Radyasyon çalışanlarında tiyol-disülfid homeostazisinin değerlendirilmesi

Abstract

Serbest oksijen radikallerinin kimyasal olarak aktif olduğu, bir çok hastalığın temelinde rol oynadığı bilinmektedir. Radyasyon, gözle görülemeyen, serbest radikal oluşumundan sorumlu önemli nedenlerden biridir. Radyasyon kaynakları enerjilerini transfer ederek maddeleri eksite ve iyonize edebilir. Eksite ve iyonize olan maddeler organizmadaki makromoleküllerden olan deoksiribonükleik asit (DNA), protein gibi yapıları okside ederek oksidatif stres oluşumuna katkıda bulunur. Zamanla hücresel homeostazis bozulabilir ve karsinogenez süreçleri oluşabilir. Doğal ve yapay olarak etrafımızda bulunan radyasyon kaynaklarından, tıbbı sektörde kullanılan şekline olan maruziyet, son yıllarda görüntüleme teknolojisindeki ilerleme ve tedavi seçeneklerindeki (girişimsel işlemler gibi) yenilikler nedeniyle artmıştır. Bu yüzden iyonizan radyasyona maruziyette artış dikkati çekmektedir. İyonize radyasyon tehlikelidir ve koruma gerektirmektedir. Radyasyon çalışanları kronik düşük doz iyonizan radyasyona maruz kalan riskli bir gruptur. Radyasyon çalışanlarında kronik maruziyete bağlı oksidatif stres durumunu gösteren çok az çalışma vardır. Tiyol grupları sülfidrid grubu içeren oksidatif stres durumlarında önemli role sahip olan bileşiklerdir. Serbest oksijen radikallerinin primer hedeflerinden biri sülfür içeren aminoasitlerin tiyol gruplarıdır. Tiyol grupları oksidanlar ile oksidasyon reaksiyonlarına girerek disülfid bağları oluşturur. Bu disülfid bağları tiyol gruplarına geri redüklenebilir. Böylelikle dinamik tiyoldisülfid homeostazisi sağlanır. Bu çalışmanın amacı; yeni, kolay hesaplanabilen, değerlendirilebilen ve göreceli ucuz oksidatif stres belirteci olan tiyol-disülfid homeostazisini radyasyon ortamında çalışanlarda incelemek ve bunu da radyasyon ortamında çalışmayan sağlıklı kontrollerle karşılaştırmaktır. Totalde 108 katılımcı çalışmaya dahil edildi. Girişimsel radyoloji, girişimsel kardiyoloji, nükleer tıp ünitelerinde çalışan toplam 63 katılımcı radyasyon ortamında çalışan grubu oluştururken, aynı hastanede radyasyon ortamı dışında çalışan 45 kişi sağlıklı kontrol grubunu oluşturdu. Çalışmaya katılan çalışanların maruz kaldıkları radyasyon dozu yıllık izin verilen düzey olan 50 milisievertin altındaydı. Katılımcıların kanları 8 saat açlık sonrası toplandı. Serum tiyol-disülfid homeostazisi yakın zamanda Erel ve Neşelioğlu tarafından geliştirilen spektrofotometrik metod ile değerlendirildi. Radyasyon ortamında çalışanlarda ortalama serum nativ tiyol değerinde (528,96 ± 86,42 µmol/L) kontrol gruba göre (561,05 ± 104,83 µmol/L) istatistiksel olarak anlamlı düşüklük saptandı (p=0,045). Radyasyon ortamında çalışanlarda ortalama serum total tiyol değerinde (547,70 ± 91,50 µmol /L) kontrol gruba göre (580,36 ± 112, 24 µmol/L) istatistiksel olarak anlamlı olmayan düşüklük saptandı. Lineer regresyon analizinde istatistiksel olarak anlamlı olmasada nativ tiyol değerleri ile en ilişkili maruziyet olarak bulundu (p=0,083). Çalışmamız, uzun dönem düşük doz iyonizan radyasyona maruz kalmanın oksidatif strese yol açtığı ortaya koymaktadır. Bu, antioksidan rol üstlenen tiyol gruplarında geri dönüşü olmayan organizmaya zararlı yan etkiler oluşturabilir. Biz radyasyon çalışanlarında, antioksidan formulasyonlarla nutrisyonel destekleme ve çalışanların rutin takiplerinin fiziksel dozimetrelere ek olarak biyolojik metodlarla desteklenmesini önermekteyiz.

Reactive oxygen species (ROS) are chemically active and has been linked to numerous diseases. Radiation is one of the invisible cause responsible for the formation of ROS. Radiation sources excite or ionize the matter by transfering its energy. It oxidizes macromolecules such as deoxyribonucleic acid (DNA), proteins in organism , which contribute the formation of oxidative stress. As a result of this, cell homeostasis can be broken down and carcinogenesis may occur. During last decades, diagnostic and interventional procedures in medicine have been dramatically increased. Therefore, exposure to ionizing radiation rates related to medical and occupational are getting higher inside of all radiation sources. Ionizing radiation is dangerous so that exposure to it needed follow-up and protection. Radiation workers are risky group whom exposure chronic low-dose ionizing radiation leads to oxidative stress. There are few studies to evaluate chronic exposure related oxidative stress in radiation workers. Thiols are organic compounds that contain a sulfhydrid group, have a pivotal role in case of oxidative stress. One of the main target of ROS is thiol groups on sulfur containing amino acids such as methionine or cysteine. Thiols can undergo oxidation reaction via oxidants and form disulfide bonds when oxidative stress occur. Those disulfid bones can be reduced back to thiol groups, so dynamic thiol-disulfide homeostasis is maintained. The aim of this study was to evaluate a novel, easily calculated, readily available, and relatively cheap oxidative stress marker, thiol-disulfid homeostasis, in radiation workers and compare the results with healthy controls. A total of 108 participants were enrolled in the study. The study population included 63 hospital workers occupationally exposed to ionizing radiation in the units of interventional radiology, interventional cardiology and nuclear medicine. The control group consisted of 45 individuals staff in the same hospital. Radiation dose of staff participating in the study was less than the maximum permissible annual level, 50 milisievert. The blood samples of participants were obtained after a fasty period of 8 hours. Serum thioldisulfide homeostasis measurement was investigated via the spectrophotometric method newly descriebed by Erel and Neşelioğlu. The mean serum native thiol levels of radiation workers (528,96 ± 86,42 µmol/L) was significantly lower than control subjects (561,05 ± 104,83 µmol/L) (p=0,045) . The mean serum total thiol levels of radiation workers (547,70 ± 91,50 µmol /L) was lower than control subjects (580,36 ± 112, 24 µmol/L). Nevetheless, there was no significant difference between total thiol of exposed workers and controls. Lineer regression analysis showed exposure had the strong relation with native thiol levels than gender, smoking status, alcohol habits. This was not statistically significant (p=0,083). The results shows that long term low dose ionizing radiation may leads to oxidative stress. It may have side effect on antioxidant thiol groups. We suggest supporting radiation workers by safe antioxidant nutritional formulations and following up via both pyhsical dosimetres and biodosimetric methods.