حالة الاجهاد التأكسدي وازالة سموم البيليروبين غير المقترن في المرضى المصابين بفقر الدم المنجلي

رسالة ماجستير

اسم الباحث : زينب علي هادي

اسم المشرف : فاضل جواد ال طعمة و أثير حميد عودة الغانمي

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية الطب

الاختصاص : الكيمياء السريرية

سنة نشر البحث : 2023

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

فقر الدم المنجلي (SCA) هو الاضطراب الوراثي الأكثر شيوعًا للهيموجلوبين (Hb) ، والذي يصيب ما يقرب من مليون شخص في جميع أنحاء العالم. يتميز باستبدال النوكليوتيدات الفردي في جين بيتا-غلوبين ، مما يؤدي إلى إنتاج الهيموغلوبين المنجلي غير الطبيعي (HbS) مع عواقب متعددة الأنظمة.
حيث يلعب الإجهاد التأكسدي دورًا رئيسيًا في الفيزيولوجيا المرضية لانحلال الدم وانسداد الأوعية الدموية وتلف الأعضاء التالي في مرضى الخلايا المنجلية ، كما يتميز داء الكريّات المنجلية بميل هيموغلوبين الخلية الحمراء إلى بلمرة وتشويه الخلية الحمراء من شكل قرص ثنائي التجويف إلى شكل المنجل ، مما يؤدي إلى انسداد الأوعية الدموية وانحلال الدم المتسارع ، وبالتالي يؤثر على العديد من أجهزة الجسم. داخل الجهاز الهضمي ، يكون الجهاز الصفراوي أكثر شيوعًا في الإصابة بداء الكريّات المنجلية. حيث تتراوح الأعراض من فرط بيليروبين الدم إلى فشل الكبد ، مع مجموعة من الأعراض السريرية الحادة التي يشار إليها غالبًا باسم اعتلال الكبد المنجلي.
حيث ان الهدف من هذه الدراسة هو تصنيع مركب نانوي جديد يتكون من جزيئات أكسيد الحديد الممغنط المطلية بالصبغة البروسية الزرقاء والتحقيق في قدرتها على إزالة البيليروبين المترسب.
تمت دراسة الحالات والشواهد هذه لمدة 10 أشهر من (أيار)2022 و (شباط) 2023 ، في مستشفى كربلاء التعليمي لطب الأطفال ومختبرات الدراسات العليا المتقدمة في قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية في كلية الطب في جامعة كربلاء.
حيث كان هناك مجموعه من 100 مشارك تتراوح أعمارهم بين 15 و 60 عامًا ، تم تقسيمهم إلى مجموعتين: 50 مريضًا مصابًا بفقر الدم المنجلي ، وتم تأكيد تشخيصهم من قبل استشاري ، و 50 شخصًا سليمًا كانوا بمثابة ضوابط صحية.
وتم فحص مستويات مصل مضادات الأكسدة بما في ذلك الكاتالاز (CAT) ، الجلوتاثيون بيروكسيديز (GPx) ، الجلوتاثيون المختزل (GSH) وتم اكتشافه باستخدام تجارب تحليلات الكيمياء السريرية ، إضافة لقياس مستوى مصل الدهون بيروكسيد (MDA) في مرضى فقر الدم المنجلي.
من ناحية أخرى ، تم استخدام طريقة الترسيب الكيميائي المشترك لصنع مركب نانو أكسيد الحديد الأزرق البروسي الذي تم استخدامه كمادة ممتزة لإزالة البيليروبين لأنه مركب سام موثق جيدًا حيث يؤدي إلى انسداد الأوعية وتلف الأعضاء ومن خلال مسارات متعددة المساهمة في أمراض فشل الكبد. كذلك تم استخدام مقياس الطيف المرئي للأشعة فوق البنفسجية ، إمكانات زيتا ، حيود الأشعة السينية ، والمجهر الإلكتروني النافذ لتوصيف المركب النانوي.
أظهرت نتائج الدراسة انخفاضًا في مستويات المصل GPX و GSH مع وجود فروق ذات دلالة إحصائية (P≤ 0.001) وزيادة في مستوى MDA مع وجود فروق معنوية (P≤ 0.05) في المرضى مقارنة بمجموعة الأصحاء. بينما لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية في مستويات اختبارات وظائف CAT في المرضى مقارنة بمجموعة الأصحاء.
تم اختبار أداء المركب النانوي المتكون من أكسيد الحديد الأزرق البروسي لإزالة البيليروبين من عينة الدم في وضع الدُفعات (الرقم الهيدروجيني: 7 ، جرعة الممتزات: 1 مجم / مل ، ووقت التلامس: 30 دقيقة ، التركيز الأولي: 0.25 مجم / مل ، ودرجة الحرارة 37.7 درجة مئوية) وأظهرت النتائج أن قدرة الامتصاص البيليروبين القصوى كانت 81٪وتبين هذه النتائج وجود كميات كبيرة من مادة البيليروبين المترسب في الدم ، وقد تساهم في تطور مجموعة من المضاعفات السريرية الحادة بما في ذلك اعتلال الكبد المنجلي , كما تظهر نتائج العمل الحالي أن Fe3O4@PB NPs لديه إمكانات كبيرة تستخدم كمادة ممتزة غير ضارة وحيوي لامتصاص فعال للبيليروبين في المحلول المائي والدم ومصل المريض .

Oxidative stress state and detoxification of un-conjugated bilirubin in patients with sickle cell anemia

Sickle cell anemia (SCA) is the most common hereditary disorder of hemoglobin (Hb), which affects approximately a million people worldwide. It is characterized by a single nucleotide substitution in the β-globin gene, leading to the production of abnormal sickle hemoglobin (HbS) with multi-system consequences.
While oxidative stress plays a significant role in the pathophysiology of hemolysis, vessel occlusion, and the subsequent organ damage in sickle cell patients, SCA is also characterized by red cell hemoglobin’s propensity to polymerize and transform the red cell from a biconcave disk shape into a sickle shape, resulting in a typical vaso-occlusive episode and accelerated hemolysis, which in turn affects multiple organ systems in the body. The hepatobiliary system in the digestive tract is most frequently impacted by SCA. The spectrum of acute clinical presentations is frequently referred to as sickle cell hepatopathy, and the manifestations range from benign hyperbilirubinemia to overt liver failure.
The objective of this study is to synthesize a new nanocomposite composed of Prussian blue coated magnetite nanoparticles and investigate their capacity to remove precipitate bilirubin.
This case-control study was done between (May, 2022 and Feb., 2023), at Kerbala Teaching Hospital for pediatrics / thalassemia center and the advanced postgraduate laboratories of the chemistry and biochemistry department in the College of Medicine at university of Kerbala.
There were 100 participants with age range between 15-60 years, that were divided into two groups: 50 patients with sickle cell anemia, whose diagnosis was confirmed by a consultant and 50 healthy people who served as healthy controls.
The exanimation serum levels of antioxidants including catalase(CAT), glutathione peroxidase (G-Px) and reduced glutathione (GSH)were detected using a clinical chemistry analyzer, in addition to measuring the serum level of lipid peroxidation end product malonedialdehyde (MDA) in sickle cell anemia patients.
On the other hand, the chemical co-precipitation method was used to synthesis a Prussian blue-iron oxide nanocomposite that was used as un adsorbent to remove bilirubin because it is a well-documented toxic compound that leads to vessel occlusion and organ damage and through multiple pathways contribute to liver failure diseases. UV Visible Spectrophotometer, zeta-potential, X-Ray diffraction, and transmission electron microscope were used to characterize the nanocomposite.
The results of the study showed a decrease in the levels of serum G-Px and GSH with highly significant differences (P≤ 0.001) and an increase in the level of MDA with significant differences (P≥ 0.05) in patients compared to the control group; while there are no significant differences in levels of CAT function tests in patients as compared with the control group.
The performance of iron oxide@Prussian blue nanocomposites (Fe3O4 @PBNPs) for the removal of bilirubin from blood serum samples were tested in batch mode (pH: 7, the dose of adsorbent: 1mg/mL, and contact time: 30 min, initial concentration: 0.25 mg/mL, Temp. 37.7 ºC) and the result showed the maximum adsorption capacity of bilirubin was 81%.These findings discern the presence of high amounts of precipitate bilirubin in the blood, that may contribute to the development of the spectrum of acute clinical complications including sickle cell hepatopathy. The results of the present work show that Fe3O4@PBNPs have great potential to utilize as a nonhazardous and bio adsorbent for effective adsorption of bilirubin in aqueous solution, blood, and patient serum pool.