Elemental Composition Of Surgically Removed Carotid Plaques

INTRODUCTION: Epidemiological studies indicate that metal exposure through diet, environment and smoking is associated with increased risk of cardiovascular disease. There are few data on the elemental composition of atherosclerotic carotid plaques. METHODS: We examined clinical characteristics and elemental composition of surgical carotid endarterectomy plaques. Carotid endarterectomy plaques from 19 patients were collected and elemental compositions were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) method. RESULTS: Two of the 19 patients were female. Average age of the patients was 71.9±7.2 years. 47.4% of the patients were diabetic and 52.6% were hypertensive. Only one of the patients never smoked. Sodium (Na), magnesium (Mg), potassium (K), calcium (Ca), phosphorus (P), iron (Fe), copper (Cu), boron (B), manganese (Mn), zinc (Zn), aluminum (Al), sulphur (S), chromium (Cr), nickel (Ni), platinum (Pt), antimony (Sb), selenium (Se) were found in different concentrations but concentrations of arsenic (As), bismuth (Bi), cadmium (Cd), cobalt (Co), molybdenum (Mo), lead (Pb) in the carotid endarterectomy samples were below the detection limit of ICPOES. Despite of fluctuations of metal concentrations among the patients, concentrations of Ca and P were significantly high with averages of 68613 ppm and 36669 ppm respectively. DISCUSSION AND CONCLUSION: Results of those element levels should be carefully evaluated for their role in proatherogenic role. Common salts of Ca and P such as Ca(NO3)2, CaCl2, Na2HPO4, (NH4)2HPO4 are highly soluble in water and in blood but complexes of Ca with P such as Ca10(PO4)6(OH)2 (hydroxyapatite in bones) has very low solubility. Since there is a cell layer between the atherosclerotic plaques and the blood flow, probably soluble salts of Ca and P ions come to the accumulation site separately and they form insoluble complexes, which cannot pass the cell layer and accumulate. Also, reasons of the elemental accumulation and sources of the elements from bones, diet or other sources should be investigated in detail because they lead to development of new preventive and treatment approaches for carotid atherosclerotic plaques.

Cerrahi Endarterektomi Plaklarının Elemental Yapısı

GİRİŞ ve AMAÇ: Epidemiyolojik çalışmalar diyet, sigara ve çevresel faktörler ile alınan metallerin artmış kardiyovasküler risk oluşturduğunu göstermektedir. Aterosklerotik karotis plaklarının element yapısı ile ilgili sınırlı çalışma mevcuttur. YÖNTEM ve GEREÇLER: Çalışmada cerrahi karotis endarterektomi materyallerinin element yapısı ve hastaların klinik özellikleri incelendi. Karotis endarterektomi yapılan 19 hastadan alınan plaklarda indüktif-eşli plazma emisyon spektrometresi (ICP-OES) yöntemi ile element yapısı incelendi. BULGULAR: Hastalardan sadece iki tanesi kadındı. Ortalama yaş 71.9±7.2 yıl olarak bulundu. Hastaların %47.4'ünde diyabet ve %52.6'sında hipertansiyon saptandı. Sadece 1 hasta hiç sigara içmemişti. Plaklarda sodyum (Na), magnezyum (Mg), potasyum (K), kalsiyum (Ca), fosfor (P), demir (Fe), bakır (Cu), bor (B), manganez (Mn), çinko (Zn), alüminyum (Al), sülfür (S), krom (Cr), nikel (Ni), platin (Pt), antimon (Sb), selenyum (Se) elementleri farklı konsantrasyonda saptandı fakat arsenik (As), bizmut (Bi), kadmiyum (Cd), kobalt (Co), molibden (Mo), kurşun (Pb) seviyeleri ICP-OES sisteminin belirleme limitinin altında saptandı. Hastalarda varyasyon olmakla birlikte en yoğun olarak Ca ve P saptandı. TARTIŞMA ve SONUÇ: Saptanan elementlerin aterojenik sürece katkıları detaylı incelenmelidir. Ca ve P'nin sık bulunan Ca(NO3)2, CaCl2, Na2HPO4, (NH4)2HPO4 gibi tuzları kanda ve suda yüksek çözünürlüğe sahiptir fakat Ca10 (PO4)6(OH)2'nin (kemikteki hidroksi apatit) çözünürlüğü çok düşüktür. Kan akımı ile aterosklerotik plak arasında bir hücre tabakası olduğu için muhtemelen Ca ve P elementleri plak içine ayrı olarak gelip suda çözünmeyen kompleksler oluşturarak birikmektedir. Karotis plaklarında element birikmesi, bu elementleri kemik ve diyetten gelen kısımlarının detaylı araştırılması ile yeni önleyici ve tedavi edici yaklaşımlar geliştirilebilir.

___

1. Joakimsen O, Bonaa KH, Stensland-Bugge E, Jacobsen BK. Age and sex differences in the distribution and ultrasound morphology of carotid atherosclerosis: the Tromsø Study. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1999; 19: 3007–3013. PMID: 10591682

2. Redgrave JN, Lovett JK, Gallagher PJ, Rothwell PM. Histological assessment of 526 symptomatic carotid plaques in relation to the nature and timing of ischemic symptoms: the Oxford plaque study. Circulation. 2006; 113: 2320–2328. PMID: 16651471

3. Vuori E, Huunan-Seppälä A, Kilpiö JO, Salmela SS. Biologically active metals in human tissues. II. The effect of age on the concentration of cadmium in aorta, heart, kidney, liver, lung, pancreas and skeletal muscle. Scand J Work Environ Health. 1979; 5: 16–22. PMID: 441705

4. Aalbers TG, Houtman JP, Makkink B. Traceelement concentrations in human autopsy tissue. Clin Chem. 1987; 33: 2057–2064. PMID: 3677380

5. Aalbers TG, Houtman JP. Relationships between trace elements and atherosclerosis. Sci Total Environ. 1985; 43: 255–283. PMID: 4012298

6. Abu-Hayyeh S, Sian M, Jones KG, Manuel A, Powell JT. Cadmium accumulation in aortas of smokers. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2001; 21: 863–867. PMID: 11348888

7. Bergström G, Fagerberg B, Sallsten G, Lundh T, Barregard L. Is cadmium exposure associated with the burden, vulnerability and rupture of human atherosclerotic plaques?

8. Bergström G, Fagerberg B, Sallsten G, Lundh T, Barregard L. Is Cadmium Exposure Associated with the Burden, Vulnerability and Rupture of Human Atherosclerotic Plaques? PLoS One. 2015 Mar 27;10(3):e0121240.

9. Zhuravskaya EY, Savchenko TI, Chankina OV, Polonskaya YV, Chernyavskii AM, Ragino YI, et al. SRXRF Study of Chemical Elements Content in the Atherosclerotic Plaque of Heart Vessels. Physics Procedia 84 ( 2016) 270 – 274.

10. Rattanachongkiat S,Millward GE, Foulkes ME. Determination of arsenic species in fish, crustacean and sediment samples from Thailand using high performance liquid chromatography (HPLC) coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). J Environ Monit. 2004;6:254–261.

11. De Blas Bravo I, Sanz Castro R, Lopez Riquelme N, Tormo Diaz C, Apraiz Goyenaga D. Optimization of the trace element determination by ICP-MS in human blood serum. J Trace Elem Med Biol. 2007;21(Suppl 1):14–17.

12. G. N. Schrauzer, Selen, Neue Entwicklung aus Biologie, Biochemie und Medizin, Johann Ambrosius Barth Verlag, Heidelberg, (1999). 13. 13. J. Versieck and R. Cornelis, Trace elements in human plasma or serum, CRC, Boca Raton, FL (1989).

14. M. Krachler, M. Lindschinger, B. Eber, N. Watzinger, S. Wallner, Trace elements in coronary heart disease: impact of intensified lifestyle modification, Biol. Trace Element Res. 60, 175 (1997).

15. X. M. Luo, H. J. Wei, and S. P. Yang, Inhibitory effects of molybdenum on esophageal and forestomach carcinogenesis in rats, J. Natl. Cancer Inst. 71, 75 (1983).

16. M. A. Alfieri, F. Y. Leung, and D. M. Grace, Selenium and zinc levels in surgical patients receiving total parenteral nutrition, Biol. Trace Element Res. 61, 33 (1998).

17. F. L. Hubert, Effects of elements on blood pressure, Biol. Trace Element Res. 58, 1(1997). 18. Bezzi, G, Celotti, G, Landi, E, La Toretta TMG, Sopyan I, Tampieri A. A novel sol--gel technique for hydroxyapatite preparation. Mater. Chem. Phys.. 2003;78(3); 816-824
Kocaeli Tıp Dergisi-Cover
  • ISSN: 2147-0758
  • Başlangıç: 2012
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

Acil Serviste Ağrı Yönetimini Engelleyen Durumlar

Sevgin SAMANCIOĞLU BAĞLAMA, Filiz ÖZEL

Evaluation of Integrated Pulmonary Index monitoring during sedation for Deep Brain Stimulation

Abdullah Aydın ÖZCAN, GÜLCAN BERKEL EROL

Hastanede Yatan Hastalardan İzole Edilen Mikroorganizmaların Biyofilm Formasyon Aktiviteleri

Abdulhamit ÇALI, CEM ÇELİK, UĞUR TUTAR, Mustafa Zahir BAKICI

İntrauterin Gelişme Geriliğinde Plasental Difüzyon Ağırlıklı Görüntülemenin Tanıya Katkısı

İSA ÇAM, ÖZGÜR ÇAKIR, Pınar ÇAKIR, Ahmet YALNIZ, YONCA ANIK, Ercüment ÇİFTÇİ

Derin Beyin Stimülasyonu (DBS) uygulanan hastalarıın entegre pulmoner index (IPI) monitörizasyonu ile takibi

Gülcan BERKEL, Abdullah Aydın ÖZCAN

Parotis Bezinin Tekrarlayan Çok Odaklı Pleomorfik Adenomu, Olgu Sunumu

Mustafa CANTÜRK, Vasıf SOYSAL, Şafak ATAHAN, Abdullah GÜNEN, Özgür Çakır KAYA

Acil Tıbba Farklı Biir Bakış: İlaç sektörünün gözünden Acil Tıp

Bora KAYA, YAVUZ YİĞİT, ÖZLEM GÜNEYSEL, SERKAN YILMAZ

An Atypical Case of Subacute Combined Degeneration With Concomitant Copper Deficiency

Onur ENGİN, ALİ KARAKAŞ, Banu DİLEK, Özlem EL

Sezeryan operasyonu yapılan hastalarda preoperatif anksyete düzeyi ve postoperatif ağrı arasındaki ilişki

BAHAR SARIİBRAHİM ASTEPE

Tranperitoneal Laparoscopic Renal Cyst Decortication: A Single Center Experince

HACI İBRAHİM ÇİMEN, Hacı Can DİREK, FİKRET HALİS, HASAN SALİH SAĞLAM, AHMET GÖKÇE