
Osmolalite (mosm/kg) 289.00 289.00 1.00
pH 7.30 7.40 –
pCO2 (mmHg) 50.50 41.10 –
Beyin Omurilik Sıvısının Normal Yapısı
Hacim 150 ml Sodyum 118-150 mEq/L
Rengi Renksiz Potasyum 2.7-3.9 mEq/L
Berraklık Berrak Klorür 116-127 mEq/L
Osmolarite 281 mOsm/L Kalsiyum 2.0-2.5 mEq/L
Özgül ağırlık 1.006-1.008 Magnezyum 2.0-2.5 mEq/L
pH 7.35-7.70 Laktik asit 1.1-2.8 mmol/L
pCO2 47.9 mm Hg Laktat dehidrogenaz Serum değerinin %10 kadarı
HCO3 22.9 mEq/L Glukoz 45-80 mg/dL
Transuda Ve Eksuda:
Periton, plevra ve perikard boşlukları normal şartlarda nemlidirler. Bu boşluklarda ponksiyonla alınmayacak kadar az sıvı bulunur. Bazı patolojik durumlarda ise bu boşluklarda ponksiyonla alınabilecek derecede sıvı toplanır. Karından alınan sıvıya periton mayii veya parasentez sıvısı, göğüsten alınan sıvıya plevra mayii veya torasentez sıvısı, perikarddan alınan sıvıya ise perikard mayii adı verilir. Vücudun seröz boşluklarında toplanan bu sıvılara seröz sıvılar adı da verilir. Seröz sıvılar transuda ve eksuda olmak üzere ikiye ayrılırlar. Transudanın bileşimi eksudaya göre farklıdır. Eksuda iltihapla ilgisi olan, transuda ise iltihapla ilgisi olmayan bir sıvıdır. Bu sıvılar için “dansite” ve “rivalta testi” ayırıcı testlerdir. Fakat iki sıvıyı her zaman ayırt etmek mümkün olmayabilir. Çünkü, uzun süre devam eden staz, serozalarda sekonder değişikliklere yol açarak transudanın birçok eksuda özelliklerine sahip olmasına yol açar.
Miktarı: Transuda ve eksudanın miktarları, hastanın durumuna göre büyük farklılıklar gösterir. Ancak laboratuvarda gerekli analizlerin yapılabilmesi için (özellikle dansite tayini yapılacaksa) hastadan yeterli miktarda (en az (15-20 ml) alınması gerekir.
Rengi: Transuda berrak veya açık sarıdır, eksuda berrak veya bulanıktır.
Görünümü: Transudalar berrak ve seröz, eksudalar ise berrak veya bulanık olabilirler. Ayrıca, seröz, fibrinli, pürülan, hemorajik, şiloid (yağlı) veya bunların karışımı şeklindedirler.
Kokusu: Transuda kokusuz, eksuda genellikle kokuludur.
Dansitesi: Transudalarda dansite 1.015’ten az, eksudalarda 1.015’ten fazladır. Rutin çalışmalarda dansite istenmedikçe ölçülmez. İstendiği takdirde ise idrar dansitesinde olduğu gibi ölçülür.
Reaksiyonu: Seröz sıvıların pH’sı 6.8 ile 7.6 arasında değişir.
Pıhtılaşma (Koagülasyon): Transudalarda koagülasyon (pıhtılaşma) olmaz. Eksudalarda olabilir. Diğer testlerin sağlıklı yapılabilmesi için pıhtılaşma ihtimaline karşı bu sıvılar antikoagülanlı tüplere alınabilirler.
Protein Tayini: Kalitatif protein tayini: Rivalta testi ile yapılır. Transuda ve eksudalarda globulin varlığını gösteren bir testtir. Bunun için dereceli bir mezüre 100 ml distile su ve üzerine iki damla glasiyal asetik asit damlatılır. Bunun üzerine mayi numunesinden bir damla damlatılır. Mayi damlası aşağı inerken, normal vücut sıvılarında bir bulanıklık meydana gelmez. Tranusdalarda sadece hafif bir bulanıklık (Rivalta negatif), iltihabi eksudalarda ise ağır bir presipitat (Rivalta pozitif) meydana gelir. Kantitatif protein tayini: serum proteini gibi tayin edilir. Sıvının dansitesine göre şu formülden de protein miktarı bulunabilir. Protein (gr/dl) = 343 x (Dansite-1.007). Ancak kandaki gibi yapılan analiz daha sağlıklıdır. Transudalarda protein miktarı %2.5 gr’dan az, eksudalarda %2.5 gr’dan fazladır.
Hücre: Transudalarda pek hücre bulunmaz. Eksudalarda ise bol miktarda hem lökosit, hem de eritrosit bulunabilir. Allerjik eksudalarda fazla miktarda eozinofil, bakteriyel eksudalarda ise bol miktarda nötrofil bulunur.
Hücre (Lökosit) Sayımı: Parasentez sıvılarında hücre sayımı, rutin bir çalışma değildir. Ancak istendiği takdirde BOS’ta olduğu gibi hücre sayımı yapılabilir. Hücre sayımı sıvı alındıktan sonra geciktirilmeden yapılmalıdır.
Böbreğin üç önemli fonksiyonu vardır; ekskresyon, regülasyon, endokrin.
Ekskresyon: Böbrek metabolizmanın artık ürünleri olan üre, kreatinin, ürik asit ve amino asitler gibi maddeleri ve besinlerle alınan ve ihtiyaç fazlası olan sodyum, potasyum, kalsiyum, fosfat, magnezyum, sülfat ve bikarbonat gibi inorganik maddeleri uzaklaştırır. Ayrıca yabancı kimyasal maddelerin (ilaçlar gibi) uzaklaştırılma yeri de böbrektir (karaciğer ile birlikte). Protein dışındaki azotlu maddelere nonprotein nitrogenli maddeler (NPN) denir. Bu maddelerin en önemli uzaklaştırılma yeri böbrektir. Bunların kanda ve idrarda analiz edilmesi böbrek fonksiyonu hakkında bilgi verir. Serumda bulunan toplam NPN maddelerin yaklaşık %45’ini üre oluşturur. Diğer NPN maddeler ise sırası ile amino asitler, ürik asit, kreatin, kreatinin ve amonyaktır.
Regülasyon: Bütün vücut kompartman-larındaki su ve elektrolit dengesini sağlamak için böbrek reabsorbsiyon ve sekresyon mekanizmalarını işleterek homeostatik bir kontrol fonksiyonu yapar. Böylece pH’nın belirli bir aralıkta tutulmasını sağlar. İdrar teşekkülü sırasında böbrek aynı zamanda plazma proteinlerini koruyucu bir görev de yapar. İdrarın oluşturulması; su, elektrolit ve pH dengesi sağlar, kan hacminin sürdürülmesini sağlar, metabolizma atıklarının uzaklaştırılmasını sağlar.
Endokrin: Böbrek hormon sentezinin kontrolünde primer ve sekonder bir görev yaparak endokrinolojik bir fonksiyonu yerine getirir. Kallikrein, prostaglandinler, 1,25 dihidroksikolekalsiferol, eritropoeitin ve renin gibi hormonlar aracılığı ile böbrek primer bir kontrol görevi yapar. Böbrek; insülin ve aldosteronun gibi bazı hormonlarında parçalanmasını sağlayarak da sekonder bir endokrin görev yapmış olur.
Böbreğin normal fonksiyonunu yapabilmesi şu faktörlerin varlığına bağlıdır; glomerül ve tubuler hücrelerin bütünlüğü, normal kan dolaşımı ve böbrek üzerine etkili hormonların normal düzeylerde sekresyon ve feedback kontrolü.
Filtrasyon, Reabsorsiyon, Ekskresyon Ve İdrar Oluşumu: Böbrek fonksiyonları böbreğin fonksiyonel birimi olan nefron tarafından yerine getirilir. Böbreğin fonksiyonları tek tek nefronların fonksiyonlarının bir toplamıdır. Böbrekte ne kadar sağlam nefron varsa böbrek fonksiyonları o kadar iyi olur. Buna ‘sağlam nefron hipotezi’ adı verilir.
Nefronda Meydana Gelen Olaylar: Glomerüler filtrasyon (GF); plazmanın proteinsiz bir ultrafiltratıdır. Tubuler sekresyon (TS); tüp hücrelerinin kandan bazı maddeleri alıp idrara geçirmesi. Tubuler reabsorbsiyon (TR); tüp lümeninde bulunan su ve suda erimiş maddelerin geri emilim ile kana dönmesi. İdrar = (GF + TS) – TR.
Glomerül: İdrar oluşumundaki ilk adım glomerüler filtrasyondur. Her bir nefron günde yaklaşık 100 mL ultrafiltrat oluşturur. Her böbrekte yaklaşık 1 milyon nefron olduğuna göre, 24 saatte 180-200L ultrafiltrat glomerülden geçer. Ultrafiltratın %99’u nefronun geri kalan kısmı tarafından geri emilir ve günlük 1-1.5 L kadarı idrar olarak vücuttan atılır. Filtrasyon olayı pasif bir olaydır. Normal bir glomerülden proteinler ve protein bağlı moleküller çok az bir miktarda filtre olurlar.
Glomerular Filtrat: Tamamen filtre olan: H2O, Na+, K+, Cl–, HCO3–, Ca++, Mg+, PO4, glukoz, üre, kreatinin, insulin. Çok az filtre olan: b2-mikroglobulin, a1-mikroglobulin. Filtre olmayan: immunoglobulin, ferritin, hücreler, protein, albumin.
Proksimal Tübül: Ultrafiltratın %60-80’i geri emilir. Glukozun hemen hemen tamamı pasif olarak geri emilir. Na+, Cl , HCO3 , Ca+, Fosfat ve diğer iyonların önemli bir kısmı geri emilir. Kreatinin ise 0.14 mmol/dk hızda ve çok az olarak da distal tübüllerden sekrete edilir. Kreatinin kan düzeyi normalin üstüne çıktığı zaman proksimal tübülden sekresyon artar. Fenolsulfoftalein (PSP), p-aminohippurat (PAH) ve iyodopirasetat (diodast) gibi bazı biyolojik olmayan bileşikler sekrete edilir ve böbreğin tübüler sekresyon kapasitesinin değerlendirilmesinde kullanılır.
Henle Kulbu: İnen koldan su geri emilimi olur ve ultrafiltratın osmolalitesi 600-1200 mosmol/kg’a kadar çıkar. Fakat kalın çıkan kol suya geçirgen olmadığı için sadece Na+ ve Cl‘un geri emilimi olur. Böylece dilüe bir idrar oluşur. Geri kalan suyun geri emilimi ADH aracılığıyla gerçekleşir.
200 litre/gün filtratın %99’u reabsorbe olur, 1-2 litre idrar oluşur. Reabsorpsiyon; aktif/pasif olarak nefronların tüm segmentlerinde görülür.
Distal Tübül: Distal tübüldeki baskın aktivite sekresyondur. Organik iyonlar, K ve H iyonları efferent arterioldeki kandan tübüler sıvıya taşınırlar. Distal tübül aynı zamanda asit baz regülasyonu için H‘in atıldığı, Na ve HCO3’ün geri emildiği yerdir. ADH aracılığıyla suyun, aldesteron aracılığıyla Na’un geri emilimi olur. Normalde idrar proteinlerinin önemli bir kısmını oluşturan Tamm Horsfall glikoproteinleri distal tübüllerden sekrete edilir.
Toplayıcı Kanallar: ADH aracılığıyla suyun, aldesteron aracılığıyla Na’un geri emilimi olur.
Böbrek Fonksiyon Testleri: Renal hasarın tespiti, renal hastalığın erken tanısını koymak, hastalığın prognozunu izlemek, tedaviye cevabı takip etmek, yetmezlik ile hasar ayırımını yapabilme, uygun ilaç dozunun saptanması (örneğin; digoxin, kemoterapi), böbrek replasman tedavisinin gerekli olduğu durumu önceden belirlemek için yapılabilirler. Böbrek fonksiyon testleri başlıca iki tipe ayrılırlar. Birincisi sadece böbreklerde aktif bir lezyon olup olmadığı hakkında fikir verir. Bu grup idrarda protein, eritrosit, lökosit, hemoglobin, ve silindir aramayı içine alan ve rutin olarak yapılan basit testlerdir. İkinci grup testlerle böbreklerin fonksiyonel kapasiteleri ölçülerek, hasarın veya hastalığın derecesi hakkında bilgi edinilir. Bu grupta glomerül fonksiyonlarını gösteren klirens testleri ve tubulus fonksiyonları ile ilgili konsantrasyon, dilüsyon ve boya itrah testleri bulunur.
Böbrek Hastalıklarında Laboratuvar Testleri: 1-Glomerular fonksiyonları ölçen testler; böbrek kan akımı, glomerular filtrasyon hızı (GFH). 2-Tübuler fonksiyonu değerlendiren testler; Konsantrasyon testleri, dilusyon testleri, asidifikasyon testleri. 3-Böbrek bütünlüğünü değerlendiren testler; proteinüri, mikroalbuminüri, hematüri, rutin idrar analizi, sitodiagnostik idrar analizi.
Böbrek Fonksiyonlarında Biyokimyasal Testler: 1-Kan biyokimyası bulguları. İdrar analizi; spesifik gravite, görünüm, pH, glukoz, protein ve sediment bakısı. Böbrek bütünlüğünü gösteren testlerdir. Örneğin, idrar asiditesinin ölçülmesi proton (H+) atılmasını sağlayan distal tubul fonksiyonunu gösterir. 3-Böbrek fonksiyon testleri (klirens testleri). En değerlisi klirens testleridir. Kan ve idrar analizleri böbrek hasarının ileri dönemleri ile ilgili bilgi verebilirler. Bu testlerin her biri yerine göre önem taşır. Örneğin; nefrotik sendrom’un erken safhalarında klirens testleri normal ve azot retansiyonu olmadığı halde, idrarda bol miktarda protein ve silindir bulunabilir. Kronik pyelonefritin akut atağında proteinüri, lökosit, hematüri ve silindir görülmeyebilir. Fakat bu hastalarda fonksiyon gören nefronların yarısı tahrip olmuş, tubullerin konsantrasyon kapasitesi bozulmuş ve klirensler önemli derecede azalmış olabilir.
Glomeruler Fonksiyonu Gösteren Testler: Glomeruler filtrasyon, nefron fonksiyonlarının başlangıç fazı olduğu için, glomeruler filtrasyon hızının ölçülmesi böbrek hasarını değerlendirmede en iyi yoldur. Böbrek klirens testleri kullanılır. Klirens terimi, bir dakikada herhangi bir maddeden temizlenen plazma miktarını ifade eder.
Glomeruler Fonksiyonu Gösteren Testler
GFH’nı Nasıl Ölçülür: Eğer bir madde filtre ediliyor ve sekrete edilmiyor ise glomerullardan filtre edilen miktar/dk = idrarla atılan miktar/dk. GFH = (idrar konsantrasyon) X (idrar hacmi)/plazma konsantrasyonu.
Plazmanın herhangi bir maddeden temizlenmesi glomerülün filtrasyon fonksiyonunun yeterli olması ile gerçekleşir. Klirens testlerinde değerlendirilecek olan maddelerde şu özellikler aranır; glomerülde filtre olabilecek moleküler ağırlığa sahip olmalıdır. Bu maddeler tubulüslerden sekrete edilmemeli ve yine tubulüslerden reabsorbe edilmemelidir (geri emilmemelidir). Proteine bağlanmamalıdır. Serum ve idrarda kolayca ölçülebilmeli ve toksik olmamalıdır.
GFH’nın Normal Değerleri
Yeni doğan 10 ml/dk/m2
2-8 haftalık 13.6-44.6 ml/dk/1.73m2
12-20 haftalık 124 ml/dk/1.73m2
>1 yaş 100-140 ml /dk/1.73.m2
>40 yaş Her 10 yılda 10-13 ml/dk /1.73 m2 azalır
Glomerular Filtrasyonu Etkileyen Faktörler: 1-Moleküler büyüklük; <7 KD kolay, >70 KD mümkün değil. 2-Yük; negatif yüklü moleküller filtrata geçemez. 3-İki arteriol arasındaki yüksek basınç.
Değerlendirilen maddeler ya organizmanın kendinde bulunan endojen maddelerdir (üre ve kreatinin gibi) veya organizmaya dışarıdan verilerek ölçümü yapılan eksojen maddelerdir (inülin, PAH, PSP gibi). En çok uygulanan klirens testleri, PAH, inülin, kreatinin ve üre klirens testleridirler.
Glomerüler Filtrasyonla İlgili Olanlar: 1-Eksojen klirensler (inülin); glomerüler filtrasyon hızının ölçülmesinde inülin klirens testi altın standarttır. 2- Endojen (üre, kreatinin) klirensler; Klirens testlerinden en kolay ve sık uygulananları üre ve kreatinin klirensleridirler.
Üre Klirensi: %90’ı glomerüler filtrasyonla tubullere geçer, burada önemli derecede absorbsiyona uğrar. GF’nin %40-70’ini yansıtır. Klirensi büyük ölçüde idrar üretim miktarına bağlıdır. İdrar miktarı azaldıkça daha fazla miktarda üre absorbsiyona uğrar, GF nu normal olsa bile klirens hızı önemli ölçüde azalır. Proteinden fakir diyette klirens düşer.
Üre Klirens Testi: Üre klirensi idrar miktarına bağlı olarak değişir. Atılan idrar miktarı 2 ml/dk’dan fazla ise üre klirensinin filtrasyon hızına oranı nisbeten sabit kalır. Bu durumda kan üresinin idrar üresine olan oranı da sabit kalır. İdrar miktarı 2 ml/dk’dan az olduğunda bu oran sabit olmayıp dakikadaki idrar hacminin karekökü ile orantılı olur. İdrar miktarının 2 ml/dk’dan fazla olduğu durumda yapılan teste maksimum üre klirens testi (Cmax), idrar miktarının 2 ml/dk’dan küçük olduğu durumlarda yapılan teste ise standart üre klirens testi adı verilir.
Maksimum klirens = (U/B) x V x (100/75)
Standart klirens = (U/B) x (karekök V) x (100/54)
Hastanın klirens değeri normal klirens değerlerinin yüzdesi olarak verilir. Yani bulunan klirens normal değere bölünür, 100 ile çarpılır. U = idrar üresi (mg/dl). B = kan üresi (mg/dl). V = idrar hacmi (ml/dk). Ortalama normal maksimum klirens değeri 75 ml/dk’dır. Ortalama normal standart klirens değeri ise 54’tür. Üre klirensinin normal değerleri Cm = maksimum klirens, 64-99 ml/dk veya %85-132. Cs = standart klirens, 40-68 ml/dk veya %74-126. Çok zayıf ve şişman kişilerle, çocuklarda elde edilen değerler 1.73/A faktörü ile çarpılmalıdır. A vücut yüzey alanıdır.
Örneğin, idrar hacmi 172 ml/saat = 2.87 ml/dk, İdrar üresi = %395 mg, Kan üresi = %12 mg ise; Cm = (395/12) x 2.87 = 94 ml/dk. 94 x 1.33 = %125 olarak bulunur. 1.33; maksimum klirens için ml/dk’yı %’ye çevirme faktörüdür. Standart klirens için çevirme faktörü ise 1.85’dir.
Kreatinin Klirensi: GFR’nin değerlendirilmesinde en sık kullanılan testtir. Kreatinin protein metabolizması sonucu ortaya çıkar. Kişinin kas kitlesi ile orantılı olup 0.5-1.5 gr/gün oluşur ve oldukça sabittir (20 mg/kg/gün). Diyetten, metabolizma hızından, egzersizden ve idrar akımından etkilenmez. Tamamen süzülür ama tubuler sekresyona uğrar. Bu test değişik şekillerde uygulanır; 1-Dışarıdan kreatinin verilerek yapılan eksojen kreatinin klirensi, 2-Organizmada bulunan kreatininden yararlanarak yapılan endojen kreatinin klirensi. Her iki şekilde de idrarda ve kandaki kreatinin miktarı ölçülerek klirens formülüne uygulanıp değerlendirilir. Uygulama kolaylığı yönünden biyokimya laboratuarlarında daha ziyade endojen kreatinin klirensi yapılmaktadır.
Endojen kreatinin klirensi testinin yapılışı esas olarak iki şekildedir.
Endojen Kreatinin Klirensi – 24 Saatlik İdrar İle Yapılan Kreatinin Klirensi Testi: Test yapılacak kişinin tam olarak 24 saatlik idrarı toplanır. Toplama sırasında idrar numunesi buzdolabında saklanır. Bu 24 saatlik süre içinde herhangi bir zamanda kan numunesi alınır. Hastanın aç olması gerekmez fakat sabah aç karna alınan kan tercih edilir. Toplanan idrardan ve kandan kreatinin ölçülür. 24 saatlik idrarın toplam hacminden bir dakikalık volümü hesaplanır. Bulunan değerler şu klirens formülüne uygulanır. Formül: Kreatinin klirensi = (U/B) x V. U; idrardaki kreatinin konsantrasyonu (mg/dl). B; plazma veya serumdaki kreatinin konsantrasyonu (mg/dl). V; ml cinsinden 1 dakikada çıkan idrar miktarı (ml/dk). Formüle uygulanarak bulunan değer ml/dk olarak ifade edilir. Eğer klirens testi yapılan kişi çocuk ise veya boy uzunluğu 150 cm’nin altında olan bir erişkin ise veya kişi aşırı kilolu gözüküyorsa, nomogramlardan veya aşağıdaki formülden kişinin vücut yüzeyi bulunur. Bulunan vücut yüzeyinden olduğu gibi düzeltme faktörü bulunur. Formüldeki yerine konarak sonuç hesaplanır. Düzeltme faktörü = 1.73/A. A = metrekare olarak vücut yüzeyi. Değerlendirme: Normal değer kadında 72-110 ml/dk/1.73 m2 ve erkekte 94-140 ml/dk/1.73 m2 şeklindedir. Bozukluklar; 62.5-80 ml/dk/1.73 m2 sınırda, 52-63 ml/dk/1.73 m2 hafif, 42-52 ml/dk/1.73 m2 ılımlı, 28-42 ml/dk/1.73 m2 orta, <28 ml/dk/1.73 m2 anlamlı.
Endojen Kreatinin Klirensi – 2 Saatlik İdrar İle Yapılan Kreatinin Klirensi Testi: Hasta veya laboratuar yönünden 24 saatlik idrar biriktirmenin zor olduğu durumlarda, 2 saatlik idrar numunesi ile test yapılır. Ancak mümkün olduğu kadar, 24 saatlik idrar toplanması tercih edilmelidir. 2 saatlik test şöyle yapılır; kişiye 2-3 bardak su (200-300 ml kadar) içirilir ve mesanesi boşaltılır (bu idrar atılır). Mesaneyi boşalttığı zaman tespit edilir ve tam bir saat sonra tekrar mesane boşalttırılır. Bu idrar atılmaz biriktirilir ve damardan kan örneği alınır. Elde edilen idrar birinci saatlik idrardır. Hastaya tekrar 200-300 ml su içirilir. Yine tam bir saat sonra mesane tekrar boşaltılarak idrar toplanır, bu da ikinci saatlik idrar numunesidir. Bu iki saatlik idrar hacminden dakikadaki idrar hacmi bulunur (bulunan toplam idrar hacmi 120 dakikaya bölünür). İdrar ve kan örneğinden kreatinin ölçümleri yapılır. Elde edilen değerler aynen 24 saatlik kreatinin klirensi formülüne uygulanarak klirens değeri bulunur. Bu testin normal değeri 24 saatlik testte olduğu gibidir.
Kreatinin Klirensi Kullanımının Kısıtlı Olduğu Durumlar: 1-24 saat idrar toplama güçlüğü. 2-Böbrek yetmezliği olan hastalar; akut böbrek yetmezliğinin başlangıç ve iyileşme dönemi, düşük GFH’da keatininin tubuler sekresyonu artar ve GFH yüksek çıkar. Simetidin; kreatinin tubuler sekresyonu inhibe olur. İdrar kreatinin atılımı diürnal varyasyon gösterir. Kreatinin atılımı yaş ile değişir. Atılım = 15.4 + (0.46 x Yaş) = mg/kg/gün.
Renal hastalıkta diyet modifikasyonu Diyabetik böbrek hastalığı, KBY, böbrek transplantlı hasta
Cockroft-Goult Yaşlı hastalarda
Kreatinin klirensi Gebelikte, yaşlı ve vücut kitlesi yüksek olanlarda, malnütrisyon, iskelet kas hastalıklarında, vejeteryan diyette
Serum kreatinin; asemptomatik kişilerin taranmasında GFH’nın incelenmesinde yararlı bir göstergedir. Sabit bir kreatinin metabolizması vardır. Kreatinin 1 mg/dL iken GFH normal, 2 iken %50, 4 iken %25 şeklindedir. GFH = 1/plazma kreatinin.
İnülin Klirensi: Glomerüler filtrasyon hızının ölçülmesinde inülin klirens testi kullanılır. Fruktoz polisakkaritidir. Memelilerde üretilmez ve organizmada metabolize olmaz. Kompleks prosedüre sahiptir. Tek bir doz verilir ve seri kan örneği alınır. Mesane kateterizasyonu ve sürekli IV infüzyon gerektirdiğinden zahmetlidir. Gold standart testtir. GF hızının kesin göstergesidir çünkü intravenöz inülin sadece glomerulustan süzülür ve nefronun geri kalan kısımları tarafından ne geri emilir ne de sekrete edilir. Tam olarak glomerül filtrasyon miktarının bilinmesi gerekli hallerde kullanılır. Yani inülin klirens değeri, aynı zamanda bir dakikada glomerüllerden süzülen filtrat miktarına eşit olmaktadır. Çünkü glomerül filtrata geçen inülin miktarı, tubuluslar tarafından herhangi bir değişikliğe uğratılmamaktadır. Dolayısı ile birim zaman içinde teşekkül eden glomerül filtrat miktarı, aynı zaman içinde maddeden temizlenen plazma miktarına eşit olmaktadır. İnülin klirensin normal değeri aynı zamanda glomerül filtrasyon hızı olan dakikada 120 ml’dir. Hastaya hariçten inülin vermek gerektiğinden biraz zahmetlidir. Bundan dolayı genellikle kreatinin klirens, inülin klirense tercih edilir. GFR şu şekilde hesaplanır: GFR = (U-inülin/B-inülin) x V.
GFR Hesabı Ne Zaman Yanıltıcıdır?: Böbrek fonksiyonlarında akut değişiklikler olduğunda, diyaliz hastalarında, GFH >60ml/dk, 18 yaş altında ve 60 yaş üstü (renal hastalıkta diyet modifikasyonu), etnik özellikler (asya, aborjin vb) (renal hastalıkta diyet modifikasyonu), vejetaryan diyet, aşırı vücut kitlesi (C-G), yüksek protein alınımı, kreatin alınımı, iskelet kas hastalıkları, parapleji, yüksek kas kitlesi, şiddetli karaciğer hastalığı olanlarda.
Tubuler Fonksiyonu Gösteren
Konsantrasyon Testi: Bu test, belli bir süre içinde susuz besinle beslenen organizmada böbreğin idrarı yoğunlaştırma yeteneğini ölçmekten ibarettir. Hastaya testin yapılmasından bir gün önce, saat 18.00’den sonra yemek ve içecek verilmez. Testin yapılacağı gün sabah saat 7’de mesane boşaltılır ve çıkarılan idrar atılır. Sabah saat sekizde mesane tekrar boşaltılır ve bu örneğin dansitesi veya osmolalitesi ölçülür. Dansite 1.022’den, osmolalite 850 mOsm/kg’dan büyük olmalıdır. Dansite bu değerden küçük ise saat dokuzda tekrar bir idrar alınır ve dansite bakılır. Testin yorumu: ölçülen maksimum dansitenin 1.022’den küçük veya osmolalitenin 850 mOsm/kg’dan küçük olması, böbreklerin konsantre etme yeteneğinin bozulduğunu gösterir. İdrar osmolalitesinin serum osmolalitesine oranı sağlıklı kişilerde 1.0-3.0 arasındadır. Konsantrasyon testinden sonra bu oran 3’ten fazla olmalıdır. Daha düşük değerler renal tübüler yetmezliği gösterir. Serum osmolalitesi = 2 x (Na + K) + (Serum glukoz/18). İdrarda glukoz varsa dansite yüksek çıkar. Bu durumda idrarda üre tayini daha faydalıdır. Üre miktarı 2gr/dl’den fazla olması renal fonksiyonun iyi olduğunu gösterir.
Dilüsyon Testi (Su Yükleme Testi): Bu test, belli bir süre içinde bol miktarda sıvı verilen organizmada böbreğin dilüe idrar çıkarma yeteneğini ölçmek için yapılır. Dilüsyon yeteneğinin kaybı, konsantrasyon yeteneğinden sonra olur. Konsantrasyon test yapıldıktan iki üç gün sonra yapılmalıdır. Testin yapılacağı günden bir gün önceki gece, saat 20.00 den itibaren hastaya yiyecek, içecek ve ilaç verilmez. Hasta deney boyunca mutlaka istirahatta olmalıdır. Sabah saat 8’de idrar alınır ve dansitesi ölçülür. Bundan sonra hastaya 1-1,5 litre su içirilir (çocuklara biraz daha az verilir). Bu miktardaki su 5-10 dakika içinde içirilmelidir. Bundan sonra her yarım saatte bir idrar örnekleri alınır. İdrar toplamaya dört saate kadar devam edilir. Test boyunca hasta mutlak istirahatte olmalı. Testin yorumu: sağlıklı kişilerde dört saat içinde idrarın dansitesi 1.002, hatta 1.001’e kadar düşer. Böbrek yetmezliğinde idrar bu derecede seyreltilemez. 1.010 civarında sabit kalması ileri derecede böbrek yetmezliği gösterir. Dilüsyon testi için hastada kalp yetmezliği, hipertansiyon v.b olmaması gerekir. Test esnasında ve bir gün önceden itibaren hasta herhangi bir ilaç almamalıdır (dansiteyi arttırırlar).
Tubuler Fonksiyonu Gösteren – Fenol Kırmızısı [Fenolsülfoftalein (P.S.P)] Testi: Fenolsülfoftalein denilen boya intravenöz verilince sadece tübülüslerden itrah edilmektedir. Bu özelliği dolayısı ile böbrek tübüler fonksiyon testlerinde kullanılmaktadır. IM fenol kırmızısı verildikten sonra 70 dk içinde çıkabilen idrar elde edilerek bu idrarlarda boya tayin edilir. Testin yorumu: normalde 70 dakikanın sonunda boya itrah oranı %65’ten fazladır. %45’ten düşük değerler böbrek yetmezliğini gösterirler.
İdrar Anyon Açığı: Plazma Anyon açığı normal ve metabolik asidozu olan hastaların değerlendirilmesinde önemlidir. Amonyum düzeylerini dolaylı yoldan yansıtır. pH >6.5 > (Na + K) – Cl- HCO3. pH <6.5 (Na +K) – Cl. N = 0- (-35).
Hem Glomerül Hem De Tubuler Fonksiyonu Gösteren Testler
Böbrek plazma akımının ölçülmesidir (RPF).
Para Amino Hippürik Asit (PAH) Testi: PAH, fenol kırmızısı gibi maddeler böbrekten bir kez geçişte çok yüksek oranda atılırlar. PAH, hem glomerüllerden, hem de tubullerden salgılanır. Renal arterlerden kardiyak outputun 1/4’ü geçer. Kanın böbreklerden bir defada geçişinde, bir madde böbrekler tarafından alınıp tamamen atılıyorsa klirensi renal kan akımına eşittir. PAH’ın %90’ı böbrekten bir geçişte atılır ve periferik dokulardan alınmaz. PAH klirensi, tubuler fonksiyonun normal olduğu bilindiğinde total renal plazma akışını tesbit etmeğe de yarar. PAH klirensi ile tesbit edilen renal plazma akışı yaklaşık 574 ml/ dk 1.73 metrekaredir.
Beta2 Mikroglobulin: Renal ekskretuvar fonksiyonunun hassas bir göstergesi olarak kullanılmaktadır. 11000 Da molekül ağırlığındadır. Glomerüllerden süzülür, proksimal tüplerden geri emilime uğrar ve tubuler epitel hücrelerinde yıkıma uğrar. İdrarda β2 mikroglobulin artışı, tubuler reabsorbsiyonun azaldığını ve tubuler hasarı gösterir. Serumda β2 mikroglobulin artışı; hemodializ hastalarında, kronik böbrek hastalıklarında ve transplantasyon sonrası böbrek fonksiyonlarının değerlendirilmesinde kullanılır.
Sistatin C: Sistein proteaz inhibitörüdür. 13.000 Da molekül ağırlığındadır. Tüm çekirdekli hücrelerce üretilir. Dolaşımdaki düzeyinin sabit olması (diyet, birçok patolojik değişikliklerden etkilenmemesi), glomerüllerden serbestçe süzülmesi, dolaşımdan sadece glomeruler filtrasyon ile uzaklaştırılması, proksimal tubuler hücrelerde hemen hemen tamamen katabolizasyonu, otomatize analizlerde ölçülebilmesi, serum konsantrasyonunun yorumu için detaylı demografik bilgiye gerek olmaması, interferanstan az etkilenmesi nedeniyle renal hastalıkların tanısında ve izleminde kullanılan duyarlı bir glomerüler filtrasyon hız belirteci olarak gündemdedir. Glomerullardan filtre edilir. GFH ile kuvvetli negatif korelasyon gösterir. Yetişkin düzey; 0.54- 1.55 mg/dL.
Beta-Trace Protein: Prostaglandin D sentaz. 23-29 KDa. Çocuklarda, diyabet ve çeşitli böbrek hastalıklarında GFH ölçmede, böbrek transplantlı hastalarda GFH ölçmede alternatif belirteç.
Proteinüri: Normal idrar protein içeriği; albumin %30, globulin %30, tamm-horsfall protein %40. Normal albumin atılımı <20 mg/gün, normal protein atılımı <150 mg/gün.
Glomerular Protein>2.5 -3g/gün En sık neden glomerular geçirgenlikte artış
Tubuler Protein<2.5- 3g/gün Proksimal tubuler hasar, düşük molekül ağırlıklı proteinler
Aşırı yük Özel proteinlerin aşırı üretimi, multipli miyelom, miyelomonositik lösemi
İdrar Strip Ve Proteinüri
Yanlış pozitif Konsantre idrar, Alkali idrar, Kanlı idrar, Radyokontrast uygulanması
Yanlış negatif Dilue idrar, Hafif proteinüri (mikroalbuminüri), Pozitif yüklü proteinler (hafif zincir)
>0.02 Renal hematüri
>0.03 Selektif glomeruler proteinüri
Non-selektif glomerular proteinüri
sCRP/i CRP >1.0
<1.0 Bakteriyel infeksiyon
Alb+IgG+a1-mikroglobulin/total protein >0.6
<0.6 Renal proteinüri
Bence Jones proteinüri
Dikkat: Proteinuri 300-500mg/gün olmadıkça strip ile gösterilemez. 24 saatlik idrar toplanması mikroalbuminürinin tespiti için altın standarttır. Proteinürinin tespiti ve takibi için spot idrar örnekleri kullanılabilir. Mikroalbumin tayini için ideal olan erken sabah idrarıdır.
Sonuç olarak; böbrek hastalığı olan bireylerin değerlendirilmesinde, protein olmayan azotlu bileşiklerin dolaşımdaki düzeylerinin saptanması, nefron işlevleri açısından glomerular filtrasyonun değerlendirilmesi, belirli endojen ve ekzojen bileşiklerin salgılanma hızının değerlendirilmesi, idrarın yoğunlaştırılması yeteneği ile ilgili olarak böbreğin su ve elektrolitler için geri emilim kapasitesinin araştırılması için böbrek fonksiyon testleri yapılabilir.
Böbrek hastalıkları tüm dünyada önemli bir sağlık problemidir. Ülkemizde ve dünyada KBY’nin en yaygın nedeni diyabetes mellitustur. KBY’de azalmış GFH gelecekteki kardiyovasküler olayların gelişiminde ve total mortalitede önemli bir risk faktörüdür.
Büyüme faktörleri (BF) bölgesel etki oluşturan protein yapıda moleküllerdir. Son yılların en önemli buluşlarından biridir. Bu güne kadar 20’ye yakın büyüme faktörü bulunmuştur. Primer etkileri hücrelerin çoğalması ve /veya farklılaşması üzerinedir. BF’lerinin bazıları belirli hücre tiplerine etki ederken bazıları ise çok farklı hücre tipleri üzerine etki oluşturur. Büyüme faktörleri hücreler arasındaki iletişim konusunda yeni görüşlerin ortaya atılmasına neden olmuştur. Birçok hastalığın tedavisinde ümit olmaktadır. Özellikle sinir yaralanmaları olmak üzere bir çok yaralanmalarda ve cücelik tedavisinde kullanılması gündemdedir. Yaşlanma olayı çözümlenecek ve belki yavaşlatılacak, kanser için bazı çözümlere ulaşılabilecektir. BF hücre bölünmesinde ve doku proliferasyonun da önemli rol oynar. BF hücre bölünme fazlarını regüle eder.
G0’dan G1 geçişi kontrol eden BF; epidermal growth factor (EGF), nerve growth factor (NGF), fibroblast growth factor (FGF), platelet-derived growth factor (PDGF). G1’den S geçişi regüle eden BF; insulin-like growth factor (IGF1). Bu BF karşı antagonist etki gösterenler; transforming growth factor-beta (TGF-beta), tumor necrosis factor (TNF).
Büyüme Faktörleri Etki Mekanizmaları: BF bazıları hücre yüzeyinde bulunan ve BF için spesifik olan reseptörleri veya sitoplazmik kısmı tirozin kinaz aktivitesi gösteren hormon hücre yüzey reseptörlerini kullanarak etki oluştururlar. BF reseptörlerine bağlanıp onların aktifleşmesini sağlarlar. Aktifleşen reseptör hücre içindeki sinyal iletici molekülleri aktifleştirir. Bu moleküllerin aracılık ettiği MAPK, fosfotidilinozitol, PKA, PKB yolları aracılığı ile etkilerini oluştururlar. Bazı BF ise hücre içi sinyal ileticileri (Ras gibi) kullanırlar. Bazı BF ise nükleer transkripsiyon faktörleri üzerinden etki oluştururlar. BF sentezi protoonkogenler tarafından kontrol edilmektedir.
Insulın Like Growth Factors (IGF): İnsülin benzeri büyüme faktörleri. İki tane IGF vardır; IGF I ve IGF II. Her ikisi de yapı olarak insüline benzer. Bunlar insüline benzer metabolik ve büyümeye katkıda bulunan etkilere sahiptir. IGF I, somatomedin C, hücrelerin büyümesinin ve farklılaşmasının majör regülatörlerinden birisidir. Özellikle, çocukluk dönemindeki büyümede ve erişkinlerde anabolik etkilerden sorumludur. IGF II’nin fizyolojik rolü bilinmemekle birlikte fetal gelişimdeki dominant IGF olduğu kabul ediliyor. IGF I’in sentezi GH’na bağlıdır ve çoğunlukla karaciğerde gerçekleşir. IGF-I’in sentezi GH, beslenme durumu, yaş ve insülin tarafından regüle edilir. En önemli sentez yerleri; karaciğer, böbrek, yağ, kemik ve kas dokusudur. Karaciğer dışında bir çok hücre tarafından da IGF I üretilir fakat dolaşıma katılmazlar ve etkileri lokaldir. Dolaşımdaki IGF konsantrasyonu insülin konsantrasyonundan 1000 kat daha fazladır. IGF’ler en az beş spesifik bağlayıcı protein ailesi tarafından taşınırlar. IGF’lerin %10’dan azı serbest halde bulunur. Bunların tersine insülin herhangi bir taşıyıcı proteinle bağlı değildir. Serbest haldedir. IGF’ler kendi spesifik reseptörleri veya insülin resepörleri aracılığı ile etkilerini gösterirler. IGF I reseptörü biyokimyasal özellikler ve yapı itibari ile insülin reseptörüyle yakından ilişkilidir.
Insulın Like Growth Factors (IGF) (Devam): IGF II reseptörü tamamen farklıdır ve tirozin kinaz aktivitesi yoktur. IGF II reseptörünün fizyolojik önemi bilinmemektedir. IGF I reseptörü IGF I ve II ye yüksek afiniteye sahip olmasına rağmen insülin için düşük afiniteye sahiptir. IGF II reseptörü IGF II’ye yüksek, IGF I’e düşük afinite gösterir iken insüline karşı hiç ilgisi yoktur. İnsülin reseptörü IGF’ler için düşük afiniteye sahiptir. IGF’lerin normal karbohidrat metabolizmasında ki önemleri bilinmemektedir. Aşırı kullanımları hipoglisemiye neden olur. IGF I’in eksikliği Dwarfizm ile sonuçlanır. IGF’ler, özellikle IGF II, pankreas dışı tümörlerde aşırı üretildiği zaman açlık hipoglisemisi görülür. Tümör ektraktında IGF II mRNA ve kanda IGF II proteininin yüksek seviyeleri IGF II’ nın adacık dışı hücrelerin neden olduğu hipogliseminin humaral mediatörü olduğu iddasına yol açmaktadır. Plazma IGF I konsantrasyonunun ölçümü GH eksikliğinin, fazlalığının ve besin desteğine cevabın takibinin değerlendirilmesinde faydalı olabileceği düşünülmektedir. IGF-1 AKT sinyal yolunda en önemli doğal aktivatörlerdendir. Hücre büyümesinin ve proliferasyonun stimülasyonu ve apotozisin inhibitörüdür. IGF-2 özellikle gestasyon ve menstrual siklus sırasında önemlidir.
Nerve Growth Factor (Ngf) (Sinir Büyüme Faktörü): NGF 121 aminoasit (aa) rezidüsünden oluşan zincir içi üç disülfit bağı içeren nonglikolize homodimerik polipeptitdir. Dimerin ayrışması monomerlerin aktifleşmesi ile sonuçlanır. NGF hem sinir hemde sinir dışı dokulara etkilemektedir. Sinir sisteminde; sempatik, duyu ve kolinerjik nöronlarla Schwan hücrelerine etkiler. Empatik ve duyu nöronlarının yaşamını sürdürmek için önemlidir. NGF yokluğunda bu hücreler apoptozise gider. İmmun sistemin modulasyonunda rol alır. Nötrofiller, bazofiller, monositler ve lenfositler üzerine etkiye sahiptir. NGF’den başka NGF ile ilişkili üç tane molekül tanımlanmıştır; beyinden köken alan nörotropik faktör (BDNF), nörotropin-3 (NT-3), nörotropin-4/5 (NT-4/5). NGF parasempatik nöronları etkilemez iken diğer üçü her iki nöron tipine de etki eder. NGF için iki farklı reseptör tanımlanmıştır. 140 kDa’luk yüksek/düşük afiniteli reseptör ve 75 kDa’luk düşük afiniteli reseptör. NGF, SSS ve diğer dokular üzerinde önemli ekilere sahiptir. Sinir sisteminde; sempatik nöronlar ve duyu gelişiminde hücre ölümünü bloklar, yetişkin adrenal kromafin hücrelerinin farklılaşmasını ve çoğalmasını indükler. Diğer dokularda; immun sistem ve hematopoesiste önemli rol oynar. Nötrofiller için kemotaktik olduğu rapor edilmiştir. Nötrofil fagositik aktivitesini iki kat artırır. Monositlerde solunumsal patlamayı tetikler. Humaral immunitede de önemli rol oynar. B hücre farklılaşmasını indükler. IgM, IgA ve IgG4 sentezine katkıda bulunur. NGF’nin Alzheimer hastalığında kullanılabileceği öne sürülmektedir. NGF’nin hayvan modellerinde nöronal djenerasyonu azaltığı gösterilmiştir. Ratlarda periferal sinir reejenerasyonunu hızlandırdığna dair kanıtlar vardır. Antioksidant, anjiogenik, iştah azaltıcı etkileride bildirilmiştir. Yara iyileşmesini hızlandırıcı etkisi nedenyle deri ve korneal ülserlerde kullanılabileceğide gösterilmiştir.
Epidermal Growth Factor Family (EGF): Epidermal büyüme faktörü ailesi. EGF önce prepolipeptit şeklinde sentezlenir. Daha sonra 53 aminoasitlik olgun EGF’ye dönüşür. Protein kinaz aktivitesine sahip bir reseptörü vardır (EGFR). EGF hemen hemen bütün vücut sıvılarında bulunmaktadır. Doku konsantrasyonu genellikle düşüktür. EGF büyük bir ailenin üyesidir. Bu ailenin üyeleri, benzer yapıya ve fonksiyona sahiptirler. Bu ailenin üyeleri şunlardır; heparin-binding EGF-like growth factor (HB-EGF), transforming growth factor-alfa (TGF-alfa), amphiregulin (AR), epiregulin (EPR), epigen, betacellulin (BTC), neuregulin-1 (NRG1), neuregulin-2 (NRG2), neuregulin-3 (NRG3), neuregulin-4 (NRG4). EGF önce prepolipeptit şeklinde sentezlenir. Daha sonra 53 aminoasitlik olgun EGF’ye dönüşür. EGF hemen hemen bütün vücut sıvılarında bulunmaktadır. Doku konsantrasyonu genellikle düşüktür. Protein kinaz aktivitesine sahip bir reseptörü vardır (EGFR) Tükrük, prostat ve seminal sıvı ve idrar gibi vücut sıvılarında yüksek konsantrasyonda bulunmaktadır. Tümör gelişimi ve EGFR mutasyonu arasında tam açıklanamayan bir korelasyon vardır. EGF mezankimal ve epitelial hücrelerin farklılaşmasını ve çoğalmasını aktive etme kapasitesin sahiptir. Anjıogenezisi aktive eder. Gastrik asit salgısını inhibe eder. Yara iyileşmesi tedavisinde kullanılabileceği rapor edilmiştir. Büyüme ile ilgili ileti yolunda çekirdek protoonkogenlerini uyarır, nükleer proteinlerin sentezleri sağlanır. EGF, yüksek affinite ile hücre yüzeyindeki reseptörüne bağlanır ve tirozin kinaz aktivitesini stimüle eder. Hücre içi Ca seviyeleri artar, glikoliz ve protein sentezi artar, spesifik genlerin ekspresyonları ile DNA sentezi ve hücre proliferasyonu uyarılır. Büyüme ile ilgili ileti yolunda protoonkogenleri uyarır, nükleer proteinlerin sentezi sağlanır.
Fibroblast Growth Factors (FGFs): Fibroblast büyüme faktörleri. FGFs, hücre çoğalması, farklılaşmasının potent regülatörleri olan polipeptit ailesinin bir üyesidir. FGFs’ler heparine bağlanır. Anjiogenezis, yara iyileşmesi, embriyogenezde önemlidir. FGFs için en az beş reseptör tanımlanmıştır. Membran reseptörlerinin temel yapısı; üç immunglobulin benzeri yapı içeren ektrasellüler kısım, transmembran kısım ve tirozin kinaz aktivitesine sahip sitozolik kısım içerir. Anjiogenezisi uyarır. Yara iyileşmesinde katkıda bulunur. Anjiogenezisi EGF ve PDGF’den daha kuvvetli olarak uyarmaktadır. FGFs, hücre proliferasyonu, farklılaşması ve fonksiyonunun potent regülatörleri olan polipeptit ailesinin bir üyesidir. Bu proteinler yara iyileşmesi ve tamirinde, dokuların korunmasında ve normal gelişimde önemli rol oynar. Meso-ecto ve endodermal orjinli hücreler üzerine etki ederler. Proliferasyon, migrasyon ve fonksiyonda değişikliklere neden olurlar. Bu faktörler FGF1-FGF9 içerir. Her bir faktör için değişik isimlendirme yapılmıştır. FGF1 için asidik, FGF2 için bazik şeklinde isimlendirme yapılmıştır. FGF3-FGF6 arasındaki dört tanesi onkogen olarak bilinir. FGF-7, keratinosit büyüme faktörüdir (KGF). FGF-8, androjen-induced growth factor (AIGF). FGF-9, glia-activiting factor (GAF). FGF1 ve FGF2 nin molekül ağırlığı ve biyolojik aktiviteleri benzerdir ve aa dizilerinin yaklaşık %55’i tanımlanmıştır. FGF2 hipofiz, adrenal korteks, corpus luteum ve plasenta dokusundan izole edilmiştir. FGF1 beyin, retina, kemik iliği ve osteosarkomlarda bulunmuştur. FGFs’ler heparine bağlanır.
Transforme Edici Büyüme Faktörü-Beta (TGF-Beta): İlk olarak tümör hücre kültürlerinden izole edilmiştir. TGF- b ailesi 100 den fazla farklı protein içermektedir. Bunlar serin/treonin kinaz aktivitesi gösteren reseptörler ile etki oluştururlar. Epitel, myeloid ve lenfoid hücrelerin büyümelerini engellerler. Endotel hücreleri, makrofajlar, T ve B lenfositlerin proliferasyonunu inhibe ederler. TGF-beta hücre adezyon proteinlerinin, kemik ve ekstrasellüler matriks sentezini artırırlar. TGF-beta ailesinin bazı üyeleri embriyonik dönemde mezodermal farklılaşmayı uyarmaktadır.
Transforme Edici Büyüme Faktörü-Alfa (TGF-Alfa): Bu da ilk kez bazı tümör hücrelerinde saptanmıştır. Kendi reseptörü dışında EGF reseptörlerine de bağlanır. Karsinomalar dışında aktive olmuş makrofajlar ve keratinositler tarafından da salgılanmaktadır. Normal hücre topuluğunda potent keratinosit büyüme faktörüdür.
Trombositten Türeyen Büyüme faktörü (PDGF): İki farklı polipeptit zincirine (A ve B) sahiptir. Bu nedenle homo veya heterodimer şeklinde bulunabilir. Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörü bulunmaktadır. Potent fibroblast proliferasyonu uyarıcısıdır. Trombositlerin alfa granüllerinde bulunur ve doku hasarında sonra makrofajların hasarlı bölgeye göçünde etkili olur. Ayrıca dolaşımdaki immun hücrelerden, glomerül hücrelerinden ve düz kas hücrelerinden de salgılanır. Ateroskleroz ve koroner kalp hastalığı patogenezinde önemli rol oynadığı düşünülmektedir. Mezangiyal hücreler için çok potent bir mitogendir. Ayrıca birçok mitogen faktörü de uyarması proliferatif etkisi ile birlikte otokrin etkisini de göstermektedir.
Vasküler Endotel Büyüme Faktörü (VEGF): 1980’lerde keşfedilen VEGF özellikle endotel hücreleri için özgül etkilere sahip, multifonksiyonel bir büyüme faktörü ailesidir. Altı üyesi vardır; VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, VEGF-E ve plasenta büyüme faktörü. VEGF-A; Human-VEGF olarak da isimlendirilir, hatta bazen VEGF olarak da adlandırılır. VEGF-A’nın bilinen altı adet izoformu vardır; VEGF121, VEGF145, VEGF165, VEGF183, VEGF189 ve VEGF206. Bu izoformlardan VEGF121 hariç, hepsi heparine bağlanır. VEGF-B, vasküler endotel büyüme faktörü reseptörü-1’e bağlanarak monositlerin aktivasyonu ve farklılaşmasında rol alır. VEGF-C ve D lenfanjiogenezde rol oynar. VEGF-E’nin amino asit dizilimi ise VEGF-A ile %25 oranında aynıdır. Endotel hücrelerinin proliferasyonunu sağlar ve kan damarlarının geçirgenliğini arttırır. Endotel hücresi proliferasyonu, migrasyonu ve differensiasyonuna neden olur.
Vasküler Endotel Büyüme Faktörü (VEGF) (Devam): VEGF, hem gelişim sırasında, hem de yetişkinde vaskülogenez ve anjiogenez için gereklidir. Bu BF, özellikle damar oluşumunda kritik rol oynarken, endotel hücre fonksiyonları içinde gerekli olduğu görülmüştür. Vücutta hem fizyolojik olaylarda, hem de tümör büyümesi ve yayılmasını da içeren patolojik bir çok hastalığın etiyolojisinde yer alır. VEGF vücutta birçok farklı hücrede sentezlenir; ovaryum follikülleri, korpus luteum, akciğer alveolar hücreleri, renal glomerül visseral epitel hücreleri, böbrek proksimal tübül hücreleri, adrenal korteksin tüm hücreleri, Leydig hücreleri, aktive makrofajlar, arteriolleri çevreleyen fibroblastlar, bronşiyal ve koroid pleksus epitel hücreleri, hepatositler. VEGF yapımı trombosit kaynaklı büyüme faktörü, keratinosit büyüme faktörü, EGF, TNF-alfa, TGF-beta-1 ve interlökin-beta-1 gibi çeşitli faktörler tarafından başlatılır. Bunların arasında hipoksi VEGF ve reseptörlerinin yapımını indükleyen en etkili stimuluslardan biridir.
Bazı Büyüme Faktörleri Ve Özellikleri
Büyüme Faktörü Kaynaklandığı Hücre/Doku Başlıca Etkisi
IGF-I Karaciğer Bir çok hücrenin çoğalması
IGF-II Çeşitli hücreler Özellikle fetal orjinli bir çok hücrenin çoğalması
PDGF Trombosit, endotel hücresi, plesanta Bağ dokusu, glial ve düz kas hücrelerinin proliferasyonu
EGF Submaksillar ve brunner bezleri Mesenşimal, glial ve epitelial hücre çoğalması
FGF Çok değişik hücre tipleri Bir çok hücrenin proliferasyonunu uyarırken bazı kök hücreleri inhibe eder
TGF-alfa Transforme olmuş hücreler Yara iyileşmesi
TGF- beta Aktive olmuş T helper ve natural killer (NK) hücreler Anti-inflamatuar (sitokin üretimin baskılar) etki, makrofaj ve lenfosit çoğalmasının inhibisyonu
Büyüme: Büyüme, doku yada organizmada boyutun artışıdır. Hücre boyutunda artış (hipertrofi), hücre sayısında artış (hiperplazi) ve hücreler etrafındaki ekstrasellüler matrikste artış görülür. Bazı hormonlar özel hedef dokuların büyümesini etkiler; FSH (over), ACTH (adrenal), östrojen (meme, uterus), TSH (tiroid), testosterone (prostat).
Growth Hormon (GH; Somatotropin): Vücuttaki büyümeyi düzenleyen başlıca hormondur (GH; somatotropin). Etkileri; iskelet büyümesini artırır, kas büyümesini arttırır, aminoasit alımını ve protein sentezini attırır, lipidlerin enerji için kullanımlarını arttırır, karbohidratların depolanmasını azaltır.
Pituiter Cücelik: Pitüiter bezden GH salınımının bozulması ya da GH reseptöründe etkisizlik (ekspresyon ve diğer) sonucu gelişir. Vücut gelişimi oransal olarak geri kalır. Yaşlanma; bazı bulgular GH tedavisinin yaş ile ilgili bazı bulguların (kas kaybı, yağ kitle arışı) tedavisinde kullanılabileceğini vurgulamaktadır.
Growth Hormon Yapısı, Kaynağı, Salınımı: GH 191 aa içermektedir. GH anterior pitüiter bezin somatotroph hücreleri tarafından üretilmektedir. GH salınımı, pulsatildir. Gün boyu düşük seviyelerdedir. Uykuda artar. Pubertede salınımı artar. Salınımı 2 hipotalamik faktör tarafından belirlenir; GHRH ve somatostatin. GHRH, Gs protein aracılığı ile, cyclic AMP-bağımlı protein kinaz A aktivitesini artırır. Artan PKA aktivitesi, transkripsiyon faktörlerinin salınımına ve aktiflenmesine neden olur. GH sentez ve salınımı artar. Somatostatin Gi protein aracılığı ile cAMP seviyelerini azaltır. Azalan PKA aktivitesi, salınımı azaltır. Somatostatin salınımı yalnızca hipotalamik nöroendokrin hücrelerden gerçekleşmez. GH salınımı uykunun derin uyku (nonREM) döneminde artar. REM döneminde ise azalır. GH salınımı stres ve egzersiz ile artar. GH salınımı, artan glukoz seviyeleri ile azalır. Bazı aa’ler salınımı uyarır (arginin). Başlıca salınımı, hipotalamik ve hipofizer negatif feedback iledir. GH ya da IGF seviyelerinin artışı GHRH salınımını inhibe ve somatostatin salınımını stimule eder.
Growth Hormon Reseptörü: Growth hormon intraselüler tyrosine kinase (JAK-2) aktivitesi olan resptöre bağlanır. GH reseptöre bağlandığında, hücre içi pekçok substratın fosforilasyonuna sebep olur. Bu bazı yolakları aktifler; insulin responsive substrates, MAP kinaz, fosfolipaz C/IP3/PKC, fos/jun (AP-1) indüksiyonu ve myc ekspresyonu. Yaklaşık %50 oranında GH Growth Hormone-Binding Protein’e (GHBP) bağlı olarak bulunur. GHBP GH yarılanma ömrünü uzatır ancak biyolojik aktivitesini azaltır. GHBP GH reseptörünün ligand bağlayan kısmına yapısal olarak benzer.
Somatomedinlerin GH Etkilerindeki Rolleri – GH/IGF Aksis: GH nun iskelet vee kas dokusundaki etkileri somatomedin, veya insulin-like growth factors (IGF-1 ve IGF-2) aracılığı iledir. GH karaciğerde ve bazı dokularda IGFs yapımını arttırır. IGFs dolaşıma geçer ve büyümeyi gerçekleştirecekleri hedef organlara ulaşırlar.
GH Knockout Faresi: GH gen knockout hayvanlarda normal fetal büyüme ve normal doğum ağırlığı için gereklidir. Ancak doğumdan sonra büyüme bozulur. IGF1 knockout hayvanlarda hem doğum öncesi hemde doğum sonrası büyüme etkilenmektedir. IGF2 knockout hayvanlarda fetal büyüme etkilenir, doğum sonrası etkiler açık değildir. Fetal gelişmede IGF-I ve IGF-II nin GH aracılığı ile düzenlenmediği söylenebilir.
Büyümeyi Düzenleyen Diğer Etkenler: Östrogen ve androgenler iskelet ve kas büyümesini stimule ederler. Östrogenler ve androgenler osteoklastik aktiviteyi inhibe ederler. Androgenler kas dokusunda boyutları arttırırlar (anabolik steroidler). Östrogen ve androjenler GH salınımını arttırırlar. Vitamin D ve PTH kemik gelişmesinde önemlidir. GH sentezi ve etkisi için tiroid hormonları gereklidir. GH genindeki TRE (GH sentezi); T3 GH reseptör ekspresyonunu arttırır.
Büyüme büyük oranda genetik faktörlerden de etkilenmektedir.
Hekzokinaz: Hekzokinazın glikoza affinitesi fruktozdan 20 kat yüksektir. Karaciğerde glikoz konsantrasyonu yüksek olduğundan dolayı F-6-P yolu karaciğerde çalışmaz. Bu yol sadece kaslarda ve adipositlerde çalışır.
Aldolaz: Aldolazın A ve B olmak üzere iki tipi vardır. Tip A; kaslarda bulunur sadece fruktoz-1,6-DP’a spesifiktir. Tip B; karaciğerde bulunur, Fruktoz-1-P’ı da metabolize edebilir. Slaytta yazılı enzim karaciğerde bulunan bu tiptir.
Fruktokinaz: Kalıtsal bu enzim noksanlıklarında fruktozuri şekillenir.
Fruktoz-1-P Aldolaz Noksanlığı: Kalıtsal noksanlığında fruktoz alımını takiben hipoglisemi ve kusma şekillenir. Hipogliseminin nedeni karaciğerde biriken F-1-P‘ın fosforilazı inhibe etmesidir.
Fruktoz Gerekli Olduğunda: Gerekli durumlarda fruktoz karaciğer ve testislerde D-sorbitolden sentezlenir. Enzim sorbitol dehidrogenaz (SDH) ya da iditol dehidrogenaz (IDH) adıyla bilinir. D-sorbitolün fruktozdan farkı 4. karbondaki OH’in solda olmasıdır.
Uridil Transferaz Noksanlığı: Kalıtsal noksanlıklarda galaktozemi şekillenir. UDP-galaktoz oluşmadığında kanda galaktoz düzeyi artar, lenste birikir. Lenste alkol formu olan galaktikole redüklenir ve katarakta yol açar.
UDP-Glikoz Epimeraz: 4. karbon epimerizasyonuyla glikozu galaktoza ya da galaktozu glikoza epimerize eden enzimdir. Galaktoz bu yolla glikoz üzerinden metabolize edildiği gibi süt şekeri olan laktoz sentezinde gerekli galaktoz da bu yolla glikozdan elde edilir.
Laktoz Sentezi: Süt şekeri, laktoz sentezi iki alt üniteye sahip olan laktoz sentaz enzimi tarafından katalize edilir. Bunlardan biri katalitik alt ünite olarak bilinen galaktozil transferaz, diğeri de modifier altünite olarak bilinen alfa-laktalbümindir. Katalitik altünite meme bezlerinde olduğu kadar birçok dokuda da bulunur, galaktozu N-asetilglikozamine transfer ettiğinden şekillenen ürün N-asetil laktozamindir.
UDP-Galaktoz + N-asetilglikozamin > galaktozil transferaz enzimiyle >N-asetillaktozamin + UDP.
İki alt ünite birarada olduğunda ise laktoz şekillenir:
UDP-Glaktoz + glikoz > laktoz sentaz enzimiyle > Laktoz + UDP.
Mannoz: Hekzokinaz kataliziyle mannoz-6-fosfat oluşur. Takiben ya fosfomannoz izomeraz katalizörlüğünde fruktoz-6-fosfat’a, ya da fosfomannoz mutaz katalizörlüğünde mannoz-1-fosfat’a çevrilerek metabolize edilir.
Mitokondri Transport Mekanizmaları: Transport sistem aktivitesi, dokuya göre farklılık gösterir. Mitokondri ve sitozolde cereyan eden birbirine bağımlı reaksiyonların dengeli bir şekilde devamı sağlanır. O2, CO2 ve H2O için spesifik taşıyıcılara ihtiyaç yoktur ve mitokondri membranını rahatlıkla geçebilirler. Fosfat, piruvat, yağ asitleri, ADP ve ATP gibi moleküllerin iç membranı geçebilmeleri için spesifik taşıyıcı mekanizmalara ihtiyaç vardır.
Diyabet Biyokimyası Ve Laboratuvar Bulguları
Diabetes mellitus (DM); insülin yokluğu, azlığı veya etkisizliğinin ortaya çıkardığı bir hastalık İnsülin; pankreastan günde yaklaşık 40-50 ünite insülin salgılanır. Bu miktar, bezde depolanan hormonun yaklaşık %15-20’sini ifade eder. Kan glukoz düzeyleri insülin salgılanmasının en önemli düzenleyicisidir. Salgılamada eşik deger 80-100 mg/dl olup, maksimum yanıt 300-500 mg/dl arasında alınır. 500 mg/dl üzerindeki kan glukoz düzeyleri de insülin salgılanmasının artışı görülmez. DM; kronik bir hiperglisemi durumudur. Hiperglisemi; beta hücrelerinin salgıladığı insülinin azlığı, yokluğu, etkisizliği veya insülin etkisine zıt etkenlerin varlığına ve miktarına bağlı olarak oluşur.
DM Sınıflandırılması: A) Primer (DM): 1-Tip I DM; insüline bağlı DM. 2-Tip II DM; insüline bağlı olmayan DM (obez ve obez olmayan olarak 2 çeşittir). B) Sekonder DM: 1-Pankreatik hastalıklara bağlı DM. 2-Hormanal anormalliklere bağlı DM. 3-İlaç veya kimyasallara bağlı DM. 4-İnsüline reseptör anormalliklerine bağlı DM. 5-Genetik sendromlarla birlikte olan DM. 6-Diğerleri.
İnsülin etkisiyle karşı etkenlerin arasındaki dengesizliğin sonucu karbonhidrat, lipid ve protein metabolizmalarında bozukluklar ortaya çıkar. İnsülin yetersizliğine bağlı olarak hücreler glukozu yeterince kullanamaz. Karaciğer glukozu glikojene çevirerek depo edemez, böylece; beslenmeden sonra emilimle kanda yükselen glukoz seviyeleri yükselmiş olarak devam eder ve hiperglisemi oluşur. Ayrıca; periferik glukoz kullanımının azalışı da hiperglisemiye yol açar. Hücreler glukozu kullanamayınca organizma glukoz seviyesini daha da yükselterek glukozdan faydalanmak için Karaciğer glikoz yapımını artırır (glukoneogenez). Glukojen yıkımı artar (glikojenoliz). Aynı zamanda organizma enerji kaynağı için; lipidleri ve proteinleri kullanmaya başlar (lipoliz ve proteoliz).
Hiperglisemi ile başlayan hiperozmolarite; ozmotik diüreze yol açar. Ozmotik diürez elektrolit kaybına sebep olarak hiponatremiye neden olur. İntrasellüler hipopotasemi ve ekstrasellüler hiperpotosemi oluşur. Ozmotik diürezle; divalan katyonların (Ca ve Mg) kaybı gelişir ve bu kayıp artar. Hiperglisemi böbrek eşik değeri (180 mg/dl) ni aşınca böbreklerden idrar ile glukoz atılmaya başlar ve glukozüri oluşur. Hiperglisemi ve yüksek glukozüride idrarda büyük ölçüde Ca ve Mg kaybedilir. Glukoz atılırken bu katyonların tübüler reabsorbsiyonunu engellemektedir. İnsülin yetersizliğine bağlı olarak; glukoz dan yağ sentezi gerçekleşemediği gibi ayrıca lipoliz de artar. Lipoliz artışı ve enerji için Glukoz yerine yağ asitlerinin yıkılarak kullanılmasıyla Asetil-CoA’ların miktarı artar ve bunlardan çok miktarda keton cisimleri (asetoastik asit, β- hidroksibütirik asit, aseton) oluşur.
Keton cisimleri; idrarla bol miktarda atılmaya başlar. Ketoziste idrar aseton kokar. Keton cisimleri idrarla atılırken Divalan katyonları da (Ca ve Mg) bağlayarak idrar yolu ile atılırlar. Keton cisimlerinin bikarbonata bağlanarak onları tüketmeleri sonucunda asidoz ortaya çıkar. Bu asidoza “metabolik asidoz” denir. Keton cisimlerinin kandaki miktarları; DM, kronik açlıkta ve toklukta yapılan ekzersizlerden sonra artar. Keton cisimlerinin kanda artmış olduğu klinik tabloya “ketozis” veya “ketonemi” adı verilir.
Ketonemi; organizmanın enerji ihtiyacı için karbonhidratlardan (KH) faydalanamaması (KH kullanamaması) ve bunların yerine lipidleri kullanmak zorunda kalması ile, fazla miktarda asetil-CoA teşekkülü sonucu; asetil-Co A’ların TCA siklusunun kapasitesini aşması, bu Asetil-Co A’ların yeteri kadar okside edilemeyerek karaciğer tarafından keton cisimlerine çevrilip kana verilmesiyle meydana gelir. Keton cisimlerinin az bir kısmı, bbaşta kaslar olmak üzere, ekstra-hepatik dokularda kullanılır. Yakılamayan büyük kısım ise idrar ve solunum havası yolu ile dışarı atılmaya çalışılır. Hastanın nefesi aseton kokar. Pratikte; ekşi elma kokusu gibi tarif edilir. Keton cisimlerinin idrarla atılmasına “ketonüri” adı verilir.
Taze idrarda; asetoasetik asid miktarı > ß-hidroksibütirik asit miktarı > aseton miktarı. İdrar bekledikçe bozulma sonucu; asetoasetik asit miktarı ve ß -Hidroksibütirik asit miktarı azalır, aseton miktarı ise artar.
Diabetin Tanısı: 1-24 saatlik idrar toplanması: hacim 2000 ml’den yüksek, dansite 1030’dan yüksek, idrarda glukoz pozitif ise hastamız diabettir. 2-Kanda açlık glukoz testi (AKŞ): en az iki kez AKŞ ≥ 126 mg/dL ise hastamız diabettir. AKŞ 120-16 ise glukoz tolerans testi uygulanır. 3-Glukoz tolerans testi: ideal şartlarda hastaya en az 3 gün diyet uygulanır. Diyette ≥ 150 gr karbonhidrat alımı ve normal fiziksel aktivite sağlanır. En az 10 saatlik açlıktan sonra (16 saatten daha fazla olmamalıdır) çocuklarda 1.75 gr glukoz/kg vücut ağırlıgı olarak, erişkinlerde 75 gr glukoz hesaplanarak içebileceği kadar su (≤ 250 ml) içinde 5 dakika içerisinde içirilir ve kan numuneleri alınır. Bu hastadan glukozu içmeden önce, içtikten sonra 1., 2. ve 3. Saat kan şekeri ölçümleri alınır. Sonuçlar aşağıda görülmektedir. 4-HgA1C: 6,5’un üzerinde ise diyabet tanısı konulur.
mg/dl Normal Yetişkin Bozuk Tolerans Yetişkin Diabet Gestasyonel Diabet Diabetik Çocuk
Açlık = < 110 110 < 140 ≥ 140 > 105 > 140
1.ci Saat < 180 ≥ 180 ≥ 200 > 195 > 200
2.ci Saat = < 110 140-199 ≥ 200 > 165 > 200
3.cü Saat = < 110 140-199 ≥ 200 > 145 > 200
Tolerans Testleri (TT): Oral glukoz TT (OGTT), intravenöz glukoz TT (İVGTT), galaktoz TT, fruktoz TT, insülin TT, lösin TT, intravenöz tolbütamid testi (İVTT), oral tolbütamid testi (OTT), glukagon testi, epinefrin stimülasyon testi, tirotropin-relasing hormon stimülasyon testi.
Fruktozamin Testi: Normali; 1.6-2.7 mmol/L. Fruktozaminler, glukoz moleküllerinin protein moleküllerine bağlanması ile oluşurlar. Glukozun serbest karbonil grupları, nonenzimatik yolla protein moleküllerinin amino gruplarına bağlanırlar. Serumdaki fruktozamin miktarları, diyabette artmaktadır (hipergliseminin uzun sürmesinden dolayı). Bu da diabetik hastaların glisemi seviyelerinin derecesini yansıtmaktadır. Diabetlilerde fruktozamin analizi ile kan şekerinin en az iki üç (2-3) haftalık durumunu takip etmek mümkündür. Fruktozamin ölçümleri: yüksek glukoz seviyelerinden (1000 mg/dL kadar), bilirubinin >4.0 mg/dl sine kadar, askorbik asidin >5 mg/dL’sine kadar etkilenmez. Proteinler; yüksek glukoz düzeylerine uzun süre maruz kalırlarsa glukoz protein molekülüne bağlanır. Bu olay regüle olmayan glikozilasyondur ve proteinin yapısının ve fonksiyonunun değişmesine ve bozulmasına neden olur. Normal glukoz konsantrasyonlarında da bir miktar glikozilasyon olursa da fonksiyon bozukluğu yapacak düzeyde oluşmaz.
HgA1C: Normali; 4.9-5.7. Prediyabet; 5.7-6.4. Diyabet >6.4. Kan glukoz konsantrasyonlarını yansıtan yine glikolize proteinlerden HgA1c de kanın alınmasından önceki 6-8 haftalık bir sürenin kan glukoz düzeyinin takibi yapılabilmektedir. Gerek fruktozamin gerekse HgA1c analizleri kan glukoz seviyelerinin kısa süreli değişimlerinden etkilenmezler. Kan glukozunun uzun süreyle yüksek seyretmiş olduğunu yansıtırlar. Böylece diabetik kontrol sağlanmaya ve diyabetin kötü komplikasyonları da önlenmeye çalışılır.
Diabetes Mellitusun Biyokimyasal Komplikasyonları: 1-Poliol (sorbitol) yolu aktivitesinin artması: Sorbitol; bir glukoz alkolüdür. Glukozdan fruktoz teşekkülü sırasında meydana gelen bir ara üründür. Hücre içi glukoz miktarı fizyolojik seviyelerin üzerine çıkınca aldoz redüktaz aktif hale geçer. Aldoz redüktaz aktiflenince sorbitol miktarı artar. Hücre içinde artmış olan sorbitol; hücre membranını dışarıya zor geçer ve hücre içerisinde birikmeye başlar. Hücre içinde biriken sorbitol hipertonisiteye neden olur. Hücre içerisindeki hipertonisite; su çekerek osmotik şişmeye neden olur. Hücre içinde biriken sorbitolün yol açtığı osmotik şişme; hücre ve dokularda morfolojik değişikliklere ve fonksiyonel bozukluklara yol açar. Bu bozukluklar bilhassa glukozun hücre içine girebilmesi için insüline ihtiyaç duymayan dokularda; (lens, beyin ve sinirler, eritrositler, böbrek, karaciğer, pankreas adacıkları, aorta ve kapillerlerde, iskelet hücrelerinde) oluşur ve ilgili doku ve organlarda hastalık tabloları ortaya çıkar (diabetik katarkt, diabetik nöropati gibi). 2-Miyoinozitol metabolizmasının değişmesi: Miyoinozitol, glukozdan elde edilen ve vücudun her yerinde bulunan bir hekzonoldur. Hücre zarında önemli görevleri vardır. Diabetik şahısların idrarında bol miktarda miyoinozitol atılımı görülür. Bunun nedeni glukozun böbrek tubuluslarında miyoinozitol reabsorbsiyonunu yarışmalı olarak inhibe etmesine bağlanmaktadır. İdrar yolu ile miyoinozitol atılımının artması, doku içi miyoinozitol konsantrasyonunun azalması sonucu sinir iletimi ve diğer fonksiyonların bozulduğu, bunun da diabetik nöropatinin patojenezine yardımcı olduğu düşünülmektedir.
DNA’nın yapısını oluşturan monomer ünitelere 3’-5’ fosfodiester köprüleri tarafından halat teşkil edecek şekilde polimer formda tutulur. Chargaff’ın DNA molekülleri üzerinde çalışmalarda A ve T eşit, G ve C eşit olduğu gözlemi 1950’li yılların başlarında Watson-Crick ve Wilkins’in DNA’nın çift halatlı (sarmallı) olmaları gerektiğini önermişlerdir. Karşı halattaki pürin ve pirimidin nükleotidleri A’nın = T ile, GºC ile hidrojen bağları oluşturmalarına dayanır.
Baz Eşleşmesinin Nedenleri: 1-Sarmaldaki fosfodiester bağı etrafındaki rotasyonun neden olduğu kısıtlamalar. 2-Baz ile riboz arasında N-glikozid bağı.glikozit bağının tercih edilen anti konfigürasyonu (trans). 3-Glikozit bağının cis-trans izomerleri nedeni ile 4 baza ait taotomer yapısı.
Antiparalel yapıda 5′–3′,3′–5′ şeklinde düzenlenmiştir. Çift halatlı DNA moleküllerindeki genetik bilgi bir halattaki nükleotidler dizesine yerleşiktir. bu kısım “kalıp halattır”. Karşıt halat ise “kodlayıcı halattır”. Çünkü bu halat proteini şifreleyen RNA kopyası ile eşleşmektedir.
DNA Üç Yapısal Özellik Gösterir: 1-Primer yapı: polinükleotit zincirleridir. 3′–5′ fosfodiester bağı ile bağlanırlar. 2-Sekonder yapı: nükleotit köprüleri arasında hidrojen köprüleri ile çift sarmal oluşur. A=T, GºC. 3-Tersiyer yapı: DNA’nın helezon yapısı oluşturulur. Her 10 bazda bir kıvrım oluşur.
Bugüne kadar 6 form DNA tanımlanmıştır. Bunların çoğu deneysel şartlarda keşfedilmiştir. Bu yapılar; sarmalın her bir dönüşünü işgal eden baz çiftlerinin sayısı, her bir baz çifti arasındaki açı veya mesafe, molekülün sarmal çapı, çift sarmalın dolandığı taraf (sağ-sol) ile birbirlerinden ayırt edilebilirler. Bu formların bazıları, tuz ve hidrasyon koşulları uygulanırsa birbirine dönüşürler. Birbirine dönüşüm in-vivo olarakta meydana gelmesi olasıdır.
DNA’nın Bazı Yapısal Özellikleri
Tip Dolanım Yönü Her Dönüşte Yer Alan Baz Çifti Eğim Sarmal Çap
A Sağ 11 0.256 nm 2.3 nm
B Sağ 10 0.338 nm 1.9 nm
C Sol 12 0.371 nm 1.8 nm
Fizyolojik koşullarda DNA’nın güçlü biçimde egemen olduğu form B formudur. Her dönüşte 3.4 nm eğime sahiptir. Her dönüşte 10 baz çifti yer alır. A formu ise Na-K zengin suyu az olan ortamda gelişir. Her dönüşte baz çifti daha fazladır (11 baz). C ve E formları özel koşullarda gelişir.Bunlar in-vivo koşullarda oluşması mümkün olmadığı düşünülmemektedir. Z DNA sarmalları arasında çap daha kısa (ince), sadece bir oluğa sahiptir. B DNA’nın minör ve majör oluğuna bağlanan bazı proteinlerin Z formuna bağlanmaları mümkün değildir. Bu oluklara bağlanan proteinler nükleotitlerin özel atomları ile etkileşir (H bağı ile). Böylece DNA molekülündeki baz eşleşmesini bozuntuya uğratmaksızın spesifik nükleotit dizelerini tanır ve bunlara bağlanır.
Bu regülatör proteinler böyle etkileşimler üzerinden spesifik genlerin ifadelerini kontrol edebilirler. Hücrelerde hücre başına düşen DNA miktarı arttıkça hücrenin biofonksiyonu artar. Transkripsiyon olabilmesi için o gen bölgesinin histondan ayrılması gerekir. Regülatör protein gen bölgesine bağlanan ATP’nin bu proteini fosforillemesi ile protein negatif yük kazanır. DNA’da fizyolojik koşullarda negatif yüklü olduğundan iki molekül birbirini iter, histon ayrılır. Transkripsiyon başlar. Örnek spesifik hormon reseptör proteinleri 1,25 OH2 D3, testosteron, prostat bezi, E2 uterus hormona duyarlı reseptör içerirler.
Nükleik Asitlerin Oluşturdukları Bileşikler: 1-Nükleoprotaminler: en basit DNA bileşiğidir. Fizyolojik şartlarda fosfat gruplarından dolayı anyondur. 2-Nükleohistonlar: kuş eritrositlerinde bulunur. Histonlarda bazik aminoasitler daha az olduğu için fosfat gruplarının çok azı tuz bağı oluştururlar. 3-Nükleoproteinler: DNA ve RNA ile oluşturulabilirler. Ribonükleoproteinler, mikrozomlar ve mitekondriyalarda lipit ve proteinlerle yaptıkları bileşiklerdir (örnek ribozom).
RNA’nın Kimyasal Yapısı: RNA; DNA’dakine analog 3′–5′ fosfodiester bağları ile birbirine bağlı pürin ve pirimidin ribonükleotitlerinin bir polimeridir. Farklara göz atacak olursak; şekeri riboz, pirimidin bazı timin yerine urasildir, tek halattır, baz eşitliği görülmez. RNA’nın çeşitli türleri protein sentezinin bazı yönleri ile ilişkilidir. DNA kodlayıcı bölgesinden sentezlenen RNA’nın çoğu çekirdek içinde yıkılıma uğrar ve hücre stoplazması içerisinde hiçbir yapısal veya bilgi sağlayıcı varlık göstermez.
Ökaryot organizmalarda RNA moleküllerinin belli başlı 3 sınıfı mevcuttur.
Haberci RNA (m-RNA): Gendeki genetik bilgiyi, protein sentez edici mekanizmaya aktaran haberci olarak işlerlik gösterir. Ökaryotlarda m-RNA kendilerine özgün kimyasal özelliklere sahiptir. m-RNA’nın 5′ terminali GTP ile muhafaza edilmiştir (7-metil Guanozin trifosfat). m-RNA’daki son pürin nükleotid 2′ karbonuna (O-C) grubu eklenmiştir. RNA polimeraz > promotör gen bölgesi. 7 metil GTP’nin amacı, muhtemelen translasyon (protein sentezi) mekanizması esnasında mRNA’nın tanınmasında rol oynar. 5′ ekzonükleazların m-RNA’yı parçalamalarına engel olurlar. m-RNA’ nın 3′ ucunda OH terminalindeki poli A kuyruğunun (AAA) tam fonksiyonu anlaşılamamıştır. Ancak, 3′-nükleazların saldırılarını engelleyerek intrasellüler stabiliteyi sağlamaktadır. Memeli hücrelerindeki m-RNA stoplazmaya gelmeden önce prekürsör molekül olarak sentezlenir. Bu öncü molekül çok heterojen ve oldukça büyüktür. Buna heterojen nükleer RNA (hn-RNA) denir. Daha sonra işlenerek stoplazmada protein sentezinde kalıp olacak mRNA açığa çıkar. Olgunlaşmamış hnRNA’da kodlayıcı olmayan bölgeler bulunmaktadır. İntronların uzaklaştırılıp komşu kodlayıcı bölgelerin (ekson) bağlanmaları gerekir. İntronların fonksiyonları açık değildir. Ancak; kodlayıcı bölgeye ait fonksiyonel alanların (ekson) öyle bir şekilde sağlayabilirler ki, bu ayırım rekombinasyon ile yeniden oluşturulan genetik düzenlemenin, belirli bir genetik fonksiyon için tür kodlayıcı bölgeler birbirlerine komşu olduklarında meydana gelenden çok daha hızlı olarak ortaya çıkmasına neden olur. Bu fonksiyonel bölgelerin genetik olarak yeniden düzenlenme hızlarındaki bu tür bir artış biyolojik işlevlerin daha hızlı gelişmesine yol açabilir. mRNA lar stoplazmada ribonukleoprotein partikülleri olarak bulunurlar. Hormonlar gibi bazı aktif moleküller proteinlerin miktarını değiştirebilir, böylelikle mRNA stabilitesini düzenlerler. Parçalanmaları hormonal kontrol altındadır.
t-RNA: Yaklaşık 75 nükleotitten oluşur. Her hücrede tRNA moleküllerinin en az 20 türü mevcuttur. Bu t-RNA moleküllerinin en az bir tanesi (bazen birkaçı) protein sentezi için gerekli 20 aminoasitin herbirinin karşıtıdır. Bu özel nükleotit dizesi yonca yaprağı şeklinde özel katlanmalarla ikinci bir yapı ortaya çıkarırlar. Aminoasitlerin karboksil kökü, adenozin bölümünün 3’OH grubuna ester bağı ile bağlanır. Ekstra kol en değişken kol olup sınıflandırmada rol oynar. 1. Sınıfta (%75) 3-5 baz uzunluğunda, 2. Sınıfta 13-21 baz uzunluğundadır. Antikodon kolu t-RNA’nın spesifitesinden sorumludur.
R-RNA: Ribonükleoprotein yapısında olan ribozom, protein sentezinin temel organelidir. Ribozomlara ulaşan mRNA ve t-RNA molekülleri genden kaydedilmiş olan bilginin spesifik protein molekülüne çevrilmesi için etkileşir. Memeli ribozomları iki temel nükleoprotein ünitesi taşır. Biri 60S, diğeri 40S, toplamı 80S rRNA’dır. 60S subunite 50’den fazla spesifik polipeptit içerir. 40S subunite yaklaşık 30 adet farklı polipeptid zinciri taşır. Ribozomal r-RNA moleküllerinde bulunan 5S rRNA hariç, diğerleri nükleolusta 45S’lik tek bir RNA’dan işlemlenerek sentez edilir. 5S rRNA ise bağımsız olarak sentez edilir. Yüksek derecede metillenmiş r-RNA molekülleri nükleolusta spesifik ribozomal proteinler ile paketlenirler. Ribozomda bulunan RNA’ların fonksiyonları tam olarak anlaşılamamış olmakla birlikte ribozomun yapısı ve protein sentezinde m-RNA bağlanmasında ve çevrilmesinde anahtar rol oynamaktadır.
Ufak Stabil RNA’lar: Stoplazma, nukleusda bulunan son derece korunmuş ufak stabil ribonükleoproteinlerdir. Büyüklükleri 90-300 nükleotit arasındadır. Hücre başına 100.000-1.000.000 adet kopyaları bulunur. Bunlar small nuclear ribonukleoprotein particle “snurps” diye isimlendirilirler. Gen regülasyonuna katılırlar. U1 Snurp intron uzaklaştırılmasında rol oynar.
Histonlar: Arjinin ve lizince zengin en bol (bazik) bulunan kromatin proteinleridir. Histonlar arasında kromatine en gevşek bağlanan H1 histonlardır. İzole edilmiş çekirdek nükleozomların (Histon + DNA), histonları 4 sınıfı taşırlar. H2A, H2B, H3 ve H4’tür. H2A ve H2B lizince hafif zengindir. H3 ve H4 ise arjinince hafif zengindir. Bu histon proteinleri türler arasında önemli bir ölçüde korunmuştur. Bu özellikte fonksiyonlarının birbirinin aynı olduğu anlamına gelir. Bu dört tip çekirdek histonu, 5 tip kovalent modifikasyona uğrayabilirler; asetilasyon, metilasyon, fosforilasyon, ADP-ribozilasyonu, nükleer bir protein olan Ubiquitin’e kovalen bağlanma (H2A sadece).
Metabolizma gereği insanlar nükleik asit sentezi ve diğer ihtiyaçlar için pürin bazlarını metabolizmanın ara ürünlerinden sentez ederler. Diğer bir sınıfta ise kuş, kurbağa ve sürüngenler ise bu işleve ek olarak nükleotidlerin azot ürünlerini ürik asit şeklinde atmalarına imkan tanır. Bu sınıfa ürikotelik hayvanlar denir. Üreotelik hayvanlar ise azot artıklarını üre şeklinde atarlar. Pürin sentezi izotop çalışmaları ile aydınlatılmıştır. Pürin sentezinde en önemli olay Riboz-5-P-tan ATP yardımı ile PRPP oluşmasıdır. Pirimidin sentezinde ise PRPP ara ürün olarak reaksiyona karışır. PRPP konsantrasyonu reaksiyon hızını belirler. Bu da PRPP sentezinin, kullanımı ve yıkılımının rölatif hızları tarafından belirlenir. PRPP sentez hızı, hem riboz-5-P’tan sağlanmasına, hem de PRPP sentetazın aktivitesine bağlıdır. PRPP sentetaz aktivitesi fosfat konsantrasyonu yanı sıra allosterik olarak purin nükleotidlerine karşı da hassastır.
İnsanlar nükleik asitleri ve nükleotidleri gıdalarla alabilmelerine rağmen, yaşamları bunların emilim ve kullanımlarına bağlı olmayıp, insanlar pürin ve pirimidin bazları kolaylıkla amfibolik ara ürünlerden de-nova olarak ta sentez edebilirler. Doku nükleik asitlerine, besinsel pürin ve pirimidinler çok az ya da hiç dahil olmamakla beraber parenteral verilen bileşikler yapıta katılırlar.
Gıda ile alınan nükleoproteinler; Midede HCl ile proteolize uğrar, nükleik asitler + protein oluşur, pankreas + DNA nükleaz, RNA nükleaz ile polinükleotidazlar > mononükleotide dönüşür. Barsakta nükleotidazlar ve fosfataz ile nükleozid (dokuda nükleosidaz), pürin, pirimidin oluşur. Barsakta nükleozidaz (nükleozidaz, (nükleozid fosforilaz) ile serbest pürin ve pirimidin bazlarına kadar hidroliz olurlar. Oluşan nükleozidler, doğrudan hidroliz olabildiği gibi, intestinal fosforilaz etkisi ile serbest Pürin, pirimidin yıkılmaya devam edebilir. Ya da dokuda (karaciğer, böbrek, kemik iliği, dalak) serbest pürin, pirimidin, pentozlara parçalanır.
Pürin sentezinin diğer bir kontrol noktası da IMP’den (hem de-nova sentez, hem de kurtarma reaksiyonları sonucu oluşur) Adenilosüksinat sentetaz yolu ile AMP’ye, İMP dehidrogenaz ile de ksantozin ve sonra guanozin monofosfata dönüşmesi noktasında görülür. Bu da AMP, Adenilosüksinat sentetaz, GMP ise IMP dehidrogenazı feed-back inhibisyonla kontrol altında tutar. Böylece IMP metabolizmasının yolları arasındaki çapraz regülasyon, diğer bir nükleotidde bir yetersizliğin olduğu durumlarda bir pürin nükleotidine ait sentezin azalmasını sağlar.
Sentez Reaksiyon İnhibitörleri: Pürin sentezinde 4, 10, reaksiyonlarda koenzim olarak N5-N10- metenil THF ve N10-formil THF kullanılır. Bunlar pürin halkasına 8. ve 2. C atomlarını verirler. N5-N10 metilen THF + NADP N5-N10 metenil + NADPH+ oksidasyonu ile oluşur ve pürin sentezinde kullanılır. Bu tetrahidrofolat bileşiklerinin oluşumunu kısıtlamak veya engellemek, de-nova pürin sentezini engelleyebilir. Folikamid + NADPH + folat redüktaz fhidrofolikasit + NADP + NADPH + folat redüktaz (-) tetrahidrofolik asit (+) ile indirgenir. Bu şekilde H2F ve H4F oluşumu engellendiği zaman kanser hücresi için gerekli pürin sentezi engellenir. Veya gram negatif bakterilerde trimetoprim F. Redüktazı selektif bir kısıtlayıcısıdır. Bu da antibiyotik olarak kullanılır. Pürin halkası sentezinde kullanılan Glutaminin analogları, pürin nükleotid biyosentezinin engellenmesinde kullanılır. Azoserin (O-diazo-asetil-L-serin) reaksiyon 5’de glutamin antagonist, diazonorlösin reaksiyon 2’yi, 6 merkaptopürin 13. 14. reaksiyonu, mikrofenolik asit 14. reaksiyonu inhibe eder. Pürin sentezi sonucu oluşan AMP ve GMP Di ve tri fosfatlarına dönüşümü nükleozit monofosfat kinaz enzimi ile iki aşamalı olarak meydana gelir.
Kurtarılma Reaksiyonları: Serbest pürin bazlarının PRPP tarafından fosforibozil anyonu ile Adenin AMP’ye, Hipoksantin IMP’ye, Guanin GMP’ye dönüşür. Buna birinci tip kurtarma denir. Bu şekilde pürin nükleotidlerin mononükleotitlere dönüşümü de-nova senteze göre daha az enerji gerektirir. Kurtarılma reaksiyonunu iki enzim katalize eder. İkinci tip kurtarma reaksiyonu ise ATP tarafından bir pürin nükleotidinin direkt fosforilasyonudur.
Deoksi Şeker Oluşumu: Pürin nükleotidlerde bulunan riboz şekerin deoksi riboz haline dönüşümü, ribonükleotid redüktaz enzim komplexi tarafından sağlanır. Ribaz şekerin 2. C bir redüksiyon sonucu deoksiriboz meydana gelir. Bu sistem ancak hücre bölünmesine hazırlık olarak aktif biçimde DNA sentezleyen hücrelerde görülür. De-nova pürin sentezi ve kurtarılması karaciğerde yapılır ve sentez yeteneği olmayan dokular tarafından kullanımlarını sağlar. Beyin dokusunda PRPP aminotransferaz düzeyi düşüktür. Bu nedenle insan beyni kısmen de olsa eksojen pürinlere bağımlıdır. Eritrositler polimorf lökositler 5-fosforibozilamin (2. enzim yok). PRPP glutamil amidotransferaz sentez edemezler, eksojen pürinlere ihtiyaç duyarlar.
Pürin Yıkımı: İnsanlarda pürin nükleotidlerin son katabolik ürünleri ürik asittir. Daha alt sınıftaki maymunlarda ürik asit ürikaz tarafından allantoine kadar yıkılabilir. İnsanlarda pürin halkası bozulmaksızın oksitlenmeye uğrar ve hidroksi türevlerine dönerler. Daha sonra N-glikozid bağı parçalanır hipoksantin oluşur. Ksantin oksidaz (ksantin DH) ürik aside yıkılır, guaninde aynı şekilde ürik aside yıkılır. Pürin katabolizmasının metabolik bozukluğu sonucu gut hastalığı meydana getirir. Gut hastalığı ürik asitin normalin üstüne çıkmasıyla tanımlanır.
Klinik Bozukluk Kusurlu Enzim Kusur Nedeni Klinik Bozuk Özelliği Kalıtım
GUT PRPP sentetaz Süperaktif (artmış Vmax) Aşırı pürin üretimi ve atılım X bağlı resesif
GUT PRPP sentetaz Feedback kısıtlamaya direnç Aşırı pürin üretimi ve atılım X bağlı resesif
GUT PRPP sentetaz Riboz-5-fosfat düşük Km Aşırı pürin üretimi ve atılım X bağlı resesif
GUT hipoksantin Parsiyel yetmezlik Aşırı pürin üretimi ve atılım X bağlı resesif
Lesch-Nyhan sendromu guanin-fosforibozil transferaz Komple yetmezlik Aşırı üretim, serebral felç X bağlı resesif
Hiperürisemide, Na üratın serum düzeyleri çözünürlük sınırını aşarlar. Bundan sonra yumuşak dokular ve eklemlerde oluşan Na-ürat kristalleri “tofus” denilen depolanmalara neden olur. Bu olay Gut artriti denen akut bir enflamasyona neden olur. Hipoürisemiler; ksatin oksidaz yetmezliği ile ilgilidir. İdrarda ksantin atılışı artar veya ksantin taşları oluşur. Ya ürik asit atılım artışı yada üretim azalmasına bağlıdır. Bu oluşum ya genetik bir kusura ya da ağır karaciğer hasarına bağlıdır.
Pirimidin Sentezi: Pürin ve pirimidin nükleozitlerinin de-nova biyosentezi muhtelif olarak ortak ara ürünlerden sentezlenir. Bunlar; PRPP, glutamin, C02. Aspartat ile timin için tetrahidrofolatı kapsar. Pirimidin sentezinde önemli bir fark, β-N-glikozid bağının yani PRPP oluşumu sentezin ortalarına doğru meydana gelir.
Kurtarılma Reaksiyonu: Serbest pirimidin bazlarının kurtarılmalarını sağlayacak etkili yol bulunmamasına rağmen alternatif kurtarılma reaksiyonları ile bu işlem başarılmış olur.
Nükleozid Enzim Nükleotid
Üridin Üridin kinaz UMP
Sitidin üridin stidin kinaz SMP
Timidin timidin kinaz TMP
Deoksisitidin deoksisiditin mono-P dSTM
Böylece serbest pirimidin nükleozitleri, karşıtları olan nükleotitlerine dönüştürülür.
Pirimidin Nükleotid Sentezinin Düzenlenmesi: Sentezin başlangıcında rol alan iki enzim allosterik regülasyon ile düzenlenir. Ayrıca bu iki enzim belli bir uyum içinde represyon ve derepresyon olayları tarafından regüle edilir.Yani bu enzimlerin sentezini sağlayacak olan genin ifade edilişi düzenlenir.
Pirimidin biyosentez hızının pürin biyosentez hızına paralel olması gerekir. Her iki sentez içinde gerekli prokürsör oluşturan reaksiyonu katalize eden PRPP sentetaz enzimi hem pürin hemde pirimidin nükleotitleri tarafından “feed-back” inhibisyonuna ve PRPP tarafından aktivasyona maruzdur.
Pirimidinlerin Katabolizması: Reaksiyonlar karaciğerde meydana gelir. Pirimidin çekirdeğinin üreido karbonundan CO2, sitozin, urasil, asetat, B-alanin, timin, propionat yıkılır. Ayrıca C02, NH3, meydana gelir.
Kesin olmamakla beraber β-aminoizobutirat, propionata oksido olmakla daha sonrada süksinil-Co A dönüşerek TCA’ya girmektedir.
Pirimidin Metebolizması Bozuklukları: Pirimidin katabolizması sonucu genelde suda çözünen ürünler meydana gelmektedir. Bu da aşırı pirimidin üretimi meydana geldiği durumlarda bile anormallikler nadirdir. Aşırı PRPP üretimi ile ilişkili olarak hiperürisemide; pirimidin üretimi ve β-alanin aşırı atılımı görülür. 1-Folat B12 yetersizliği TMP yetmezliği görülür. 2-Orotik asidüri (Tip I): eksik enzim; Oratat fosforibozil transferaz, orotidilat dekarboksilaz. Kinetik bozukluk; orotik asitüri, megaloplastik anemi. Orotik asitüri (Tip II): Orotidilat dekarboksilaz enzimi eksiktir. Klinik bozukluk Tıp I’in aynısıdır. 3-Üre sentezinde ilk reaksiyon katalize eden mitokondri enzimi ornitin transkarbamoilaz eksik olan hastalarda bu enzimin subsratı olan karbomoil fosfat pirimidin nüklotid biyosentezinde de kullanılacağı sitozole transfer olur. Bu hastalarda orotik asit, urasil ve üridinin artmış atılımı görülebilir.
Araşidonik asit gibi 20 C’lu bazı poliansatüre yağ asitlerinden prostaglandinler, tromboksanlar, prostasiklinler, lökotrienler ve lipoksinler olarak bilinen bir grup biyolojik aktif madde sentezlenir. Bunlara eikozanoidler denir. Bu maddelerin etki tarzları birçok bakımdan hormonlara benzer. Hormon olarak kabul edilmemelerine rağmen, bunlara doku hormonu denilebilir. Çünkü bunlar; belirli endokrin bezler yerine hemen her dokuda sentezlenebilir, dokularda depolanmaz, lokal olarak etki ederler yani kana karışıp uzun mesafe kat etmezler.
Eikozanoidler, özellikle enfeksiyon veya hasardan sonra görülen enflamasyon (yangı) yanıtı olmak üzere vücutta birçok olaya katılırlar. Yangı yanıtı vücudun istilacı organizmayı tahrip etmek ve hasarı onarmak için gösterdiği çabanın tümüdür. Bu, kan pıhtısı oluşturmak yoluyla kanamanın kontrolünü de kapsar. Vücudun çeşitli saldırılardan korunması sırasında yangı yanıtı, ağrı, şişlik ve ateş gibi semptomları oluşturabilir. Allerjik veya aşırı duyarlılık reaksiyonları gösteren bireylerde normal yangı yanıtı abartılı veya uygunsuz bir şekilde açığa çıkabilir.
Yangı yanıtına katılmanın yanı sıra eikozanoidler ayrıca düz kas kasılmasını (özellikle bağırsak ve uterusta) düzenler. Böbrekte su ve sodyum atılmasını arttırır ve kan basıncının düzenlenmesine katılır. Sıklıkla düzenleyiciler olarak işlev görürler; bir olayı bazı eikozanoidler uyarırken aynı olayı diğerleri baskılar, örneğin, bazıları kan damarlarını daraltırken diğerleri genişletir. Bronş-daralması ve bronş-genişlemesinin düzenlenmesine de karışırlar. Eikozonoidler üç çeşit yağ asidinden üretilirler. Bunlar linoleik, linolenik ve araşidonik asitlerdir. Lökotrien ve lipoksinler dışındaki eikozanoidlerde çift bağ sayısı 1, 2 veya 3 olur. Buna göre de eikozonoidlerin 1,2 ve 3 serileri meydana gelir. Lökotrienlerle lipoksinlerde ise çift bağ sayısı 3, 4 veya 5 olur.
Eikozonoidlerin en önemlileri araşidonik asitten sentezlenirler. Çünkü araşidonik asit en çok bulunan doymamış yağ asididir. Araşidonik asit ya diyetle alınır ya linoleik asitten sentezlenir veya hücre zarındaki fosfolipidlerin yapısında bulunur. Araşidonik asit, fosfolipidlerde gliserolün 2 no’lu C’nuna bağlıdır ve fosfolipaz A2 etkisiyle açığa çıkar. Birçok eikozanoidin yarı ömürleri birkaç dakika veya daha az olmak üzere, çok kısadır. Hızla inaktive olur ve vücuttan atılırlar.
Prostaglandinler A, B, C, D, E, F harfleri ile gösterilirler. Her bir grubun da kendi içinde alt grupları vardır. Bağ sayısına göre de prostaglandinler PGA1, PGA2, PGA3 şeklinde gösterilirler. Prostaglandinlerden PGF’in a ve b sembolleri ise halkaya bağlı OH gruplarının pozisyonunu gösterir. İki çeşit enzimatik aktivite sonucu araşidonik asitten yukarıdaki bileşikler sentezlenirler. Bunlardan prostaglandin, prostasiklin ve tromboksanlara, yapıları prostanoik aside benzediği için prostanoidler denir. Prostanoik asit biyolojik sistemlerde bulunmaz. Ancak, türevleri bulunur.
Araşidonik asitten prostaglandin sentezini prostaglandin endoperoksit sentaz enzimi sağlar. Bu enzim hem siklooksijenaz hem de peroksidaz aktivitesi gösterir. Her 2 alt ünitenin birlikte etkisi sonucu araşidonik aside 2 molekül O2 ilave edilerek endoperoksitler adı verilen kararsız ara bileşikler (PGG2 ve PGH2 de denir) meydana gelirler. Bu kararsız bileşiklerden damar endotelinde Prostasiklin sentaz etkisi sonucu prostasiklinler, trombositlerde tromboksan sentaz sonucu tromboksanlar sentezlenir.
Ayrıca, prostaglandin endoperoksit izomeraz etkisi ile PGE2 ve PGF2 de sentezlenir. Prostasiklinler, damar endotel hücrelerinde sentezlenirler. Trombositlerin biraraya toplanmalarını yani trombosit agregasyonunu inhibe ederler. Fakat antikoagülan değildirler. Tromboksanlar, trombositlerde sentezlenip vazokonstriksiyona ve trombosit agregasyonuna sebep olur.
Araşidonik asite lipoksijenazın etkisi ile lökositlerde lökotrienler (LT) ve lipoksinler (LX) denen bileşikler meydana gelirler. Bu enzimin etkisi sonucu önce hidroperoksi türevi ve onlardan da hidroksi türevi ara ürünler, bunlardan da lökotrienler oluşur. LTA4, B4, C4, D4, E4 olmak üzere 5 tane lökotrien bilinmektedir. LT, lipoksin ve diğer lipoksijenaz ürünleri allerjik ve enflamatuar olayların oluşmasında önemli rol oynarlar. Solunum yolu kaslarına çok güçlü konstraksiyon etkisi gösterir. LT C4, D4, E4’ün karışımına SRS-A (Slow Reacting Substance of Anaphylaxis-Anafilaksinin yavaş etkili maddesi) adı verilir. Ayrıca LT’lerin her birinin ayrı etkileri olduğu gösterilmiştir.
PG, TX Ve LT’ lerin Kimyasal Yapıları Arasındaki Farklar: 1-PG’lerde bir siklopentan halkası vardır. 2-PGI2’lerde siklopentan halkasına ilaveten 2. bir halka vardır. PGI2’ler bazı kaynaklarda PG’ler olarak kabul edilir. Ancak 2. halka bulunması ve sadece damar endotel hücrelerinde sentezlenmeleri ile PG’lerden ayrılırlar. 3-TX’larda 5’li C halkası yerine, O2 ihtiva eden 6’lı halkada oxan grubu bulunur. 4-LT’lerde halka bulunmaz.
Zar fosfolipidlerinde bulunan araşidonik asit, zara bağlı fosfolipaz A2 veya C’nin aktifleşmesiyle lipid çift tabakasından serbestleşir. Bu aktifleşme histamin ve sitokinler gibi çeşitli uyarıların hedef hücre yüzeyindeki özel reseptörleri ile ilişkiye girmesi sonucu gerçekleşir. Fosfolipaz A2, araşidonik asitin gliserol kalıntısına bağlanma yerine özgüldür. Fosfolipaz C, inozitol gliserofosfolipidlerinden fosforillenmiş inozitolü hidrolize ederek araşidonik asit içeren diaçilgliserolün meydana gelmesini sağlar. Daha sonra diğer lipazların etkisi ile araşidonik asit serbestleşir.
Araşidonik asit sitozole salındıktan sonra, etkinlikleri dokulara göre değişen çeşitli enzimler tarafından eikozanoidlere çevrilir. Bu farklılık, neden bazı hücrelerin damar endotelinde olduğu gibi prostaglandin E2 ve I2 (PGE2 ve PGI2) sentezlerken, trombositler gibi diğer hücrelerin esas olarak tromboksan A2 (TXA2) ve 12-hidroksieikosatetraenoik asit (12-HETE) sentezlediklerini açıklar.
Çeşitli dokularda araşidonik asit metabolizması için üç ana yol vardır: 1-Siklooksijenaz yolu; prostaglandinler ve tromboksanların sentezine yol açar. 2-Lipooksijenaz yolu; lökotrienler, HETE’ler ve lipoksinler oluşturulur. 3-Sitokrom P450 sistemi tarafından katalize edilen yol; epoksitler, HETE’ler ve diHETE’lerin sentezinden sorumludur.
Prostaglandinlerin Bazı Etkileri: Düz kas konstraksiyonu. Gastrik sekresyonun inhibisyonu. Mide ülserlerinin önlenmesi. Gebeliğin önlenmesi veya sonlandırılması. Ağrı mediatörleri, inflamatuar olayların, mediatörlerin (LT) ve başka ajanların yaptığı enflamasyonu artırır. Kan basıncının kontrolü. Lipolizin inhibisyonu. Prostaglandinler enflamatuar cevaba aracılık ettikleri için prostaglandin yapımını engelleyen ilaçlar ağrıyı giderir. Siklooksijenaz enzimi, aspirin (asetilsalisilik asit) gibi steroid olmayan antienflamatuar ilaçlar (NSAID’ler) tarafından baskılanır. Aspirin enzime bir asetil grubu aktararak bunu geri dönüşümsüz şekilde aktifleştirir. Diğer NSAID’lar (örneğin, asetaminofen, ibuprofen) siklooksijenazın geri dönüşümlü inhibitörleridir.
Sitokrom P450 Yolu: Bu yolda mikrozomal sistemdeki monooksijenazların etkisi sonucu epoksitler, HETE’lerin bazı biçimleri (örn. o-hidroksi türevleri) ve diol şekilleri (diHETE’ler) oluşur. Bu bileşiklerin biyolojik etkinlikleri oküler, vasküler, endokrin ve renal sistemlerdeki etkilerini kapsar.