İskemik kalan ekstremitede reperfüzyon sonrası oluşan iskemi reperfüzyon hasarını azaltmak için deneysel sıçan modelinde feniramin maleat, çevresel hipotermi ve hiperterminin etkisinin araştırılması

Abstract

Amaç: İskemik kalan dokunun reperfüzyonu ile birlikte ciddi doku hasarına neden olan iskemi reperfüzyon hasarı oluşur. Reperfüzyon akut inflamatuar kaskadı tetikleyerek hücre ölümüne, doku fonksiyonlarında bozulmaya ve nekroza neden olabilmektedir. Bu çalışmada deneysel olarak iskemi reperfüzyon hasarı oluşturulmuş ratlarda sistemik uygulanan feniramin maleatın ve çevresel sıcaklık değişimlerinin iskemi reperfüzyon hasarını azaltmaya yönelik etkilerinin araştırılması planlanmıştır. Elde edilen sonuçların daha önce yapılan hayvan çalışmalarında iskemi reperfüzyon hasarını azaltmadaki etkisi gösterilmiş olan ve sistemik olarak uygulanan N-asetil sistein (NAC) ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve yöntem: Deney hayvanı olarak ağırlıkları 250-350 gr arasında olan 42 adet Sprague- Dawley rat kullanıldı. Ratlar eşit sayıda (n=7) olacak şekilde rastgele 6 gruba ayrıldı (sham, iskemi reperfüzyon (İR), İR+soğuk, İR+sıcak, İR+feniramin, İR+NAC). Sham grubu dışındaki gruplarda iskemi oluşturmak için genel anestezi altında, 3 saat boyunca, ratların sağ alt ekstremite femoral arterleri klemplendi ve kolateral dolaşımı engellemek için elastik turnike uygulandı. Reperfüzyon başlangıcında; İR+soğuk grubundaki ratların iskemik kalan ekstremitelerine periferik soğutma ve İR+sıcak grubundaki ratların iskemik ekstremitelerine periferik ısıtma işlemi 2 saat boyunca uygulandı. İR+ feniramin grubuna sistemik feniramin ve İR+NAC grubuna sistemik NAC reperfüzyon öncesi uygulandı. Yirmi dört saatlik reperfüzyon süresinin sonunda genel anestezi altında ratların sağ alt ekstremite gastrokinemius kasından histopatolojik ve biyokimyasal inceleme için doku örneklemesi yapıldı. Ayrıca birinci haftanın sonunda genel anestezi altında ratların sağ alt ekstremite tibialis anterior kasından histopatolojik inceleme için doku örnekleri alındı ve hayvanlar sakrifiye edildi. Yirmi dördüncü saatte alınan doku örneklerinde; oksidatif parametreler olan katalaz (KAT), myeloperoksidaz (MPO), süper oksit dismutaz (SOD), tiyobarbitürik asit ile reaksiyon veren maddeler (TBARS) ve poli adenozil difosfat riboz polimeraz (PARP) düzeyleri ölçüldü. Ayrıca hematoksilen eozin boyama ile inflamatuar hücreler değerlendirildi. Birinci haftanın sonunda alınan doku örnekleri hematoksilen eozin boyama ile kronik inflamasyon ve indüklenebilir nitrik oksit sentaz (iNOS) çalışılarak doku hasarı değerlendirildi. Bulgular: Kas dokusunda TBARS, MPO, KAT, SOD, PARP düzeyleri sham grubunda iskemi reperfüzyon yapılan diğer gruplara oranla anlamlı derecede düşük bulunurken (p<0.001). İR ve İR+sıcak grubunda diğer gruplara oranla anlamlı dercede yüksek bulundu (p<0.05). İR ve İR+sıcak grubunda akut ve kronik inflamasyon oranları ile iNOS boyanma şiddeti diğer gruplara oranla belirgin yüksek bulundu. İR+NAC ve İR+feniramin gruplarında TBARS, PARP, SOD, MPO, KAT düzeylerinin, iNOS boyanma şiddeti ve akut – kronik inflamasyon derecesinin anlamlı olarak düşük olduğu görüldü. Ayrıca İR+soğuk grubunda İR+NAC ve İR+feniramin grubuna oranla TBARS, MPO, KAT, SOD, PARP düzeyleri anlamlı derecede daha düşük saptandı. Sonuç: Kas dokusunda görülen İRH'ı ciddi hücre ve doku hasarına neden olmaktadır. Çalışmamızda NAC ve feniramin maleatın kas dokusunda oluşan İRH'nı önemli ölçüde azalttığını, aynı zamanda erken reperfüzyon döneminde uyguladığımız periferik soğutmanın İRH'nı NAC ve feniramin maleattan daha etkin bir şekilde azalttığını gördük. Periferik ısıtmanın ise İRH'na belirgin etkisinin olmadığını gözlemledik. Elde ettiğimiz bulgular yeni çalışmalarla desteklenerek İRH'nın önlenmesinde NAC, feniramin ve periferik soğutma gibi tedavi yöntemlerinin klinik uygulamalarda kullanımına ışık tutacaktır.Background: Ischemia-reperfusion (IR) injury is the tissue damage which caused by reperfusion of an ischemic tissue. Reperfusion triggers a cascade of acute inflammatory events which leading to cellular death and tissue dysfunction and necrosis. IR is commonly caused by tourniquet, amputation and replantation in orthopedic surgery. In this study, we aimed to investigate the protective effects of pheniramine maleate (Ph) and periferic hypothermia in rats which had been created experimentally ischemia reperfusion injury and compare the results with n-acetyl cysteine (NAC) known as an effective molecule for reducing IR. Materials and methods: Forty two Sprague-Dawley rats were seperated into 6 groups randomly (sham, IR, IR+local hypothermia, IR+local hyperthermia, IR+Ph, IR+NAC; n:7). To create ischemia we clamped the right femoral artery and applied tourniquet to the right hind limbs of rats during the 3 hours under general anesthesia. At the beginning of reperfusion, administered systemic Ph to the rats in the IR+Ph group and administered NAC to the rats in the IR+ NAC group. During two hours, the right hind limbs of rats in the IR+local hypothermia group were cooled by using cold water tank. And the right hind limbs of rats in the IR+local hyperthermia group heated similarly. At the end of the 24 hours reperfusion time, the right gastrocnemius muscles of all rats were sampled. In theese muscle samples; the oxidative parameters (Myleloperoxidase (MPO), supeoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), poly adp ribose polymerase (PARP) levels) and inflammatory cells histopatologically were evaluated. The end of the one week reperfusion period, tibialis anterior muscles of all rats were sampled, then all of the rats were sacrificed. In these muscle samples, the iNOS staining and inflammatory cells histopathologically were evaluated. Results: In the IR group and IR+hyperthermia group, the levels of TBARS, PARP, SOD and CAT were found higher compared with those in the sham group. On the contrary, these oxidative parameters were found lower in IR+H, IR+Ph and IR+NAC groups compared with IR and IR+hyperthermia groups. Compared with the sham group; mononuclear inflammatory cells, tissue iNOS score and intensity staining in the IR, IR+hyperthermia groups were established increased. On the other hand, the histopathological parameters were found decreased in IR+H, IR+Ph, IR+NAC groups compared with the IR, IR+hyperthermia groups. Conclusion: In this study, we showed that NAC and Ph reduce the IR in muscle clearly, also hypothermia was more effective than NAC and Ph in reducing IR in muscle. Hyperthermia was found not effective in reducing or increasing IR. If our results are confirmed with new studies, NAC, Ph and hypothermia can be used for preventing or management of IR in clinical practises