Organik fosforlu veya Karbamat Pestisitler ile Zehirlenmelerde Kolinesteraz (ChE) Enzim Aktivitesi

Kolinesteraz enzim aktivitesi organik fosforlu veya karbamat pestisitler gibi anti-kolinesteraz bileşiklere maruz kalmanın tespit edilmesinde kullanılan bir tanı parametresidir.

Bir başka ifade ile, organik fosforlu veya karbamat pestisitler ile zehirlenme belirtileri gösteren hastaları teşhis etmek için en sık kullanılan ve tercih edilen parametredir. Bu tip pestisitler insanlarda ve evcil hayvanlarda ChE enzim aktivitesini inhibe ederek toksik etkiye yol açmaktadır; Karbamat bileşikler ChE enzimini geri dönüşümlü inaktive ederken, organik fosforlu bileşikler geri dönüşümsüz inhibe etmektedir. Buna ek olarak, insan hekimliğinde serum ChE aktivite tayini karaciğer fonksiyonunu değerlendirmek ve kürar veya kürar-benzeri kas gevşetici ilaçlarla tedavi edilen hastalarda cerrahi operasyonlardan sonra uzamış apneye sebep olan atipik varyantları tespit etmek veya anestezi uygulaması öncesinde ChE enzim eksikliği olanların (ör. genetik defekt veya ilaç kullanımı nedeniyle sonradan kazanılmış) belirlenmesi amacıyla kullanılmaktadır. Bu konuda veteriner hekimlikte daha az bilgi mevcuttur; örneğin kronik hepatitli, fibrozlu ve bilier stazisli köpeklerin %19’unda enzim aktivitesinin arttığı tespit edilmiştir.

ChE aktivitesinin belirlenmesi klinik uygulama dışında çevresel biyolojik gözlem çalışmalarında da kullanılır. Yabani hayvanlar, evcil hayvanlar ve insanların tarımsal ve ormancılık spreylerindeki organik fosforlu ve karbamat bileşiklere maruziyetinin kapsamını değerlendirmek için kullanılır. Ayrıca, ChE, deterjanlar ve bazı metaller gibi diğer kirleticilere maruz kalmayı tespit etmek amacıyla da kullanılabilir.

Asetilkolin (ACh) otonomik ve somatik sinir sisteminde major nörotransmitterdir. ACh, sinir impulslarının nöromüsküler kavşaklarda kimyasal yol ile iletilmesinde görev alır; kasları  aktive eder. Bu nörotransmitter AChE enzimi tarafından yıkılır. Asetilkolini hidrolize edebilen iki tip ChE aktivitesine sahip enzim (izoenzim) bulunmaktadır. Bu enzimler asetilkolinesteraz (AChE; gerçek/spesifik kolinesteraz) ve butirilkolinesterazdır (BChE; psödokolinesteraz/non-spesifik kolinesteraz). AChE eritrositlerin membranında, akciğerlerde, dalakta, sinir uçlarında ve gri maddede bulunur. Bu enzim, sinir uçlarından salınarak asetilkolini (nörotransmitter) hidrolize eder. Böylece sinir impulsu durdurulur. BChE ise karaciğerde sentezlenir ve plazmaya salınır. Ayrıca eritrositler hariç intestinal mukoza, dalak, pankreas, beyaz madde ve daha birçok dokuda bulunur. Fizyolojik rolü tam olarak bilinmemektedir. İki enzim, farklı katalitik aktiviteleri ile ayırdedilebilir.

  1. AChE, asetilkolin, propiyonilkolin ve birkaç diğer kolin esterlerini hidroliz eder.
  2. BChE, butirilkolin, mivaküryum, prokain, klorprokain, tetrakain, kokain, eroin suksinilkolin ve benzoilkolin gibi birçok kolin esterini hidrolize eder.

Köpeklerde, kolinesteraz aktivitesi, kırmızı kan hücrelerinde yaklaşık %50-60 (AChE) ve plazmada yaklaşık %40-50 (BChE) olarak dağılım göstermektedir. Kanatlıların eritrositlerinde AChE aktivitesi yoktur. Bu canlılarda tam kan örneği kullanılır. Son yıllarda köpeklerde yapılan çalışmalarda BChE‘ nin ayrıca obezite (AChE aktivitesi ile), diabetes mellitus ve enfeksiyöz hastalıklara (Canine Ehrlichiasis, Canine Leishmaniasis gibi) bağlı olarak gelişen hepatik hasar ile inflamatuar yanıtın değerlendirilmesi için kullanılabilecek önemli bir belirteç olabileceği belirtilmektedir.

Anti-kolinesteraz bileşikleriyle zehirlenme vakalarında, anamnez, klinik bulgular, tanı verileri ve spesifik tedaviye yanıt (atropin) ile tanı konulmaktadır. Organik fosforlu veya karbamat bileşikler içeren pestisitler hem AChE hem de BChE inhibitörüdür. Dolayısı ile bu tip zehirlerin varlığını ortaya koymak için eritrositlerde AChE veya plazmada BChE aktivitesine bakılır; özellikle plazma BChE aktivitesi belirgin düşer ve klinik amaçla plazmada analiz edilen enzimdir. Yine de sadece BChE aktivitesinin ölçümü, anti-kolinesteraz bileşik zehirlenmesi konusunda kesin bir tanı koyacak kadar güvenilir değildir. Bununla birlikte, hastanın uyumlu geçmişi, klinik bulguları ve spesifik tedaviye yanıt ile kombine edildiğinde, BChE aktivitesinde %50 veya daha fazla bir azalma, anti-kolinesteraz bileşik zehirlenmesini düşündürür.

Kolinesterazın inhibisyonu sinir sinapslarında ve nöromüsküler kavşaklarda ACh’nin akümüle olmasına neden olarak, asetilkolin reseptörlerinde aşırı stimülasyonuna yol açar. Buna bağlı olarak kolinerjik bulguların ağırlıkta olduğu bir toksisite tablosu ortaya çıkmaktadır. Zehirlenmelerde klinik olarak muskarinik, nikotinik ve merkezi sinir sistemi üzerinde etkiler görülür. Hayvanlarda salivasyon, urinasyon, kusma, diyare, bradikardi, bronkokontraskiyon, tremorlar, kas zayıflığı, paraliz, ataksi, konvülsiyon ve kardiyo-respiratörik depresyon gibi değişik semptomlar görülür.

ach

Anti-kolinesteraz bileşik zehirlenmesini doğrulamak veya kesin teşhis için toksikolojik analiz gereklidir; Mide veya rumen içeriğinde organik fosforlu ve karbamat pestisitler veya kanda metabolitleri aranmaktadır. Bu tip analizler daha pahalıdır ve raporlanma süreleri daha uzundur.

Kaynaklar
-EclinPath (2017). İnternet Erişim: http://www.eclinpath.com/chemistry/chemistry-quick-guide/ Erişim Tarihi: 10.03.2017
-Department of Environmental & Occupational Health Sciences, University of Washington (2017). Acute Poisoning. İnternet Erişimi: http://depts.washington.edu/opchild/acute.html Erişim Tarihi: 09.03.2017
-do Carmo GM, Crivellenti LZ, Bottari NB, Machado G, Borin-Crivellenti S, Moresco RN, Duarte T, Duarte M, Tinucci-Costa M, Morsch VM, Schetinger MR, Stefani LM, Da Silva AS (2015). Butyrylcholinesterase as a marker of inflammation and liver injury in the acute and subclinical phases of canine ehrlichiosis. Comp Immunol Microbiol Infect Dis, 43: 16-21.
-Furlanello T, Simonato G, Caldin M, De Lorenzi D, Lubas G, Bernardini D, Solano-Gallego L (2006). Validation of an automated spectrophotometric assay for the determination of cholinesterase activity in canine serum. Vet Res Commun, 30 (7):723-733.
-Tecles F, Panizo CG, Subiela SM, Ceron JJ (2002). Effects of different variables on whole blood Cholinesterase Analysis in Dogs. J VET Diagn Invest, 14: 132.
-Tonin AA, Calado AM, Bottari NB, Dalenogare D, Thomé GR, Duarte T, Duarte MM, Morsch VM, Schetinger MR, Alves LC, Tinucci-Costa M, Da Silva AS (2016) Novel markers of inflammatory response and hepatic dysfunction in canine leishmaniasis. Comp Immunol Microbiol Infect Dis, 44: 61-64.
-Tvarijonaviciute A, Ceron JJ, Caldin M (2012). Serum butyrylcholinesterase activity in dogs with diabetes mellitus. Veterinary Journal, 192 (3): 494- 497.
-Tvarijonaviciute A, Ceron JJ, Tecles F (2013). Acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase activities in obese Beagle dogs before and after weight loss. Veterinary Clinical Pathology, 42 (2): 207-211.
-Yücesan B, Kurt M, Sezen F, Subaşı SA (2013). İlaçlama sektöründe çalışan işçiler ile zehirlenme şüphesi görülen hastaların kolinesteraz seviyelerinin belirlenmesi. Turk Hij Den Biyol Derg, 70(1): 7-14.

Son Güncelleme

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir