16 TEMEL PATOLOJ‹ 2. Protein modifikasyonu.—Serbest radikaller, özellikle hidroksil radikali, disülfid (S-S) ba¤lar› oluflturarak membran proteinlerinin birbirlerine çapraz ba¤lanmalar›na neden olurlar. Ayr›ca serbest radikaller membran proteinlerinin oksidatif modifikasyonuna, örne¤in yan zincirlerde bulunan amino asid kal›nt›lar›n›n oksidasyonuna yol açarlar. Her iki olay sonucunda membran›n yap›s› ve fonksiyonlar› bozulur. Bunun yan›s›ra ortaya ç›kan bu anormal membran proteinlerini y›kacak hücre içi kritik enzimlerin aktivasyonu da artar. 3. DNA hasar›.—Serbest radikallerin baz›lar›, özellikle hidroksil iyonu nükleer ve mitokondrial DNA’ daki timin üzerinde oksidatif hasar yaparak, DNA k›r›klar›na, baz modifikasyonlar›na, iplikler aras›nda çapraz ba¤lanmalara neden olurlar. Ayr›ca DNA üzerinde 8-hidroksi-deoksiguanin kal›nt›lar›n›n bulunmas› radikallere ba¤l› zedelenmenin moleküler kan›t› olarak düflünülmektedir. Radikallere ba¤l› DNA hasar› neoplazide ve hücresel yafllanmada önem tafl›maktad›r. Hücre genellikle onar›m mekanizmalar› ile buradaki DNA hasar›n› onarmakta iken, hasar›n büyük oldu¤u durumlarda onar›m mekanizmalar› yetersiz kalmakta ve hücre ölmektedir. Serbest Oksijen Radikalleri Oksijen, mitokondriyal elektron transportunda son elektron al›c›s› olarak önemli metobolik rolü olan bir moleküldür. Bu nedenle oksijenin hücreler için yaflamsal önemi vard›r. Daha önce bahsedildi¤i gibi sitokrom oksidaz, mitokondri içerisinde oksijen molekülüne aflamal› olarak dört elektron ilavesi ile oksijeni suya indirger. Ancak bu aflamalar s›ras›nda enzimatik ya da enzimatik olmayan elektron transferleri sonucu serbest oksijen radikalleri oluflur. Bunlar içerisinde en önemlileri süperoksid, hidrojen peroksid ve hidroksil radikalleridir. Bunlar yan›s›ra daha az önemli olan di¤er indirgenmifl oksijen ürünleri ise hipokloröz asid (HOCl), kloramin, singlet oksijen, peroksiradikaller ve peroksinitrittir. Burada daha önemli olduklar› için, sadece süperoksid, hidrojen peroksid ve hidroksil radikallerinden bahsedilecektir. 1. Süperoksid.—Süperoksid anyonlar› yukar›da bahsedilen mitokondriyal elektron transportu s›ras›nda oksijenin oksidasyonu sonucu direkt olarak oluflabilece¤i gibi, ksantin oksidaz ve sitokrom P450 enzimleri ile sentez edilmeleri de olas›d›r. Bu anyonlar olufltuktan sonra, sitozol ve mitokondriyada bulunan süperoksid dismütaz enzimi ile katabolize olmakta, sonuçta hidrojen peroksid radikali oluflmaktad›r. 2. Hidrojen peroksid.—Hidrojen peroksid yukar›da bahsedilen süperoksid radikalinin katabolizmas› sonucu oluflabilece¤i gibi, direkt olarak sitoplazmik peroksizomlardaki bir grup oksidazlar taraf›ndan da sentez edilir. Pekçok hücre hidrojen peroksid radikalini ortadan kald›racak etkili mekanizmalara sahiptir. Peroksizomlarda bulunan katalaz ve hem sitozolde hem de mitokondriyada bulunan glutatyon peroksidaz enzimleri hidrojen peroksidi suya indirgeme özelli¤indedirler. muna yol açarlar. Örne¤in genellikle ferrik (Fe3+) durumda olan hücre içi serbest demir, superoksidler taraf›ndan ferröz (Fe2+) forma indirgendikten sonra, H2O2 ile reaksiyona girer ve hidroksil serbest radikali oluflur (Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH + OH-). Bu olay Fenton reaksiyonu olarak isimlendirilmektedir. 5. Nitrik oksid (NO) reaksiyonlar›.—Endotel hücreleri, makrofajlar, Kuppfer hücreleri, nöronlar ve di¤er bir grup hücre taraf›ndan sentez edilen nitrik oksid, serbest radikal gibi davranan önemli bir kimyasal medyatördür. Nitrik oksid oksijen ile reaksiyona girdi¤inde, özellikle mitokondrial solunumu inhibe eden bir serbest radikal olan peroksinitrit (ONOO-) yan›s›ra, NO2 ve NO3- gibi di¤er serbest radikaller de oluflur. Serbest Radikallerin Zedeleyici Etki Mekanizmalar› Serbest radikallerin hücrelerdeki zedeleyici etkileri sonucu temelde gerçekleflen olay, hücreye ait plazma ve organel membranlar›n›n devaml›l›¤›n›n kaybetmesidir. Sonuçta su yan›s›ra sodyum ve kalsiyum iyonlar› hücre içine girerler. Morfolojik olarak bu hücreler flifler ve soluk, granüler sitoplazmalar› ile tan›n›rlar. Zaman içinde bu yap›sal bozukluk hücreyi geri dönüflümsüz de¤iflikliklere ve ölüme götürür. Serbest radikallerin hücre zedelenmesinde çeflitli etki mekanizmalar› söz konusudur. Ancak bunlar aras›nda özellikle önem tafl›yanlar› hücre membranlar›nda lipid peroksidasyonu, proteinlerin oksidatif modifikasyonu ve hücre DNA hasarlanmas›d›r. Serbest oksijen radikalleri ayr›ca hücre iskeleti proteinleri ve mitokondrial oksidatif fosforilasyon üzerine de etki yaparak hücrenin morfolojisini ve ATP sentezini etkiler. Burada bu etki mekanizmalar›ndan önemli olanlar›ndan bahsedilecektir: 1. Lipid peroksidasyonu.—Özellikle hidroksil iyonunun membranlar üzerine en iyi bilinen etkisi lipid peroksidasyonunun bafllat›lmas›d›r (inisiasyon). Hidroksil iyonu membran fosfolipidlerinin yap›s›nda bulunan doymam›fl ya¤ asidlerinden bir hidrojen atomu kopararak, serbest lipid radikallerinin oluflmas›na yol açar. Bu radikal, oksijen molekülü ile reaksiyona girer ve lipid peroksid radikali oluflur. Lipid peroksid radikali de hidroksil radikali gibi doymam›fl ya¤ asitleri üzerine etki yaparak, zincirleme reaksiyonlara neden olur (propagasyon). Sonuçta doymam›fl ya¤ asitlerinin yap›s›n›n bozulmas› sonucu membran devaml›l›¤› bozulur. Bu olay zincirleme bir flekilde genifl bir hücre grubunu kapsar. Ayr›ca lipid peroksidler transizyonel metaller ile etkileflerek çeflitli konjugatlar›n oluflmas›na yol açarlar. Bu konjugatlar lipid peroksidasyonunu belirlemek için ölçülebilen moleküllerdir. Lipid peroksidasyonu sonucu lipid peroksid yan›s›ra 4-hidroksinonenal ve malandialdehid gibi toksik maddeler oluflur. Hücre membran›nda bulunan vitamin E gibi antioksidan maddeler, tüm bu indirgenmifl oksijen ürünlerini bloke ederek antioksidan etki yaparlar.