Metabolik sendrom (MS) çağımızın hastalığı haline gelmiştir. Metabolik sendromun hızla yaygınlaşmasında, sanayileşmiş modern toplum üyelerinin hareketsiz yaşam tarzını benimsemeleri ve beslenme alışkanlıklarını değiştirmeleri sonucu oluşan çevresel etkenlerin yanısıra, kalıtımla gelen bazı özellikler de rol oynamaktadır. Metabolik sendrom, patogenezinde en önemli neden olarak insülin rezistansının yattığı bir sendromdur. İnsülin Direnç Sendromu veya "Sendrom X" olarak bilinen bu durum, hiperinsülinemi, hiperglisemi, hipertansiyon, dislipidemi (düşük HDL düzeyleri, artmış serbest yağ asidi düzeyleri ve hipertrigliseridemi) ve obeziteyi içermektedir¹.

Tıp dünyası ‘Sendrom X’ olarak tanımladığı obezite, diabet (NIDDM), hipertansiyon ve dislipidemi’yi yüzyılın ölümcül hastalıkları olarak belirlemiştir. Bu dört elemanın hepsi bilindiği gibi birer kardiovasküler risk faktörüdür ve Aterosklerotik Kalp Hastalığı (ASKH) geliştirip ölüme neden olabilir².

Metabolik sendrom bileşenlerini taşıyan birçok insanda, insülin aracılı glukoz metabolizması bozuklukları olduğu epidemiyolojik çalışmalarla desteklenmiştir. İnsülin direnci ve yağ dokusunda artış, tip 2 DM patogenezinde iş birliği içinde görünmektedir. İnsülin direncinde; bir yandan plazma lipoprotein lipaz (LPL) aktivitesi azalıp plazma trigliseridleri artarken, bir yandan da karaciğerde LPL aktivitesinin artması nedeniyle HDL'nin yıkımı hızlanır. İnsülin direncinin özelliklerinden biri de artmış plazma serbest yağ asitleri (SYA) konsantrasyonudur. SYA’leri karaciğerde trigliserid birikmesini uyarır³.

Paraoksonaz (PON1, EC.3.1.8.1) kolinesterazların güçlü inhibitörü olan paraoksonu hidroliz edebilen, arildialkilfostafaz sınıfı bir ester hidrolaz enzimidir. Enzim aktivitesi kalsiyuma bağımlıdır. Paraoksonaz polimorfizm gösteren bir enzim olup; enzim aktivitesi yüksek ve düşük aktiviteli iki allelin genetik kontrolü altındadır. Enzim polimorfizmine ait bu değişkenliğin molekülün 192. pozisyondaki amino asit farklılığından kaynaklandığı bildirilmiştir^4-6.

Paraoksonaz ve Arilesteraz (ARE), aynı gen tarafından kodlanan ve aktif merkezleri benzer olan esteraz grubundaki enzimlerdir. PON1’in polimorfik değişim gösterdiği bilinmesine karşın ARE enzimi genetik polimorfik bir değişim göstermemektedir. Yine iki enzimin doğal substratları farklı olmasına karşın PON1 enzimi ARE’nin doğal substratı olan fenil asetatı hidroliz edebilme yeteneğine sahiptir. Ayrıca PON1 ve ARE’nin iyi bilinen ortak özellikleri organofosfatları, aril ve alkil halojenürleri hidroliz etme yeteneğidir. PON1 enzimi LDL’yi oksidasyondan koruyucu özelliği ve hidrojen peroksit de dahil olmak üzere diğer radikalleri nötralize etme kapasitesi nedeniyle antioksidan işlevde de bulunmaktadır. ARE ise, PON1’deki değişimlerden etkilenmeyen asıl proteinin göstergesi olarak kabul edilmektedir^7-9. Bu çalışmanın amacı metabolik sendromlu hastalarda PON1 aktivite düzeyleri ile metabolik sendrom tanı kriterleri arasındaki ilişkinin incelenmesi ve plazma paraoksonaz düzeylerinin metabolik sendromun bir parçası olup olmadığının araştırılmasıdır.

Kan örnekleri; Fırat Tıp Merkezi Endokrinoloji Kliniğinde MS tanısı konulan hastalardan alınmıştır. Çalışmaya Metabolik sendrom tanısı alan yaş ortalaması 48.78±7.98 olan 45 hasta (36 kadın, 9 erkek) katılmıştır. Kontrol grubu olarak ise yaş ortalaması 45.38±11.5 olan 45 sağlıklı kişi (28 kadın, 17 erkek) gönüllü olarak katılmıştır. Bu kişilerden toplanan tam kan örneklerinde hemoglobin (Hb), hematokrit (Hct), trombosit (PLT) düzeyleri; serumda total kolesterol, trigliserid, düşük dansiteli lipoprotein (LDL), yüksek dansiteli lipoprotein (HDL), çok düşük dansiteli lipoprotein (VLDL), glukoz, insülin, ürik asit, aspartat aminotransferaz (AST), alanin aminotransferaz (ALT), gama glutamil transferaz (GGT), C-peptit düzeyleri ile PON1 ve ARE aktiviteleri araştırılmıştır.

Çalışmaya alınan kişilerde; şişmanlık (obezite) ölçütü olarak, vücut ağırlığının (kg) boyun karesine (m2) bölünmesiyle elde edilen vücut kitle indeksi (VKİ) kullanılmıştır. Çalışmaya alınanlarda VKİ>30 kg/m² olanlar obez olarak, VKİ=18.5-24.9 kg/m² olanlar ise normal kabul edilmiştir.

Hastalardan en az 12-14 saat açlık sonrası sabah saatlerinde kan örnekleri alınmıştır. Serumları ayrılacak kan örnekleri için düz biyokimya tüpü, tam kan ve plazma örnekleri için ise EDTA’ lı tüpler kullanılmıştır. Biyokimya tüplerine alınan kanlar 4000 rpm’de 10 dakika santrifüj edilerek serumları ayrılmıştır ve analizler yapılıncaya kadar serumlar –20ºC’de derin dondurucuda saklanmıştır.

Serumda biyokimyasal ölçüm parametreleri OLYMPUS-AU 600 marka otoanalizör kullanılarak belirlenmiştir. Serumda C-peptid düzeyleri IMMULITE 2000 ve insülin düzeyleri ELECSYS E170 marka hormon otoanalizöründe; Hb, Hct ile PLT düzeyleri ise COULTER GEN.S SYSTEM 2 cihazında saptanmıştır. İnsülin direncini yansıtan HOMA (Homeostasis Model Assessment) değerleri “açlık insülini (U/ml) x açlık plazma glukozu (mg/dl) / 405” formülü ile hesaplanmıştır¹⁰.

PON1 aktivitesi substrat olarak kullanılan paraoksonun (O,O-diethyl-O-p-nitrophenyl phosphate; Sigma Co, London, UK.) enzimatik olarak hidrolizi sonucu oluşan 4-nitrofenolün, ARE aktivitesi ise substrat olarak kullanılan Fenil Asetat (Sigma)’ın enzimatik olarak hidrolizi sonucu oluşan fenolün verdiği renkli ürünün Techcomp 8500 II UV/VIS spektrofotometresinde (Techcomp Ltd., China) ölçümü ile belirlenmiştir (11). PON1 aktivitesi için UNITE = 1nmol 4-nitrofenol/L serum/dk, ARE aktivitesi için ise UNITE= 1mikromol fenol/ml serum/dk olarak tanımlanmıştır.

İstatistiksel Analiz: Bütün değerler, ortalama ± standart hata ortalaması (mean±SEM) olarak verilmiştir. İstatistiksel değerlendirmelerde Student t testi, One-Way Anova testi ve Pearson korelasyon-regresyon analiz yöntemi kullanılmıştır. p<0.05 değeri istatistiksel olarak anlamlı kabul edilmiştir.

PON1 aktiviteleri; Metabolik Sendrom (MS) ve kontrol gruplarında (KG) karşılaştırıldığında metabolik sendrom hastalarının serum düzeyleri istatistiksel olarak anlamlı bir düşüklük göstermektedir (Tablo 1, Şekil 1). ARE aktiviteleri de MS’li hastalarda KG’na göre düşük bulunmakla birlikte, bu düşüklük istatistiksel olarak anlamlı bulunamamıştır (p>0.05). Kontrol grubu ile karşılaştırıldığı zaman MS’li hastaların serum glukoz, total kolesterol, LDL, VLDL, trigliserit, GGT, insülin, C-peptid düzeyleri ve HOMA değerleri kontrol grubuna göre anlamlı olarak daha yüksek, HDL değeri ise anlamlı olarak daha düşük bulunmuştur (Tablo 1; p<0.05).

Tablo 1: Kontrol ve MS Gruplarında Ölçülen Parametreler

Şekil 1: Kontrol grubu ve MS arasında PON1 aktivite düzeyleri. * : Kontrol grubuna göre anlamlı azalma (p<0.05).

Tablo 2: PON1 ile MS Tanı Kriterlerinin Sayısı Arasındaki İlişki

Şekil 2: Kontrol grubu ve MS arasında ARE aktivite düzeyleri

Metabolik sendromlu hastaların serum AST, ALT, ürik asit değerleri kontrol grubuna göre yüksek bulunmuş fakat bu yükseklik istatistiksel olarak anlamlı bulunamamıştır (Tablo 1; p>0.05). MS’li hastalara ait kan PLT, Hb ve Hct değerlerinde kontrol grubuna göre anlamlı bir farklılık tespit edilememiştir (p>0.05). Çalışmada metabolik sendromlu hastaların HOMA (6.61±3.09) değerleri kontrol grubuna göre (2.33±1.28) anlamlı olarak yüksek bulunmuştur (p<0.05; Tablo 1).

Metabolik sendrom (MS), bir bireyde genetik faktörlere ve çevresel etkenlere bağlı olarak ortaya çıkan, birden fazla kardiyovasküler risk faktörünün kümelendiği hastalıklar grubudur. MS'in başlıca komponentleri hiperglisemi, hipertansiyon, dislipidemi, viseral obesite, hiperkoagulabilite olarak sıralanmaktadır. Temelinde yatan esas fizyopatolojik olay, hedef dokuların insülinin uyardığı glukoz kullanımına direncidir. Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde yaşam tarzı değişiklikleri sonucu bir epidemi haline gelen MS, ateroskleroza bağlı kardiyovasküler hastalıkların sıklığında artışa yol açmaktadır¹².

Metabolik sendrom, insülin direnciyle başlayan abdominal obezite, glukoz toleransı veya diabetes mellitus, dislipidemi, hipertansiyon ve koroner arter hastalığı (KAH) gibi sistemik bozuklukların birbirine eklendiği ölümcül bir endokrinopatidir¹⁰.

Bu çalışma; MS’li hastalarda PON1 enzim aktiviteleri ile MS kriterleri ve diğer serum analizleri arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amacıyla planlanmıştır. MS kriterleri insülin direncine bağlı olarak gelişip canlı organizma için zararlı etkiler meydana getirmektedir. Bu zararlı etkilerden bireyi koruyan antioksidan moleküller ve enzimler bulunmaktadır. MS kriterlerindeki artış ve metabolik anormalliklerin yaygınlaşmış olması ve ciddi bir sağlık sorunu oluşturması nedeniyle bu çalışmanın yapılmasına karar verilmiştir.

Serum Paraoksonazı (PON1), HDL’ye bağlı bir enzim olup LDL oksidasyonunu inhibe ederek antiaterosklerotik fonksiyon göstermektedir. Serum PON1 aktivitesi ve PON1 gen polimorfizminin kardiak risk için belirleyici olabileceğine dair güçlü veriler mevcuttur. Tip 1 ve 2 diyabetik hastalarda PON1 aktivitesinde azalma olduğu gösterilmiştir. Diabetiklerde PON1 aktivitesindeki düşüş PON1 enzimindeki glikozilasyon nedeniyle enzim aktivitesindeki azalmadan kaynaklanıyor olabilir. Tip 1 diyabetik hastalarda endotel disfonksiyonu ve uzun dönemde makrovasküler komplikasyonların patogenezinde PON1 aktivitesindeki azalmanın da rol oynadığı ileri sürülmektedir¹³.

Düşük PON1 aktivitesinin dislipidemi, diabetes mellitus, ileri yaş, sigara içimi, hipertansiyon ve artmış oksidatif stresle ilişkili olduğu gösterilmiştir. Gerçekten oksidatif stres, metabolik sendromun bir anahtar komponenti olan insülin rezistansının derecesini göstermektedir. MS’li hastalar ile hasta olmayan bireyler karşılaştırıldığında; MS’li hastaların serum PON1 aktivitesinin anlamlı bir şekilde azaldığı ve lipid peroksit konsantrasyonunun anlamlı bir şekilde arttığı ortaya konulmuştur¹⁴. Çalışmamızda MS’li hastaların PON1 aktivitesinde KG’na göre istatistiksel olarak anlamlı bir düşme görülmektedir (Tablo 1, Şekil 1; p<0.05). MS’li hastalarda PON1 aktivitesinin düşmesinin temel nedeni HDL düşüklüğünden kaynaklanmaktadır. MS’li hastalarda serum ARE aktiviteleri de KG’na göre düşük bulunmakla birlikte, bu düşüklük istatistiksel olarak anlamlı bulunamamıştır (Tablo 1; p>0.05). PON1 antiaterojen olan HDL’nin ana yapısında bulunan bir antioksidan olduğu için PON1 aktivitesindeki azalma; MS için önemli bir risk faktörüdür⁷. Bu nedenle metabolik sendromda PON1 aktivitelerindeki azalma HDL düzeylerindeki düşüklük ile açıklanabilir.

Bizim çalışmamızda, hasta grubuna NCEP ATP III (Amerikan Ulusal Kolesterol Eğitim Programı Üçüncü Erişkin Tedavi Paneli) raporunun teşhis kriterlerine göre metabolik sendrom tanısı konulmuş ve en az üç kriterin bir arada bulunması sağlanmıştır. Hastalar taşıdıkları kriter sayısına göre; 3,4 ve 5 kritere sahip olan hastalar olarak üç gruba ayrıldığında; kriter sayısı arttıkça PON1 aktivitesinin azaldığı dikkati çekmiştir (Tablo 2). Senti ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada da, hastaların metabolik komplikasyonlarının sayısında artış ile PON1 aktivite düzeylerinde anlamlı bir azalma eğilimi gösterilmiştir¹⁴.

Çalışmamızda MS’li hastalarda kolesterol, LDL, VLDL ve trigliserit değerlerinde KG’na göre istatistiksel olarak Bulmuş ve Ark anlamlı bir artış dikkati çekmektedir (Tablo 1; p<0.05). MS’li hastaların HDL değerleri ise KG’na göre anlamlı olarak düşük bulunmuştur (Tablo 1; p<0.05). PON1 aktivitesi ile lipid parametreleri arasındaki ilişki, MS’li hastaların serum PON1 aktiviteleri ile trigliserit, kolesterol, LDL ve VLDL düzeyleri arasında anlamlı negatif ilişkinin (p<0.05) varlığı ortaya konulmuştur. Ayrıca MS’de HDL ile PON1 aktivitesi arasında anlamlı pozitif bir ilişki tespit edilerek literatür¹⁴ ile örtüşen bir sonuç tespit edilmiştir (Tablo 1; p<0.05).

Metabolik sendromun önemli patogenik faktörü olan insülin direnci ve yağ dokusunda artış, tip 2 DM patogenezinde de iş birliği içinde görülmektedir. İnsülin direncinde; bir yandan plazma lipoprotein lipaz (LPL) aktivitesi azalıp plazma trigliseritleri artarken, bir yandan da karaciğerde LPL aktivitesinin artması nedeniyle HDL'nin yıkımı hızlanır. İnsülin direncinin özelliklerinden biri de artmış plazma serbest yağ asitleri (SYA) konsantrasyonudur. SYA karaciğerde trigliserit birikmesini uyarır. Ayrıca yağ alımının insan ve hayvan çalışmalarında serum PON1 aktivitesini azalttığı gösterilmiştir¹⁵.

Çalışmamızda MS’li hastaların glukoz değerlerinde anlamlı bir artış gözlenmiştir (Tablo 1; p<0.05). Tip 2 DM gelişme sürecinde öncelikle ortaya çıkan, dokuların insülin etkisine karşı direnç geliştirmesidir; hiperglisemi ise daha sonra belirir. Dokuların insülin duyarlılıkları birbirinden farklı olduğundan, insülin direnci başladığında öncelikle kasta glukoz yıkımı azalır ve bu postprandial hiperglisemiye yol açar. Bu durumu daha belirgin bir insülin etkisizliği izler ve karaciğerden glukoz çıkışı artar¹⁶. Persistan hipergliseminin serbest radikal üretimine ve proteinlerin glikolizasyonuna neden olduğu gösterilmiştir. Serbest radikal üretimindeki artış ve proteinlerin glikolizasyonu, endotel bütünlüğüne zarar vermekte, ayrıca LDL oksidasyonunu ve köpük hücre oluşumunu arttırmaktadır¹⁶.

MS’li hastalarda insülin ve C-peptid düzeyleri ile insülin direncini yansıtan HOMA değerlerinin kontrol grubuna göre anlamlı olarak yüksek olduğu tespit edilmiştir (Tablo 1; p<0.05). Kan insülin düzeyinde artma ve HOMA değerleri, periferik insülin rezistansını göstermektedir. Metabolik anormallikler grubu içinde insülin rezistansı metabolik sendromun özünü teşkil etmektedir. Oksidatif stres ve eş zamanlı antioksidan savunma mekanizmalarının azalması, insülin rezistansının ilerlemesi ve artan lipid peroksit düzeyleri, hücresel organellerin ve enzimlerin hasarına yol açabilmektedir¹⁷.

HDL ilişkili PON1, okside-LDL’den lipid peroksitlere karşı temel bir savunma bariyeri olarak düşünülebilir. LDL’nin oksidasyonunu azaltan HDL’nin bu yeteneği büyük ölçüde PON1’e atfolunmuştur¹⁸. PON1, lipid peroksitlerin yanı sıra hidrojen peroksit üzerine de etkilidir. Aterogenez sırasında arter duvar hücrelerince üretilen major toksik oksijen metaboliti olan hidrojen peroksit, oksidatif koşullarda daha potent ürünlere dönüşerek LDL oksidasyonuna neden olmaktadır¹⁹. MS’li hastalarda serum LDL ve lipid düzeylerinin yüksek bulunması, PON1 aktivitesi ve HDL düzeylerinin düşük bulunması ve diğer major ve minör risk faktörlerinin birlikte olması MS’nin oluşumunu ve komplikasyonların şiddetini artırmaktadır.

Çalışmamızda MS grubunda GGT düzeylerinin KG’na göre anlamlı şekilde yüksek olduğu tespit edilmiştir (Tablo 1; p<0.05). Bu sonuç MS kriterlerinin karaciğer fonksiyonları üzerine olumsuz etkisi olduğunun göstergesi olabilir. Karaciğer fonksiyonlarında önemli bozukluklar tespit edilmemiş ve PON1 aktiviteleri ile karaciğer fonksiyon testleri arasında bir ilişki bulunamamıştır. GGT çoğu hücrenin dış yüzeyinde yer alıp, hücre içi antioksidan koruyucu mekanizmaların önemli bir ögesi olan glutatyon alımına aracılık etmektedir. Ayrıca, birçok kalp-damar hastalığı risk faktörü yada metabolik sendrom ögesi ile birlikte serumda GGT düzeyinde artışa rastlandığı bildirilmiştir. GGT'nin başlıca belirleyicileri olarak alkol kullanımı doğrulanmış, ancak metabolik sendromla ilgili değişkenlerin de bu enzimi etkileyebileceği ortaya konulmuştur. GGT'yi belirleyen ögeler arasında bel çevresi ve açlık insülin düzeyleri ile metabolik sendromla yakın ilişkili olan ürik asit de yer almaktadır²⁰.

Bu çalışmada metabolik sendromlu hastaların çoğunlukla hipertansif olduğu gözlemlenmiştir. Sistolik kan basıncının MS’li hastalarda anlamlı olarak arttığı görülmüştür (Tablo 1; p<0.05). Hipertansiyon insülin direncine bağlı olarak ortaya çıkmaktadır. Metabolik sendromlu kişilerde de primer olarak insülin rezistansı ve bundan dolayı hiperinsülinemi bulunmaktadır. İnsülin böbreklerde sodyum ve su retansiyonunu artırmaktadır. İnsülin ve IGF-1 (İnsülin benzeri büyüme faktörü-1) damardaki düz kas hücrelerinin poliferasyonuna yol açtığından, damar cidarları kalınlaşıp bu riskin daha da yükselmesine sebep olmaktadır. Damar lümeni daralmakta ve arteriyel dolaşım bozuklukları ortaya çıkmaktadır. Bu arada hücrelere gidecek insülin ve glukoz miktarında da azalma olacağından, hiperinsülinemi ve insüline karşı direnç daha da artmaktadır. Damar lümeninde daralmalar perifer damar direncini arttırmakta ve hipertansiyon ortaya çıkmaktadır. MS için önemli bir risk faktörü olan hipertansiyon, vasküler endotelyal disfonksiyona yol açarak, vazodilatatör yanıtı azaltmakta ve bunlara bağımlı olan mekanizmaları aktive ederek ateroskleroza neden olmaktadır²¹. Bu da kalbin yükünü artırıp, miyokardın oksijen ihtiyacının fazlalaşmasına yol açmaktadır. Vücut hareketleri sonucu miyokard yeterince kanla beslenemezse stenokardi şikayetleri ortaya çıkmaktadır. Bu rahatsızlıklar sonucu enerji sağlamak için gerekli olan mekanizmalarda da bir değişme görülmektedir. Yağ asitlerinin oksidatif yıkılmaları yerine, amino asitlerinin oksidasyonu enerji sağlamak için ön plana geçmekte ve protein yıkımının arttığı katabolik bir durum ortaya çıkarmaktadır. Amino asitlerden enerji sağlanmasının sonucu olarak kanda ürik asit seviyesi de artmaktadır²¹. Çalışmamızda MS’li hastaların ürik asit seviyelerinde kontrol grubuna göre anlamlı bir değişiklik tespit edilememiştir.

Ülkemizde ölümcül hastalık sıralaması içinde yer almakta olan metabolik sendrom ve bu hastalığın oluşumunu artıran risk faktörlerinin araştırılmasının; hastalığın klinik seyri ve tedavisi ile erken teşhisi açısından yarar sağlayacağına inanmaktayız.

PON1 ve ARE enzimlerin aktivitesindeki azalmalar lipid düzeylerindeki değişiklikler ile paralel sonuçlar göstermekte; MS ve risk faktörleri bulunan bireylerde PON1 aktivitesindeki azalmaların genel olarak lipid metabolizmasındaki patolojilerden kaynaklanabileceği düşünülmektedir.

Sonuç olarak; PON1 enzim aktivitelerine göre belirlenen fenotiplemenin MS’in teşhisinde önemli bir biyokimyasal parametre olduğu ve PON1 enzim aktivitelerindeki azalmanın MS’e yatkınlığı arttırdığı; diğer etiyolojik risk faktörlerinde de PON1 aktivite düzeylerinin azaldığı ortaya konulmaktadır. MS’li hastaların PON1 aktivitesindeki azalmanın HDL kolesteroldeki azalma ile ilişkili olduğunu ve paraoksonazın gelecek zamanlarda metabolik sendromun erken tanı ve tedavisinde önemli yer tutacağını ileri sürmekteyiz. Ek olarak metabolik sendromun zararlı etkilerinden kurtulabilmek için daha fazla fiziksel aktivite, daha sağlıklı beslenme ve az stresli bir yaşam tarzını benimsemek gerektiğini düşünmekteyiz. Metabolik sendromlu hastalarda PON1 aktivite düzeyleri incelenerek; paraoksonaz düzeylerinin metabolik sendromun teşhisi ile tedavi prosedürünün düzenlenmesinde laboratuar yönüyle klinik çalışanlarına yardımcı olunmasına çalışılmaktadır. Bu çalışma ile metabolik sendromun patogenezi ve tedavi prosedürü ile ilgili ileride yapılacak çalışmalara destek sağlanabileceği düşünülmektedir.