SUMMARY Serum trace element levels in patients with bronchial asthma Dr. Nevin Uzuner Free radicals have been proposed to be responsible from the pathogenesis of many diseases because of their harmful effects on the cells and tissues. One of the most impartant of these diseases is bronchial asthma. There are some defence mechanisms in the organism to avoid the harmful effects of free radicals. These defense mechanisms (antioxidant) act through prevention of free radical formation, reduction of their activities or destruction of these radicals. The enzymes responsible from antioxidant defense have trace elements like selenium, zinc and copper within their structure. Decreased levels of these elements lead to a reduction in antioxidant activity. Thus, the fine balance between the oxidants responsible from the pathogenesis of asthma and antioxidant defence mechanisms is compromised. As a result, elevation of free radical levels in the airways of asthmatic patients leads to smooth muscle contraction, increased mucus secretion and most importantly hyperreactivity. This study was conducted to determine serum levels of some trace elements (Se, Zn, Cu) and of an intracellular cation (Mg) in asthmatic patients during acute attacks, after inhaled corticosteroid therapy and during asymptomatic periods in order to evaluate the relation of these elements to different clinical phases of asthma. The study and control cases included 40 asthmatic children being followed up in Department of Pediatric Allergy Dokuz Eylül Universty Medical Faculty, and 19 children presenting with enuresis nocturna and having no personal or family history of allergy. Patients presenting with acute asthmatic attacks (group 1) were evaluated before the treatment (pretreatment) and after three months of Fluticasone Propionate (400 ug daily) therapy (posttreatment). The other study group included asthmatic patients who were asymptomatic (group 2). Control group was the children presenting with enuresis with no history of allergic disease (group 3). The mean ages of the children were 8.93 ± 2.08, 8.53 ± 1.79, and 9.24 ± 2.18 years in the first, second and third groups respectively, and they were not different statistically with respect to age (p>0.05). The mean weights of the children were 29.23 ± 8.11 kg in group 1, 28.08 ± 8.07 kg in group 2 and 30.76 + 9.65 kg in group 3 and there was no significant difference between the groups (p>0.05). All three groups were also not 8different significantly with respect to heights of the children (131.36 ± 10.59 cm in group 1, 128.94 ± 13.42 cm in group 2 and 134.82 ± 13.31 cm in group 3, p>0.05). No significant sex difference was present among the groups [ 13 (59 %), 18 (55.6 %), and 8 (44.4 %) were male in the groups 1,2 and 3 respectively, p>0.05]. Serum selenium, zinc, copper and magnesium levels were measured in all cases. In addition, pulmonary function tests were performed and FVC and FEV1 were determined in all the children. Serum selenium, zinc and magnesium levels during acute attacks and after inhaled corticosteroid trerapy were significantly different in group 1, being lower during acute attacks (p<0.05). However, pre and posttreatment serum copper levels did not differ (p>0.05). FVC and FEV1 were also statistically different in the pre and posttreatment periods (p<0.05). Although serum selenium, zinc and magnesium levels were significantly lower when group 1 (pretreatment) was compared with groups 2 and 3 (p<0.05), serum copper levels did not differ between the groups (p>0.05). FVC and FEV1 were also significantly different between the three groups (p<0.05). When group 1 (posttreatment) was compared with groups 2 and 3 with respect to the previous parameters, only serum selenium levels were statistically different between the three groups (p<0.05). Overall, serum selenium, zinc and magnesium levels were reduced during acute asthma attacks, while they were normal after inhaled corticosteroid therapy which has antiinflammatory and antioxidant effects. In conclusion, these results show that,there is an oxidant stress in bronchial asthma, and antioxidant capacity decreases in parallel to a decrease in serum selenium, zinc and magnesium levels. This leads to a further increase in oxidant stress, and as a result, inflammation and hyperreactivity in the airways becomes more evident. We speculate that, dietary deficiencies in selenium, zinc and magnesium should be avoided with proper supplementations in the management of airway inflammation due to free oxygen radicals in asthmatic patients to increase the effect of antioxidant defense system. Key words:Asthma, free oxygen radicals, antioxidant defense mechanism, trace elements.

ÖZET Bronşial astmalı hastalarda serum eser element düzeyleri Dr. Nevin Uzuner Hücrelerde ve dokularda yarattığı zarar verici etkilerinden dolayı serbest radikaller yüze yakın hastalığın patogenezinden sorumlu tutulmuşlardır. En önemlilerinden biride bronşial astmadır. Serbest radikallerin bu zedeleyici etkilerinden korunmak üzere organizmada bazı savunma sistemleri vardır. Bu savunma sistemleri (antioksidanlar) serbest radikal oluşumunu önleyerek, aktivitelerini azaltarak yada yok ederek etki gösterirler. Antioksidan savunmadan sorumlu enzimlerin yapısında selenyum, çinko ve bakır gibi eser elementler bulunur. Bu elementlerin düzeylerinde düşme antioksidan aktivitede azalmaya neden olacaktır. Böylece astmanm patogenezinden sorumlu oksidan kuvvetler ile antioksidan savunma mekanizmaları arasındaki hassas denge oksidan kuvvetler lehine bozulur. Sonuçta bronşial astmalı hastaların havayollarında serbest radikal düzeyi artarak düz kas kontraktilitesine ve mukus sekresyonunda artmaya ve daha da önemlisi hiperreaktiviteye neden olurlar. Bronşial astmalı hastalarda akut atak sırasında, inhale kortikosteroid tedavisi sonrasında ve asemptomatik dönemde eser elementlerden serum selenyum, çinko, bakır ve intrasellüler katyonlardan magnezyumun serum düzeylerini saptamak ve bu elementlerle astma arasındaki ilişkiyi daha iyi açıklamak için yaptığımız bu çalışma, Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Pediatrik Allerji Bilim Dalı'nda bronşial astma nedeni ile izlenen 40 çocuk ile enürezis nokturna nedeni ile takip edilen kendisinde ve ailesinde allerjik hastalık öyküsü olmayan 19 çocuk üzerinde yapılmıştır. Akut astma atağında gelen hastalara (tedavi öncesi) uygun atak tedavisi yapıldıktan sonra total doz 400 ng/gün olmak üzere Flutikazon Propionat tedavisi başlandı. Çocuklar bu tedaviye üç ay aralıksız devam ettiler (tedavi sonrası). Diğer grup ise asemptomatik astmalı hastalardan oluşmaktadır (2. grup). Kontrol grubu olarakta allerjik hastalık öyküsü olamayan sağlıklı çocuklar seçilmiştir (3. grup). Çalışmaya alman çocukların ortalama yaşlan 1. grupta 8.93 ± 2.08 yıl, 2. grupta 8.53 ± 1.79 yıl ve 3. grubun ise 9.24 ± 2.18 yıl olup aralarında istatiksel olarak anlamlı farklılık yoktur (p>0.05).Grupların ağırlıklarına bakıldığında ise 1. grupta 29.23 ±8.11 kg, 2. grupta 28.08 ± 8.07 kg ve 3. grubun ise 30.76 ± 9.65 kg bulunmuş olup aralarında istatiksel olarak anlamlı farklılık saptanmadı (p>0.05). Gruplardaki çocukların boylan değerlendirildiğinde ise 1. grupta 131.36 ± 10.59 cm, 2. grupta 128.94 ± 13.42 cm ve 3. grubun ise 134.82 + 13.31 cm bulundu ve aralarında istatiksel olarak anlamlı farklılık gözlenmedi (p>0.05). Gruplar arasında cinsiyet farkı olup olmadığı incelendiğinde de birinci gruptaki 22 çocuğun 13'ü (% 59) erkek 9'u (40.9) kız, ikinci grupta 18 çocuğun 10'u (% 55.6) erkek 8'i (% 44.4) kız ve üçüncü grupta ise 19 olgunun 10'u (% 52.6) erkek 9'u (% 47.4) kız olarak bulundu. Gruplar arasında cinsiyet farkı saptanmadı (p>0.05). Tüm olgularda serum selenyum, çinko, bakır ve magnezyum düzeylerine bakıldı. Ayrıca tüm çocuklara solunum fonksiyon testi yapıldı ve FVC, FEVİ değişkenleri değerlendirildi. Akut atak sırasında ve inhale kortikosteroid tedavisi sonrasında elde edilen bu parametreler birbirleriyle karşılaştırıldığında serum selenyum, çinko ve magnezyum düzeyleri arasında istatiksel olarak anlamlı farklılık saptandı (p<0.05). Atak sırasında belirgin düşük bulundu. Gruplar arasında bakır düzeylerinde farklılık yoktu (p>0.05). Yapılan solunum fonksiyon testlerinin FVC ve FEVİ değişkenlerinde istatiksel olarak anlamlı farklılık gözlendi (p<0.05).Atak sırasında belirgin düşüktü. Akut astma atağında, hastalığın asemptomatik döneminde ve sağlıklı çocuklardan alınan serum selenyum, çinko, bakır ve magnezyum düzeyleri birbirleriyle karşılaştırıldığında, serum selenyum, çinko ve magnezyum düzeyleri arasında anlamlı farklılık bulundu (p<0.05). Atak sırasında belirgin düşüktü. Fakat serum bakır düzeyleri arasında farklılık gözlenmedi (p>0.05). Üç grup arasında FEVİ ve FVC değişkenlerinde de anlmlı farklılık tespit edildi (p<0.05). Üç aylık inhale kortikosteroid tedavisi sonrasında, astmanın stabil döneminde ve sağlıklı çocuklardan elde edilen bu parametreler birbirleriyle karşılaştırıldığında sadece serum selenyum düzeyleri arasında istatiksel olarak anlamlı farklılık saptandı (p<0.05).Tedavi sonrası grupta anlamlı düşüktü. Sonuç olarak çalışmamızda, akut astma atağı sırasında serum selenyum, çinko ve magnezyum düzeyleri düşük inhale kortikosteroid tedavisi (antiinflamatuvar ve antioksidan etkiyi arttırır ) sonrasında ise yükselmiş bulunmuştur. Bu sonuçlar bize bronşial astmadaoksidan bir stresin var olduğunu serum selenyum, çinko ve magnezyum düzeylerinin azalmasıyla antioksidan kapasitede azalma meydana geldiği buna bağlı olarak oksidan stresin daha da arttığı ve sonuçta havayollarında inflamasyon ve hiperreaktivitenin daha belirgin hale geldiğini gösterebilir. Serbest oksijen radikallerine bağlı havayolu inflamasyonunun tedavisinde, selenyum, çinko ve magnezyumdan fakir bir diyetle beslenen bronşial astmalı hastalara bu elementlerden zengin diyet verilerek antioksidan savunma sistemlerinin aktivitesini arttırmak faydalı etki gösterebilir. Anahtar SözcüklenAstma, serbest oksijen radikalleri, antioksidan savunma mekanizmaları, eser elementler.