OXIDATÍV STRESSZ PORPHYRIA CUTANEA TARDABAN Dr. Székely Edit Ph.D. Mediconsult Group Kft. 2014. 11.20.

A POPRPHYRIA BETEGSÉGEK EGYIK FAJTÁJA A PORPHYRIA CUTANEA TARDA (PCT) A porphyria nagyon ritka betegség, ezért felismerése sokszor nehézségekbe ütközik Mi a ritka betegség? A ritka betegségben szenvedő egyén sokszor diagnózis, kezelés és kutatás nélkül, és szinte minden remény nélkül küzd a betegséggel. Előfordulási gyakorisága kisebb, mint 1/2000 (Európai definíció). • 6000 - 8000 féle ilyen betegséget azonosítottak már (definíciótól függően). Életveszélyes, vagy krónikus leépüléssel járó betegségek, magas szintű komplexitással. Többségük együtt jár valamilyen súlyos fogyatékossággal. A betegek életminőségét gyakran rontja, az önállóságuk csökkenése, vagy elvesztése.   Nincs létező hatásos gyógymód. A betegségek 80 %-a genetikai eredetű. Nincs elegendő információ róluk. A kutatási aktivitás is nagyon gyér.

Expand                                                                                                            RIROSZ Ritka és Veleszületett Rendellenességgel Élők Országos Szövetsége

RIROSZ Ritka és Veleszületett Rendellenességgel Élők Országos Szövetsége A RITKA BETEGSÉGEK világnapja minden év februárjának utolsó napja. 2014-ben a világnap fő témája: „A ritka betegségek speciális ellátási és gondozási szükségletei „ Helyszín: Magyar Mezőgazdasági Múzeum Miért szervezik a ritka betegségek napját: Mert a számos helyen és számos országban egyidejűleg végzett cselekvés biztosíthatja, hogy minél több ember figyeljen fel a ritka betegek hangjára.

PORPHYRIÁK A BIOSZINTÉZISÚT HIBÁI A porphyriák kialakulásában a haembioszintézis zavarának fontos szerepe van. A haemoglobin alkotó részei: a haem és a globin. A heamoglobin szállítja az oxigént a szövetekhez, és a szén-dioxidot a tüdőbe. Ha a haembioszintézisben résztvevő enzimek valamelyike sérül, akkor az előanyagok, a porfirinek felhalmozódnak a vérben és a szervezetben. A haem képzése nem elégséges, haemoglobin sem termelődik rendesen és kialakul a porphyria valamelyik fajtája.

A HEMBIOSZINTÉZIS Meghatározó enzime a delta-aminolevulinsav-szintetáz. Végterméke a hem: - amely részben mint a hemproteinek prosztetikus csoportja használódik fel, - részben az intracelluláris szabad hempool-ba kerül és negatív feedback hatású a delta-aminolevulinsav-szintetáz enzimre. Így saját bioszintézisét szabályozza.

PORPHYRIÁK KIALAKULÁSA A klinikai tünetek indukáló tényezők hatására, a hembioszintézisben bekövetkező változásoknak megfelelően alakulnak ki. - Endogén indukáló tényezők: pubertás, praemenstruum, graviditás - Exogén indukáló tényezők: éhezés, súlyos fertőzések, vegyszer, alkohol, ólom és általában a nehézfémek. Legfontosabbak a gyógyszerek. A gyógyszerek nagy csoportja metabolizációja során citokróm P 450-et használ, és ezzel fokozza a hem hiányát, mások pedig az enzimek működését tovább csökkentik.

AKUT PORPHYRIÁK A porphyriák osztályozása a szerv szerint, ahol a hembioszintézis zavara a legkifejezettebb és a klinikai kép alapján történik. Az akut porphyriák életveszélyes állapotot okozhatnak. Az akut intermittens porphyria a leggyakoribb porphyria fajta Delta-aminolevulinsav-dehidratáz defekt porphyria a legritkábban előforduló porphyria. Öröklödés: - Autoszomális domináns módon : - Akut intermittens porphyria 11-es kromoszóma - Variegata porphyria 1-es kromoszóma - Hereditaer coproporhyria 3-as kromoszóma - Autoszomális recesszív módon: - Delta-aminolevulinsav-dehidratáz porphyria 9-es kromoszóma

AKUT PORPHYRIÁK FORMÁI Akut intermittens porphyria (AIP) - Porfobilinogén-deamináz Hereditaer coproporphyria (HCP) - Koproporfirinogén-oxidáz Variegata coproporphyria (VP) - Protoporfirinogén-oxidáz ALA dehidratáz defect porphyria - DALA dehidratáz - Ritka

NEM AKUT PORPHYRIÁK Jellemzőek a napfénynek kitett helyeken jelentkező bőrelváltozások és a fokozatosan kialakuló májlézió. A megfelelő enzim csökkent működése következtében felszaporodó porfirinek fototoxikusak. Elnyelik a közönséges 300 nm körüli hullámhosszúságú fénysugarakat és a 400-410 nm-es, ún Soret-sávba eső ultraibolya sugarakat is. A fénysugarak áthatolnak a bőrfelület rétegein és a porfirin molekula kettős kötéseiben lévő elektronokat gerjesztik. A folyamat során felszabaduló energia, amely fluoreszcencia formájában is megnyilvánul, fokozza a toxikus porfirinek szövetekbe áramlását.

NEM AKUT PORPHYRIÁK FORMÁI Porphyria cutanea tarda (PCT) - uroporfirinogén-dekarboxiláz Erithropoeticus protoporphyria (EPP) - ferrokelatáz Congenitalis erythropoeticus porphyria (CEP)- Günther kór - uroporfirinogén - III.- koszintetáz - Ritka - Magyarországon még nem fordult elő

A klinikai megjelenés megelőzése A megelőzés a kezelés legfontosabb eszköze. Feltétele az időben, a korai fázisban megállapított diagnózis. Fontos a betegek vérrokonainak széles körű szűrővizsgálata. A betegeket és hordozókat gondozásba veszik. A betegségükről igazolványt kapnak, és megkapják az alkalmazható gyógyszerek jegyzékét. Tájékoztatják őket a helyes életmódról és az indukáló tényezők kerüléséről: alkohol- és nikotin absztinencia, gyakori és rendszeres étkezés. A napi kalóriaszükséglet 55-60%-át szénhidrátokból fedezzék.

PORPHYRIA CUTANEA TARTDA (PCT) A leggyakoribb porphyria, amely az uroporfirinogén-dekarboxiláz (UROD) enzim csökkent aktivitásának következménye. Sporadikus formában - az összes eset 75-80%-ában az UROD enzim csökkent aktivitásának mechanizmusa nem ismert. A klinikai kép kialakulásában több endogén és exogén tényező együttes hatásának van fontos szerepe: Legfontosabbak: - a haemochromatosis gén és a citokróm P 450 család génmutációja. - a vasanyagcsere öröklött vagy szerzett zavara, (a vasraktározás fokozott). - az alkohol (a ferrokelatáz enzimet gátolja és ezzel a szöveti vasszintet tovább emeli).

PORPHYRIA CUTANEA TARTDA (PCT) - vírusfertőzések: a betegek 50%-ban hepatitis C-vírus-fertőzés észlelhető - gyógyszerek: ösztrogének, postmenopausaban alkalmazott kezelés nőkben gyakori kiváltó tényező vagy férfiaknál a prostata carcinoma ösztrogén-kezelése. - nikotin és különböző vegyszerek, amelyek a citokróm P450 enzimet indukálják. - haemodialysis: a plazmában lévő porfirin-protein komplex molekulatömege miatt nehezen hatol át a kezelés során használt filteren, így a plazmában felszaporodik.

PORPHYRIA CUTANEA TARTDA (PCT) Familiáris forma: - az összes eset 20-25%-a – amelyben az UROD enzim csökkent aktivitása minden szövetben, így a vörösvérsejtekben is kimutatható. Autoszomális domináns módon öröklődik. Az öröklődő információt az 1-es kromoszóma hordozza. Mindkét formában a májbiopszia útján nyert minta UV-fényben vörös színű autofluoreszcenciát mutat. Leggyakrabban siderosis, steatosis hepatis, krónikus hepatitis és cirrhosis jelei észlelhetők.

OXIDATÍV STRESSZ

FÉMIONOK A porfirinek és a vasfelhalmozódás következtében a szabadgyökös reakciók indukálódnak. A PCT-ban a növekvő raktározott vas a májban direkt vagy indirekt módon az oxidatív stresszt váltja ki (3). A vasterhelés alapján vetődik fel az a kérdés, hogy a szervezet redox-homeostasisában szereplő egyéb fémionok, mint a réz, mangán, cink koncentrációviszonyai hogyan alakulnak porphyria cutanea tardában szenvedő betegeknél. Változik-e a kén, foszfor és szelén koncentrációja antioxidáns kezelés során. Milyen mértékben változik az enzimatikus (SOD, GSHPx) antioxidáns védekezés porphyria cutanea tardában?

FÉMIONOK PHLEBOTOMIZÁLT PCT BETEGEK VÉRÉNEK FÉMION ÉRTÉKEI Fémionok (μg/g) Kontroll (n=6) PCT (n=8) Kimutatási határ Al 0,658±0,313 2,748±1,169 0,1 B 0,657±0,493 2,402±1,04 0,02 Ba 0,013±0,005 0,108±0,048 * 0,002 Ca 53,64±11,89 66,41±26,79 Cu 0,738±0,159 0,706±0,130 0,01 Fe 530,4±51,7 483,82±51,18 K 1790±183 1542,74±225,06 0,5 Mg 41,37±6,15 32,52±5,96 * 0,0025 Mn 0,105±0,071 0,039±0,015 0,005 Na 2323,00±160,00 2270,01±139,09 0,05 P 329,60±18,31 297,22±24,48 * 0,25 S 1501±83 1319,70±145,49 * Zn 7,85±0,99 6,79±1,78 0,001 * szignifikáns vs. kontroll

OXIDATÍV STRESSZ Az oxidatív stressz több szinten befolyásolja a sejtműködést: - egyrészt több extracelluláris folyamatot indít be: Szabad gyökök hatására az extracelluláris szignálregulált kinázok (ERK1/2), a c-Jun N-terminális kinázok (JNK/SAPK) és a p38 mitogénaktivált proteinkinázok (MAPK) gyorsan aktiválódnak, és így fontos szerepet játszanak az apoptózis indukciójában. * Az apoptózis programozott sejthalál, melyben a maganyag és a sejtorganellumok fragmentálódnak, míg a plazmamembrán ép marad.

OXIDATÍV STRESSZ - másrészt intracellulárisan módosíthatja a ligandok receptorokhoz való kapcsolódását a jelátvitel során (1). Az intracelluláris redoxi-állapot legfontosabb elemei: - a ciszteintartalmú fehérjék, - a glutation oxidált/redukált alakjának aránya. A GSH közvetlenül is részt vesz az oxigén szabad gyökök közömbösítésében. A tioredoxin és a glutaredoxin, valamint más fehérjetiolok a NADPH hidrogénjének felhasználásával szintén részt vesznek a redox-homeostasis fenntartásában. A tioredoxin és a glutaredoxin a NADPH hidrogénjének felhasználásával a ribonukleotid-difoszfát-reduktáz enzim segítségével Mg2+ ionok jelenlétében a ribonukleotidokat dezoxinukleotidokká redukálják.

OXIDATÍV STRESSZ A tioredoxin a fehérjék szulfhidril-csoportjainak redukálását végzi, ezáltal befolyásolja a fehérjék térszerkezetének változásait, a receptorhelyek kialakulását és a transzkripciós faktorok ( pl. NF-kB) aktiválását. A protein-diszulfid-izomeráz (PDI) a proteinek térszerkezetének kialakításában vesz részt. Ez az enzim képes a dehidroaszkorbinsavat visszaredukálni aktív formájába. A γ-glutamil-transzpeptidáz kulcsenzim az intracelluláris redukált glutation homeosztázisában és a sejten belüli redox-állapot fenntartásában. A γ-glutamil-transzpeptidáz reakcióban képződő H2O2 részt vesz az NF-κB aktivításában.

OXIDATÍV STRESSZ Az NF-κB szabályozza a citokinek, sejtfelszíni receptorok, antioxidáns enzimek génjeinek expresszióját. Az NF-κB szerepet játszik a gyulladásos folyamatokban és a sejthalál kontrolljában is. Az NF-κB aktiválásával képződő TNF-alfa, a retinoidok, a toxinok és a szabad gyökök az apoptózist válthatják ki. Az apoptózisban, a tumoros folyamatok kialakulásában a Bcl2 protoonkogén és a p53 protein játsszák a meghatározó szerepet (2).

OXIDATÍV STRESSZ A szuperoxid-dizmutáz (SOD) és a kataláz dizmutáció révén, míg a glutation-peroxidáz (GSH_Px) oxido-redukciós reakcióban fejti ki antioxidáns hatását. A SOD a szuperoxid-gyök, míg a másik két említett enzim a hidrogén-peroxid semlegesítését végzi. Az extracelluláris tér kevésbé védett a szabadgyök-hatásokkal szemben. A védelem legfontosabb eleme a coeruloplasmin, mely a lipidperoxidációt katalizáló ferrovasat ferrivassá alakítja át. Számos kismolekula, mint pl. glükóz és a bilirubin szintén rendelkeznek antioxidáns tulajdonságokkal.

OXIDATÍV STRESSZ Az oxidáció elleni védelemben az enzimatikus antioxidánsok mellett számos antioxidáns tulajdonságú molekula vesz részt. A plazmában található nem enzimatikus molekulák fontos antioxidánsok: az albumin, húgysav és bilirubin. Nagy gyökfogó kapacitásuk van. Ezek a plazma teljes antioxidáns kapacitásának 50-80%-át teszik ki. A plazmában kisebb koncentrációban jelen van a zsíroldékony E-vitamin (4), béta-karotin, vagy a vízoldékony C-vitamin és az alfa-liponsav (5). Ezek lehetnek antioxidánsok, vagy éppen oxidációt elősegítő, prooxidáns tulajdonságúak.

X. + -CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2- ANTIOXIDÁNSOK Az E-vitamin univerzális antioxidáns. Az E-vitamin képes 1000 lipidmolekulát megvédeni a lipidperoxi-dációtól. Azt a folyamatot, mikor a lipidet lipidszabadgyök állapotba hozzuk (szabadgyök iniciátor segítségével), mely így képes reakcióba lépni az oxigénnel, melynek eredményeként a reakció során peroxiszabadgyök keletkezik, lipidperoxidációnak nevezzük. X. + -CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2- -H X. lehet egy szabadgyök,-szubsztancia, ami leggyakrabban molekuláris oxigén vagy hidroxilgyök.

ANTIOXIDÁNSOK Az oxigén hozzáadódik az alkilgyökhöz, peroxigyök keletkezik. Az E-vitamin különböző gének aktiválásán és gátlásán keresztül befolyásolja a redox-homeosztázist. Az E-vitamin gátolja az 5-lipoxigenáz enzim hatására kialakuló hidroperoxi-eikozatetraénsavak (HPETE) és leuko-triének képződését is. Az E-vitamin képes a prosztaglandin bioszintézis által kiváltott szignál transzdukciót befolyásolni. l

Az E-vitamin hatásmechanizmusa ANTIOXIDÁNSOK Az E-vitamin hatásmechanizmusa   

ANTIOXIDÁNSOK A plazma E-vitamin-szint összefügg a plazma lipidszintekkel, különösen az össz-koleszterin és az LDL-koleszterin koncentrációval. Mivel az E-vitamin főleg a lipoproteinek belsejében szállítódik, plazmakoncentrációjának változása tükörképe a lipoprotein-szint változásának. A thrombocyták E-vitamin-koncentrációja és az alvadási faktorok között negatív összefüggést mutattak ki. Az aszkorbinsav és a redukált glutation (GSH) képesek a tokoferoxil gyököt regenerálni.

ANTIOXIDÁNSOK Megállapítottuk, hogy sporadikus PCT-ban az oxidatív stressz fontos szerepet játszik a betegség patogenezisében. PCT-ban szignifikánsan csökken az antioxidáns védelem. A PCT-ban szenvedő betegek E-vitamin-kezelése javította a cutan tüneteket és tovább csökkentette a vizelet uroporfirin koncentrációját. A változás szignifikáns volt. Az E-vitamin-kezelés kedvezően befolyásolta a nem specifikus redox-paraméterek értékeit, azonban nem javult a GSH-Px enzimaktivitás a betegeknél E-vitamin alkalmazása után.

E-vitamin-kezelés Vizelet uroporfirin vizsgálata PCT betegeknél (x±SD) Oxidatív paraméterek és vitamin szintek PCT betegeknél E-vitamin kezelés hatására Paraméterek Kontroll (n=10) PCT (n=23) PCT-E TBARS (mol/l) 23,38+10,34 48,69+7,33* 25,75+10,21** H-donor-aktivítás (%) 60,62+1,98 44,17+4,08* 63,59+4,12** SH-csoport (mmol/l) 0,85+0,07 0,41+0,07* 0,47+0,11* Eritrocita GSH-PX (megközelítő érték) 419,92+66,18 299,9+84,55* 300,82+52,52* E-vitamin (mol/l) 28,55+1,38 26,99+8,22 31,96+17,59 A-vitamin (mol/l) 1,95+0,08 2,08+0,7 2,32+1,0   (PCT= phlebotomiával kezelt PCT betegek, PCT-E= phlebotomiával és azután E-vitaminnal kezelt PCT betegek, * szignifikáns (p<0.05) vs. control, ** szignifikáns (p<0.05) vs. PCT).

ANTIOXIDÁNSOK Alfa-liponsav, metabolikus antioxidáns a piruvát-dehidrogenáz enzimrendszer kofaktora. Koenzim tulajdonságát a reverzibilis diszulfid-szulfhidril átalakulás biztosítja. Az alfa-liponsav megvéd a Zn-hiány hatásaitól. A liponsav scavengeli a .OH, a HOCl- , a 1O-2 és peroxil-gyököket. A dihidroliponsav a O- .2 , .OH, a HOCl-, és a perferril gyököket scavengeli. Prooxidáns tulajdonsága a Fe3+ redukcióján keresztül érvényesül. Sem a liponsav, sem redukált származéka nem scavengeli a H2O2-ot.

Alfa-liponsav-kezelés Mindhárom betegcsoportban az alfa-liponsav-kezelés hatására csökkent a vizeleturoporfirin koncentráció. A szérumvas-koncentráció alfa-liponsav-kezelés után nem szignifikánsan, de alacsonyabbak voltak, mint a kezelés előtti középérték mindhárom betegcsoportban. Az alkoholos májbetegség patogenezisében a megnőtt szérumvas-koncentráció a ferritin-szint emelkedéséhez vezet a porphyria cutanea tarda betegeknél.

Alfa-liponsav-kezelés A szérumferritin-szint növekedése felhívja a figyelmet további vizsgálat szükségességére. A vércukorszint mindhárom kezelt csoportban mérsékelt javulást mutatott. A kezelés eredményeként mindhárom betegcsoportban mérsékelten csökkentek a HbA1c értékei, de a 2-es típusú diabetesz, alkoholt fogyasztó PCT betegcsoportban nagy volt a szórás.

Alfa-liponsav-kezelés PCT BETEGEK TELJES-VÉRÉNEK FÉMION KONCENTRÁCIÓJA ALFA-LIPONSAV KEZELÉS HATÁSÁRA (p<0,05) FÉMION (átlag±SD) KONTROLLOK (n=6) PCT kezelés előtt (n=9) kezelés után Cu (μg/g) 0,738±0,159 0,63±0,27 0,60±0,20 Fe (μg/g) 530,4±51,7 402,4±67,0 * 358,5±54,7 * Zn (μg/g) 7,85±0,99 4,55±1,74 * 4,26±1,13 * Mg (μg/g) 41,37±6,15 31,14±2,76 * 26,99±7,71 * K (μg/g) 1790±183 1656±210 1309±336* S (μg/g) 1501±83 1516±293 1332±313 P (μg/g) 329,6±18,30 336,1±4,9 238,4±87,1* Se (pg/g) 83,31±11,71 63,78±60,35 99,33±48,88 Szignifikáns p<0,05 * vs. kontroll  

ANTIOXIDÁNSOK A liponsav és redukált formája egyaránt kiváló metabolikus antioxidáns. Mindkét formában részt vesznek a szervezet antioxidáns redox-ciklusában. Az alfa-liponsav-kezelés porphyria cutanea tardában tovább csökkentette a Zn, Mg, S, P és Cu koncentrációkat, azonban a Se koncentráció a kontrollértéket elérte a kezelést követően. Gyógyszerként mellékhatását még nem tapasztalták.

IRODALOMJEGYZÉK Yilmaz MI., Saglam M., Caglar K., Cakir E., Sonmez A., Ozgurtas T., Aydin A., Eyileten T., Ozcan O., Acikel C., Tasar M., Genctoy G., Erbil K., Vural A., Zoccali C. The Determinants of Endothelial Dysfunction in CKD: Oxidative Stress and Asymmetric Dimethylarginine. Am J Kidney Dis. 2006 Jan., 47 (1): 42-50. Rust C, Gores GJ. Apoptosis and liver diseases. Am. J. Med. 2000, 108: 567-574. Mukerji SK, Pimstone NR. Free radical mechanism of oxidation of uroporfirinogen in the presence of ferrous iron. Arch. of Biochem. and Biophysics 1990, 281: 177-184. Wayner DDM., Burton Gw., Ingold KU., Barclay LRC., Locke SJ. The relative contributions of vitamin E, urate ascorbate and proteins to the total peroxyl radical-trapping antioxidant activity of human blood plasma. Biochem. Biophys. Acta. 1987, 924: 408-419. Noda Y., Ogata K., Mori A. Antioxidant activities of novel alfa-lipoic acid derivatives: N-(6,8-dimercaptooctanoyl)-2-aminoethanesulfonate- and N-(6,8-dimercaptooctanoyl)-L-aspartate-zinc complex. Res Commun Mol Pathol Pharmacol. 2003, 113-114: 133-147.

Köszönöm a figyelmet!