The Skin and Plasma Antioxidant Enzyme Activities in Patients With Vitiligo

Abstract

Objective: It is known that oxidative stress could be an important factor in the pathogenesis of vitiligo disease. We aimed to investigate the possible relationship between vitiligo pathogenesis and the change of antioxidant capacity of skin and plasma in patients with vitiligo. Material and Methods: In this study we have examined normal and vitiliginous skin and plasma GPx, SOD and CAT activities by spectrophotometric methods in 40 vitiligo patients and 15 controls. Results: Results of tissue enzyme activities (as U/mg prt and Mean±SD); were 0.64±0.09; 0.89±0.15; 0.41±0.57 for SOD enzyme, 170.98±12.35; 182.13±13.48; 121.91+16.03 for GPx enzyme and 78.92±10.34; 94.99±10+47; 55.95±7.24 for CAT enzyme in involved skin, uninvolved skin and control groups respectively. Plasma levels of these enzymes were 37.19±1.53; 39.53±3.32 SOD enzyme, 381.57±12.67; 346.13±21.90 for GPx and 66.72±8.86; 61.24±6.32 for CAT enzyme in vitiligo and control groups respectively. Conclusion: There is no correlation between skin and plasma antioxidant enzyme activities in vitiligo patients, or in healthy controls. High glutathione peroxidase and catalase activities in vitiligous skin (p<0.05) especially might be a result of anti oxidative stress response against oxidative stress via peroxides. Turkish Başlık: Vitiligolu Hastalarda Deri ve Plasma Antioksidan Enzim Aktiviteleri Anahtar Kelimeler: Vitiligo; serbest radikaller; antioksidanlar; deri pigmentasyonu; oksidatif hasar Amaç: Oksidatif stresin vitiligo patogenezinde önemli bir faktör olduğu bilinmektedir. Biz bu çalışmada, vitiligolu hastalarda deri ve plasma antioksidan kapasite değişikliği ile vitiligo patogenezi arasındaki olası ilişkiyi araştırmayı amaçladık. Gereç ve Yöntemler: Bu çalışmada 40 vitiligolu hasta ile 15 sağlıklı kontrollere ait normal ve vitiligolu deri ve plasma örneklerinde katalaz, glutatyon peroksidaz ve süperoksit dismutaz enzim aktiviteleri spektrofotometrik metodlarla ölçüldü. Bulgular: Doku enzim aktivitesi (U/mg prt ve Ort±SD olarak) sonuçlarımız; SOD enzimi için sırasıyla tutulum olan deride, tutulum olmayan deride ve kontrol gurubunda 0.64±0.09; 0.89±0.15; 0.41±0.57'dir, GPx enzimi için 170.98±12.35; 182.13±13.48; 121.91±16.03'dür, CAT enzimi için 78.92±10.34; 94.99±10±47; 55.95±7.24'dür. Plazma düzeyleri sırasıyla vitiligo ve control gurubunda SOD enzimi için 37.19±1.53; 39.53±3.32, GPx enzimi için 381.57±12.67; 346.13±21.90 ve CAT enzimi için 66.72±8.86; 61.24±6.32'dir. Sonuç: Vitiligolu hastalarda ve sağlıklı kontrol gurubunda deri ve plasma antioksidan enzim aktiviteleri arasında net bir korelasyon bulunmamaktadır. Özellikle vitiligolu alanda yüksek katalaz ve glutatyon peroksidaz aktivitesi (p<0.05) bu bölgede peroksitler aracılığıyla oluşan oksidatif strese karşı geliştirilen antioksidan yanıtın bir sonucu olabilir.

Keywords

• Vitiligo; free radicals; antioxidants; skin pigmentation; oxidative damage

Vitiligolu Hastalarda Deri ve Plasma Antioksidan Enzim Aktiviteleri

Öz

Amaç: Oksidatif stresin vitiligo patogenezinde önemli bir faktör olduğu bilinmektedir. Biz bu çalışmada, vitiligolu hastalarda deri ve plasma antioksidan kapasite değişikliği ile vitiligo patogenezi arasındaki olası ilişkiyi araştırmayı amaçladık. Gereç ve Yöntemler: Bu çalışmada 40 vitiligolu hasta ile 15 sağlıklı kontrollere ait normal ve vitiligolu deri ve plasma örneklerinde katalaz, glutatyon peroksidaz ve süperoksit dismutaz enzim aktiviteleri spektrofotometrik metodlarla ölçüldü. Bulgular: Doku enzim aktivitesi (U/mg prt ve Ort±SD olarak) sonuçlarımız; SOD enzimi için sırasıyla tutulum olan deride, tutulum olmayan deride ve kontrol gurubunda 0.64±0.09; 0.89±0.15; 0.41±0.57'dir, GPx enzimi için 170.98±12.35; 182.13±13.48; 121.91±16.03'dür, CAT enzimi için 78.92±10.34; 94.99±10±47; 55.95±7.24'dür. Plazma düzeyleri sırasıyla vitiligo ve control gurubunda SOD enzimi için 37.19±1.53; 39.53±3.32, GPx enzimi için 381.57±12.67; 346.13±21.90 ve CAT enzimi için 66.72±8.86; 61.24±6.32'dir. Sonuç: Vitiligolu hastalarda ve sağlıklı kontrol gurubunda deri ve plasma antioksidan enzim aktiviteleri arasında net bir korelasyon bulunmamaktadır. Özellikle vitiligolu alanda yüksek katalaz ve glutatyon peroksidaz aktivitesi (p < 0.05) bu bölgede peroksitler aracılığıyla oluşan oksidatif strese karşı geliştirilen antioksidan yanıtın bir sonucu olabilir.

Anahtar Kelimeler

• Vitiligo, serbest radikaller, antioksidanlar, deri pigmentasyonu, oksidatif hasar

References

1. Schallreuter KU, Wood JM, Berger J. Low catalase levels in the epidermis of patients with vitiligo. J Invest Dermatol. 1991;97:1081-5.
2. Maresca V, Roccella M, Roccella F, Camera E, Del Porto G, Passi S, et al. Increased sensitivity to peroxidative agents as a possible pathogenic factor of melanocyte damage in vitiligo. J Invest Dermatol 1997;109:310-3.
3. Moellmann G, Klein AS, Scollay DA, Nordlund JJ, Lerner AB. Extracellular granular material and degeneration of keratinocytes in the normally pigmented epidermis of patients with vitiligo. J Invest Dermatol 1982;79:321-30.
4. Bhawan J, Bhutani LK. Keratinocyte damage in vitiligo. J Cutan Pathol 1983;10:207-12.
5. Agrawal D, Shajili EM, Marfatia YS, Begum R. Study on the Antioxidant Status of Vitiligo Patients of Different Age Groups in Baroda Pigment Cell Res. 2004;17:289-94.
6. Kroemer G, Dallaporta B, Resche-Rigon M. The mitochondrial death/life regulator in apoptosis and necrosis. Annu Rev Physiol 1998;60:619-42.
7. Tastan HB, Akar A, Orkunoglu EF, Arca E, Inal A. Association of HLA Class I antigens and HLA Class II Alleles with Vitiligo in a Turkish Population. Pigment Cell Res. 2004;17:181-7.
8. Lorini R, Orecchia G, Martinetti M, Dugoujon JM, Cuccia M. Autoimmunity in vitiligo: relationship with HLA, Gm and Km polymorphisms. Autoimmunity 1992;11:255-60.

9. Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RI Protein measurement with the folin phenol reagent. J Biol Chem 1951;193:265-75.
10. Aebi H. Catalase in vitro. In: Packer L, editor. Methods in Enzymol. New York: Academic Press; 1984;121-6.
11. Podczasy JJ, Wei R. Reduction of iodonitrotetrazolium violet by superoxide radicals. Biochem Biophys Res Commun 1988;150:1294-301.
12. Lawrence RA, Burk RF. GPX activity in rat liver. Biochem Biophys Res Commun 1976;71:952-8.
13. Folch J, Lees M, Sladane-Stanley GHA. Simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J Biol Chem. 1957;226:497-509.
14. Christie WW, (editor). Gas Chromatography and Lipids. Glasgow: The Oily Press; 1990.
15. Frings CS, Frendley TW, Dunn RT, Queen CR. Improved determination of total serum lipids b the sulfo-phosphovanilin reaction. Clin Chem. 1972;18:673-4.
16. Dell’Anna ML, Ottaviani M, Albanesi V, Vidolin AP, Leone G, Ferraro C, et al. Membrane lipid alterations as a possible basis for melanocyte degeneration in vitiligo. J Invest Dermatol. 2007;127:1226-33.
17. Schallreuter KU, Wood JM, Ziegler I, Lemke KR, Pittelkow MR, Lindsey NJ, et al. Defective tetrahydrobiopterin and catecholamine biosynthesis in the depigmentation disorder vitiligo. Biochimica et Biophysica Acta. 1994;1226:181-92.
18. Rokos H, Beazley WD, Schallreuter KU. Oxidative stress in vitiligo:photo-oxidation of pterins produces H2O2 and pterin-6-carboxylic acid Biochem Biophys Res Comm. 2002;12:805-11.
19. Passi S, Randinetti M, Maggio F, Stancato A. Epidermal Oxidative Stress In Vitiligo. Pigment Cell Res. 1998;11:81-5.
20. Davis MD, Kaufman S. Evidence for the formation of the 4a-carbinolamine during the tyrosine dependent oxidation of tetrahydrobiopterin by rat liver phenylalanine hydroxylase. J Biol Chem. 1989;264:8585-96.
21. Davis MD, Ribeiro P, Tipper J, Kaufman. S 7-tetrahydrobiopterin, a naturally occurring analogue of tetrahydrobiopterin is a cofactor for and a potential inhibitor of the aromatic amino acid hydroxylases. Proc Natl Acad Sci. 1992;89:10109-13.
22. Jones DP, Eklow L, Thor H. Metabolism of hydrogen peroxide in isolated hepatocytes: relative contribution of catalase and glutathione peroxidase in decomposition of endogenously generated H2O2. Arch Biochem Biophys. 1981;210:515-6.
23. Arican O, Kurutas EB. Oxidative stress in the blood of patients with active localized vitiligo. Acta Dermatovenerol Alp Panonica Adriat. 2008;17:12-6.
24. Picardo M, Passi S, Morrone A, Grandinetti M, Di Carlo A, Ippolito F. Antioxidant status in the blood of patients with active vitiligo. Pigment Cell Res. 1994;7:110-5.
25. Hazneci E, Karabulut AB, Ozturk C, Batcioglu K, Dogan G, Karaca S. A comparative study of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase activities and nitrate levels in vitiligo patients. Int J Dermatology. 2005;44:636-40.
26. Y×ld×r×m M, Baysal V, Inaloz HS, Kesici D, Delibas N. The role of oxidants and antioxidants in generalized vitiligo. J Dermatol. 2003;30:104-8.
27. Dalton TP, Shertzer HG, Puga A. Regulation of gene expression by reactive oxygen. Annu Rev Toxicol. 1999;39:67-101
28. Janssen YM, Van Houten B, Borm PJ, Mossman MT. Cell and tissue responses to oxidative stres. Lab Invest. 1993;69:261-74.