Antioksidan Takviyesi Mantığı

Açılış sahnesi

Giresun'daki hastanenin biyokimya laboratuvarında Poyraz'ın stajı bugün bitiyor. Önlüğünü dolaba asmadan önce koridordaki ilan panosundan aldığı katlanmış bir broşürü Şeniz Hanım'ın masasına bırakıyor. Kapakta parlak renkli meyveler var, içeride üç cümle alt alta dizilmiş: "Serbest radikaller hücrelerinizi her gün yıpratır. Antioksidanlar radikalleri etkisiz hâle getirir. Günlük antioksidan desteğiyle kendinizi hastalıklara karşı koruyun."

"Sekiz haftadır bu kimyayı çalışıyoruz," diyor Poyraz. "İlk iki cümleye itiraz edemiyorum. Üçüncüsü de onlardan çıkıyor gibi duruyor, ama emin değilim." Şeniz Hanım broşürü açık bırakıyor ve kalemini uzatıyor: "Her cümlenin kenarına, onu sınayan şeyi yaz. Kimya yazabildiğin yere kimya, çalışma gerekiyorsa çalışma."

Bu derste ne olacak

Broşürün üç cümlesini sınanabilir önermelere ayıracağız. Sonra modülün kimyasıyla takviyenin nereye ulaştığını, yükün nereye gittiğini ve hücrenin sinyalini ne kadar söndürdüğünü soracağız. Ardından son halkayı randomize çalışmaların sınadığını göreceğiz: sigara içenlerde beta-karoten, sağlıklı erkeklerde E vitamini ve iki yüz doksan bin kişiyi aşan bir meta-analiz. Son adımda kanıtın söylemediğini de ayıracağız.

Sıfır noktası

Mekanizma ile nedensellik arasındaki mesafeyi daha önce bir diz kremi üzerinden sökmüştük (L01-P03-M01-D09): her halkası doğru bir zincirin sonucu yine de onlardan çıkmayabilirdi, çünkü biyoloji düz bir zincir değil, bir ağdı. Bu kez aynı soruyu, redoks kimyasını sekiz ders boyunca kurduktan sonra soruyoruz. Artık elimizde yalnız bir şema değil, potansiyeller, hız sabitleri ve enzimler var. Dersin asıl sorusu, bu kadar ayrıntılı bir kimyanın sonucu öngörmeye yetip yetmediği.

Yöntem akademinin iddia analizlerindeki sırayı izliyor: önermeler, her önermeye getirilebilecek en iyi kanıt ve en sonda doğru parçanın çarpıtılmış parçadan ayrılması. Karar verdiren halka, tasarımlar dersinde kurduğumuz merdivenin üst basamağı olacak: kurayla ayrılmış gruplarda sert sonlanımlar.

Mekanizma

Broşürü önermelere ayırmak

Poyraz kenara şu dört satırı yazıyor:

1. Reaktif oksijen türleri hücre bileşenlerine zarar verir.
2. Antioksidan moleküller bu türlerle tepkimeye girip onları azaltır.
3. Ağızdan alınan antioksidan, zararın olduğu yerde bu tepkimeyi yapar.
4. Böylece kronik hastalık ve ölüm azalır.

İlk iki satır modülün kimyasıyla uyumlu: radikalin zincir hâlinde yayılabildiğini ve zincir kırıcı antioksidanın bu zinciri nasıl kestiğini görmüştük. Üçüncü satır bir fizyoloji önermesi, dördüncüsü ise bir sonuç önermesi. Broşürün ikna gücü, okurun ikinci satırdan dördüncüye tek adımda geçmesinden geliyor.

Takviye nereye ulaşıyor?

Oksijenin tek elektronla indirgenme basamaklarını izlerken hidroksil radikalinin hız sabitinin 10⁹ ile 10¹⁰ arasında olduğunu, yani karşılaştığı hemen her molekülle çarpışma sınırında tepkimeye girdiğini görmüştük. Varsayımsal bir hücre bölmesi düşünelim: hız sabitleri aynı olsun, çevredeki protein, lipit ve nükleik asit gruplarının toplamı litrede bir mol, takviyeden gelen molekül ise litrede 10⁻⁴ mol bulunsun. Radikalin takviyeye çarpma payı 10⁻⁴ ÷ 1 = 10⁻⁴ olur; on bin radikalden yalnız biri. Sayılar örnek, ama sonucun biçimi değişmiyor: en hızlı radikali ancak doğduğu yerde bekleyen bir savunma yakalayabilir. Hücre bunu enzimleri radikalin kaynağına yerleştirerek çözmüştü; mangan taşıyan süperoksit dismutazın mitokondri matriksinde çalışması bunun örneğiydi.

Askorbat suda çözünür ve zarın içine giremez; tokoferol zarda durur. Kandaki düzeyin yükselmesi, molekülün mitokondri matriksine ya da bir akciğer hücresinin zarına aynı ölçüde geçtiğini göstermez. Broşürün üçüncü satırı, kimyanın değil taşınmanın sorusu.

Yük nereye gidiyor?

Bir önceki derste savunmayı bir aktarım zinciri olarak izlemiştik: zardaki radikali tokoferol durdurmuş, onu askorbat, askorbatı glutatyon, glutatyonu da NADPH geri indirgemişti. Yükseltgeyici yük yok edilmiyor, bir halkadan ötekine geçiyor ve en sonunda glukozdan gelen elektronlarla karşılanıyordu. Bu zincire dışarıdan bir halka eklemek, zincirin sonundaki elektron kaynağını büyütmüyor. Eklenen molekül radikali alınca kendisi yükseltgenmiş bir türe dönüşüyor ve onu geri indirgeyecek halka yetişmezse yük orada birikiyor.

Aynı derste askorbatın bağlanmamış demirin bulunduğu yerde Fe³⁺'yı Fe²⁺'ya indirgeyerek Fenton döngüsünü hızlandırabildiğini de görmüştük. Beta-karoten için benzer bir koşul bağımlılığı laboratuvarda gösterildi. Burton ile Ingold 1984'te Science'ta, beta-karotenin radikal tutucu davranışının oksijen basıncına bağlı olduğunu bildirdi: normal havadakinden belirgin düşük basınçlarda iyi bir tutucu, daha yüksek basınçlarda ise kendi kendini hızlandıran bir pro-oksidan. Bu bulgu, aşağıdaki akciğer sonuçlarına sonradan önerilen açıklamalardan biridir; akciğerdeki zararın nedeni olarak sınanmış değildir. Ama bir şeyi kesin gösterir: "antioksidan" etiketi, molekülün her dokuda aynı yönde çalışacağı anlamına gelmez.

Sinyal ne oluyor?

Katalaz testinin yapıldığı derste oksidatif eustres ile distresi ayırmış, hidrojen peroksidin düşük düzeyde bir sinyal taşıyıcısı olarak çalıştığını görmüştük. Serbest radikaller dersinde ise yaşlanmanın serbest radikal kuramına karşı gelen bulgulara değinmiştik: süperoksit dismutazı eksik bırakılan solucanların bazı soylarında ömür kısalmamış, uzamıştı. İki bulgu da reaktif türleri sıfıra yaklaştırmanın hedef olmadığını söylüyor; hücre bir kısmını haber olarak kullanıyor.

Bunu insanda sınayan küçük bir deneme var. Ristow ve arkadaşları 2009'da PNAS'ta, özetlerine göre daha önce antrenmansız on dokuz ve antrenmanlı yirmi sağlıklı genç erkeği dört haftalık bir egzersiz programına aldı; bir kısmı C ve E vitamini birlikte, bir kısmı vitaminsiz egzersiz yaptı. İnsülin duyarlılığı yalnız vitamin almayanlarda arttı; kasta süperoksit dismutaz ve glutatyon peroksidaz gibi savunma enzimlerinin artışı da vitamin alanlarda görülmedi. Çalışma küçük ve kısa, sonucu da bir ara ölçüm; bir hipotezi güçlendiriyor, bir kural kurmuyor.

Son halkayı çalışmalar sınıyor

Dördüncü satırın gerektirdiği kanıt artık kimya değil. Randomize çalışmalar bu satırı 1990'lardan beri doğrudan sınadı, ve dikkat çekici olan, büyük denemelerin güçlü bir gözlemsel ipucuyla başlaması. ATBC çalışmasının 1994'te New England Journal of Medicine'da yayımlanan raporu, karotenoidden zengin beslenenlerde ve kanda beta-karoten düzeyi yüksek olanlarda akciğer kanserinin daha seyrek görüldüğünü giriş cümlesine koymuştu. Finlandiya'nın güneybatısında sigara içen, elli ile altmış dokuz yaş arasındaki 29.133 erkek, ikiye iki faktöriyel bir düzende dört gruba ayrıldı ve beş ile sekiz yıl izlendi. Faktöriyel düzen sayesinde beta-karoten sorusu katılımcıların yarısını karşılaştırdı: 29.133 ÷ 2 ≈ 14.567 kişilik iki taraf. Beta-karoten alanlarda akciğer kanseri sıklığı yüzde 18 yüksek çıktı (güven aralığı yüzde 3 ile 36), toplam ölüm yüzde 8 yüksek (yüzde 1 ile 16). E vitamini akciğer kanserini azaltmadı.

İki yıl sonra aynı dergide CARET çalışması yayımlandı: sigara içen, bırakmış ya da asbeste maruz kalmış 18.314 kişi, beta-karoten ile A vitamininin birleşimi ya da plasebo. Akciğer kanseri için göreli risk 1,28 (1,04–1,57), herhangi bir nedenle ölüm için 1,17 (1,03–1,33) bulundu ve çalışma planlanandan yirmi bir ay önce durduruldu.

E vitamini sorusunu SELECT sordu. ABD, Kanada ve Porto Riko'da 35.533 erkek selenyum, E vitamini, ikisi birden ya da plaseboya ayrıldı. 2009'daki ilk raporda hiçbir kol prostat kanserini önlemedi. Takviyeler 2008'de bırakıldıktan sonra izlem sürdü ve 2011 raporunda tablo netleşti: plasebo kolundaki 8.696 erkekten 529'unda, E vitamini kolundaki 8.737 erkekten 620'sinde prostat kanseri gelişti. Oranları bölerek kuralım: 620 ÷ 8.737 ≈ 0,0710 ve 529 ÷ 8.696 ≈ 0,0608, ikisinin oranı 0,0710 ÷ 0,0608 ≈ 1,17. Yayımlanmış tehlike oranı da 1,17, yüzde 99'luk güven aralığı 1,004 ile 1,36.

Mutlak dile çevirmek için risk farkına bakıyoruz: 0,0710 − 0,0608 ≈ 0,0101. Zarar için gereken sayı dersinde kurduğumuz hesapla 1 ÷ 0,0101 ≈ 99 (L01-P04-M02-D06). Yaklaşık yedi yıllık ortanca izlemde, E vitamini alan her doksan dokuz erkekten birinde fazladan bir prostat kanseri. Makalenin kendi mutlak ölçüsü bin kişi-yılda 1,6 fazla vaka; 1.000 ÷ 1,6 = 625, yani kabaca 625 kişi-yıllık kullanımda bir fazla vaka. İki hesap aynı büyüklüğü iki zaman birimiyle söylüyor.

Hepsini bir arada okumak

Toplamı bir Cochrane derlemesi okudu. Bjelakovic ve arkadaşlarının 2012 güncellemesi beta-karoten, A, C, E vitamini ve selenyumu plasebo ya da müdahalesizlikle karşılaştıran 78 randomize çalışmayı, 296.707 katılımcıyı bir araya getirdi. Bütün çalışmalarda takviyenin ölüm üzerinde anlamlı bir etkisi çıkmadı (göreli risk 1,02; 0,98–1,05). Yanlılık riski düşük 56 çalışmada ise ölüm arttı: göreli risk 1,04 (1,01–1,07). Beta-karoten için 1,05, E vitamini için 1,03 bulundu; C vitamini ve selenyum ölümü anlamlı biçimde değiştirmedi.

Derlemenin ham sayıları burada bir tuzak kuruyor. Düşük yanlılıklı çalışmalarda takviye kollarında 146.320 kişiden 18.833'ü, kontrol kollarında 97.736 kişiden 10.320'si ölmüş: 18.833 ÷ 146.320 ≈ 0,129 ve 10.320 ÷ 97.736 ≈ 0,106. Bunları bölersek 1,22 çıkar, oysa derlemenin hesabı 1,04. Fark, ekolojik korelasyonu işlerken gördüğümüz Simpson paradoksunun akrabası (L02-P05-M01-D05). Faktöriyel çalışmalarda katılımcıların çoğu en az bir takviye aldığı için takviye kolları şişer; 146.320 ÷ 97.736 ≈ 1,50. Çalışmaların başlangıçtaki ölüm düzeyi de birbirinden çok farklı; hangi çalışmanın hangi kola kaç kişi kattığı, ham toplamı takviyeden bağımsız olarak kaydırabilir. Meta-analiz her çalışmayı önce kendi içinde karşılaştırıp sonra birleştirir; ham toplamı bölmek, çalışmalar arasındaki farkı takviyenin etkisi sanmak olur.

Klinik gerçeklik

Kanıtın sınırını iki yandan da çizmek gerekiyor. Bu çalışmalar izole, çoğu yüksek doz takviyeyi sınadı; sebze ve meyveden zengin bir beslenme örüntüsünü sınamadılar. Ortak neden dersinde gördüğümüz sağlıklı kullanıcı yanlılığı, gözlemsel ipucunun neden yanıltabildiğini açıklıyor, ama besinin kendisi hakkında bir hüküm vermiyor. Kanıtın söylediği şu: bir besindeki molekülü ayırıp hapa koymak, besinle görülen ilişkiyi taşımadı.

Çalışmaların sormadığı bir soru daha var: eksikliği olan birinde düzeyi yeterliliğe getirmek, yeterli düzeydeki birine yük bindirmekle aynı soru değil. Bu denemelerin büyük kısmı eksikliği olmayan kişilerde yapıldı; eksikliğin tanınması ve düzeltilmesi hekimin işi olarak kalıyor.

Mekanizma bu çalışmaların hiçbirinde sonucun yönünü doğru öngörmedi; beta-karotenin akciğerde, E vitamininin prostatta neden bu sonucu verdiği bugün de tam açıklanmış değil. Kimyanın tutarlılığı bir hipotezin değerini gösterir; hangi yönde sonuç vereceğini yalnız kurayla ayrılmış insanlar gösterir.

Broşürün kenarı

Poyraz ilk cümlenin yanına "doğru, ama hep zarar değil: sinyal" yazıyor. İkincisinin yanına "kimi, nerede, hangi hızla?" ve küçük harflerle "on binde bir" ekliyor. Üçüncü cümlenin kenarı dolmaya başlıyor: "ATBC ↑ akciğer", "CARET erken durdu", "SELECT ↑ prostat, 1 ÷ 99", en altta "Cochrane: azalma yok, X". Şeniz Hanım son satırın altına bir çizgi çekip "besin ≠ hap" yazıyor. Broşür, staj defterinin son sayfasına ataşla tutturuluyor.

Kendini sına

1. Broşürün üç cümlesinden çıkan dört önermeden hangileri kimyayla, hangisi taşınmayla, hangisi randomize çalışmayla sınanır?
2. Varsayımsal bölmede takviye derişimi on kat artsa ve çevredeki hedeflerin toplamı aynı kalsa, radikalin takviyeye çarpma payı ne olur? Bu hesap neden yine de savunmanın yerini gösterir?
3. SELECT'in 2011 sayılarıyla risk farkını ve zarar için gereken sayıyı yeniden hesapla. Bin kişi-yılda 1,6 fazla vaka ile bulduğun sayı neden çelişmez?
4. Cochrane derlemesinin ham sayılarını bölmek neden 1,22 veriyor da derlemenin kendisi 1,04 buluyor?
5. Ristow çalışmasına neden C rozeti verildi? Kartı X ya da B yapmak için hangi tür çalışmalar gerekirdi?

Bir sonraki derse köprü

Modül burada kapanıyor ve sıradaki birim onu bir quizle yoklayacak. Hazırlanırken şu soruyu sor: bir elektronun yolculuğunu izlediğimiz sekiz derste, bir türün "yükseltgen", "radikal" ya da "antioksidan" adını alması molekülün kendisinden mi, yoksa yanındaki eşinden, bulunduğu bölmeden ve ortamdaki potansiyelden mi geliyor? Quizdeki her soruya bu ayrımla bakmak, redoks çiftlerinin, radikal zincirlerinin ve savunma ağının aynı kuralla işlediğini görmeni kolaylaştıracak.