Fare kafa travması modelinde kafein etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of caffeine in a mouse head trauma model
Yazar: SELÇUK YAZICI
Danışman: PROF. DR. BURÇAK BİLGİNER
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery

Özet:
Giriş ve Amaç: Travmatik beyin hasarı (TBH), ciddi sakatlık ve ölüm riski taşıyan bir durumdur. Primer hasar travma anında meydana gelirken, sekonder hasar travmadan sonra oluşur ve hücresel-moleküler bozulmaları içerir. Sekonder hasarın başlıca sebepleri arasında yetersiz gaz değişimi, hipotansiyon ve inflamatuvar yanıt bulunur. Kafein, adenosin reseptör antagonisti olarak nöroprotektif etki gösterir ancak TBH üzerindeki akut dönemdeki etkileri tam olarak bilinmemektedir. Bu çalışma, fare kafa travması modelinde, kafeinin travma sonrası erken dönemde nörolojik ve inflamatuvar süreçler üzerindeki etkilerini değerlendirmeyi amaçlamaktadır.
Gereç ve Yöntem: Çalışmada toplam 32 adet Swiss albino fare kullanılmıştır. 4 ayrı grup ve her grupta 8 fare (n=8) olacak şekilde gruplandırma yapılmıştır. 8 fare naive, 8 fare sham, 8 fare kontrol grubu, 8 fare kafein deney grubu olarak ayrılmıştır. Hayvanlara 9 cm yükseklikten 75 gr serbest ağırlık düşürülerek kafa travması modeli oluşturulmuştur. Travmadan 1 saat sonra kontrol grubuna intraperitoneal serum fizyolojik, deney grubuna ise intraperitoneal 15 mg/kg kafein enjeksiyonu yapılmıştır. Tüm grupların 1. ve 24. saat sonunda nörolojik değerlendirmeleri mNSS ile yapılıp fareler sakrifiye edilerek beyin dokularındaki histopatolojik bulgular kontrol grubuyla karşılaştırılmıştır.
Bulgular: Travmanın 1. ve 24. saatlerinde yapılan nörolojik muayenelerin ΔmNSS değeri kontrol ve tedavi grupları karşılaştırıldığında istatistiksel açıdan anlamlı bir farklılık görülmemiştir. Travma oluşturulduktan 24 saat sonra sakrifiye edilen hayvanların beyinlerinden alınan koronal kesitlerin hematoksilen-eozin (H-E) ile yapılan histopatolojik incelemelerinde kontrol ve tedavi grupları karşılaştırıldığında, kafein uygulamasının travma sonrası sekonder hasar üzerinde beklenen düzeyde olumlu etkiler yaratmadığı tespit edilmiştir.
Sonuç: Swiss albino farelerde ağırlık düşürme yöntemiyle oluşturulan hafif kafa travması modelinde, travma sonrası 1. saatte verilen tek doz 15 mg/kg kafeinin nörolojik duruma etkisi olmadığı gözlemlenmiştir. Histopatolojik düzeyde kafein uygulamasının travmatik beyin hasarı üzerinde belirgin bir etkisi saptanmamıştır. Farklı doz, uygulama süreleri ve uzun vadeli etkilerin araştırıldığı çalışmalara ihtiyaç vardır.
Anahtar Kelimeler: Travmatik beyin hasarı, inflamasyon, kafein, kafa travması, sekonder hasar

Abstract:
Introduction & Objectives: Traumatic brain injury (TBI) is a condition that carries significant risks of disability and death. Primary damage occurs at the time of trauma, whereas secondary damage develops afterward, involving cellular and molecular disruptions. Major causes of secondary injury include inadequate gas exchange, hypotension, and inflammatory response. Although caffeine, as an adenosine receptor antagonist, has shown neuroprotective effects, its acute impact on TBI is not fully understood. This study aims to evaluate the effects of caffeine on neurological and inflammatory processes in the early period after trauma in a mouse head trauma model.
Material & Methods: A total of 32 Swiss albino mice were used in this study. The animals were divided into 4 groups of 8 mice each (n=8). The groups included 8 naive mice, 8 sham mice, 8 control mice, and 8 caffeine-treated mice. A head trauma model was created by dropping a 75 g free weight from a height of 9 cm onto the animals. One hour after the trauma, the control group received an intraperitoneal injection of saline, while the experimental group received an intraperitoneal injection of 15 mg/kg caffeine. Neurological assessments were performed at 1 and 24 hours post-trauma using the mNSS, and the mice were sacrificed for histopathological evaluation of brain tissue, which was compared with the control group.
Results: No statistically significant difference was observed in the ΔmNSS values between the control and treatment groups at 1 and 24 hours post-trauma. Histopathological examination of coronal brain sections stained with hematoxylin-eosin (H-E) taken 24 hours after trauma showed that caffeine treatment did not produce the expected positive effects on secondary injury compared to the control group.
Conclusion: In a mild head trauma model induced by weight drop in Swiss albino mice, a single dose of 15 mg/kg caffeine administered 1 hour after trauma did not lead to neurological improvement. At the histopathological level, caffeine treatment had no significant effect on traumatic brain injury. Further studies are needed to investigate different doses, application durations, and long-term effects.
Keywords: Traumatic brain injury, inflammation, caffeine, head trauma, secondary injury