Oksaliplatin ve sisplatinin sıçan periferal sinir uyarılabilirlik ve iletim parametrelerine etkilerinin karşılaştırmalı araştırılması
Investigation of comparative effects of oxaliplatin and cisplatin on rat peripheral nerve excitability and conduction parameters
Yazar: İLKSEN BURAT
Danışman: PROF. DR. NİZAMETTİN DALKILIÇ
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Periferik sinirler = Peripheral nerves ; Sisplatin = Cisplatin ; Siyatik sinir = Sciatic nerve ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Bu tez çalışmasında, günümüzde yaygın olarak kullanılan kemoterapik ajanlardan sisplatin 
(SİS) ve oksaliplatinin (OKS) sıçan izole siyatik siniri ve kuyruk kaudal sinirinin iletim ve 
uyarılabilirlik parametreleri üzerinde oluşturduğu etkiler karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır. 
 Deneylerde 38 adet Wistar albino türü erkek sıçan, kontrol (KON, N=6), oksaliplatin (OKS, 
N=9) ve sisplatin (SİS, N=9) olmak üzere üç gruba ayrıldı. Dört buçuk hafta süresince OKS grubuna 8 
mg/kg/hafta oksaliplatin, SİS grubuna 4 mg/kg/hafta sisplatin verilirken KON grubuna herhangi bir 
uygulama yapılmadı. SİS grubu sıçanlarda KON ve OKS grubuna göre önemli miktarda kilo kaybı 
gözlendi 
 Enjeksiyon sonrasında ilk olarak, sıçanların kuyruk kaudal sinirinden eşik izleme ("threshold 
tracking") yöntemi ile uyarılabilirlik parametrelerinin belirlenmesi amacıyla sırasıyla şiddet-süre 
zaman sabiti, akım-eşik azalması ("current-threshold reduction"), eşik elektrotonus, toparlanma 
döngüsü ("RC: recovery cycle") incelemelerini içeren bir kayıt protokolü uygulandı. Eşik izleme 
kayıtlarını takiben her bir sıçan sakrifiye edildi ve siyatik siniri izole edilerek bileşik aksiyon 
potansiyeli (BAP) kayıtları alınmak üzere "suction" kayıt sistemi fizyolojik koşulların sağlandığı (37 
°C, pH=7,4) izole organ banyosuna alındı ve proksimal tarafından 1 ms süreli izole puls uyaran ile 
uyarılarak, distal ucundan "suction" pipeti ile BAP kayıtları alındı. 
 BAP alanı, maksimum depolarizasyon (MD), MD iletim hızı gibi BAP parametrelerinde 
KON grubuna göre SİS grubunda anlamlı düzeyde farklılıklar gözlenmiştir (p<0,05). Her iki 
kemoterapik ajan için en hızlı ileten lif grubunun iletim hızlarında, maksimum türev değerine ulaşma  
süresi ( ), reobaz ve kronaksi değerlerinde anlamlı fark gözlenmemiştir. Bu izole sinir bulguları, 
sisplatinin orta ve yavaş ileten lif gruplarında anlamlı değişimlere neden olduğunu göstermiştir. 
 Eşik izleme yöntemi ile maksimum BAP genliğinin % 40'ı için elde edilen eşik elektrotonus 
eğrilerinin karşılaştırılmasında yine SİS grubu KON grubuna göre anlamlı düzeyde farklı 
bulunmuştur. Bu sonuç, sisplatinin orta grup liflerin pasif zar özelliklerinde anlamlı düzeyde etkileri 
olduğunu göstermektedir. BAP genliğinin %20'si için elde edilen eşik elektrotonus eğrilerinde ise 
ajanların ikisi için de fark bulunmamış, bu sonuç ajanların hızlı ileten lif grubuna herhangi bir etkisi 
olmadığı şeklinde yorumlanmıştır. Eşik izleme yöntemi ile maksimum BAP genliğinin %40'ı için eşik 
yük değeri-uyaran süresi, eşik akım şiddeti-eşik değer azalması ve toparlanma döngüsü eğrilerinin 
analizi sonucunda yine SİS grubu, tüm uyarılabilirlik parametreleri açısından anlamlı düzeyde farklı 
bulunmuştur (p<0,05). 
 Elde edilen tüm veriler bir arada değerlendirildiğinde sisplatin ve oksaliplatinin belirtilen doz 
değerlerinin, hızlı ileten liflerin iletim ve uyarılabilirlik parametrelerinde anlamlı değişimlere neden 
olmadığı, bununla birlikte yalnızca sisplatinin orta ve yavaş ileten lif gruplarının iletiminin tamamen 
blokajına ve uyarılabilirlik parametrelerinin bozulmasına neden olduğu belirlenmiştir. Sisplatinin 
önemli düzeyde kilo kaybına da neden olduğu düşünüldüğünde, bu tez çalışmasında detaylı şekilde 
incelenmiş olan nörotoksik yan etkiler açısından, oksaliplatin ajanının tercih edilmesi uygun olacaktır. 
 Eşik izleme yöntemi, yüzeyel elektrotlarla hem insan hem de hayvan çalışmalarına uygun 
olması, non-invazif şekilde sinir veya kas hücresine ait zar pasif özellikleri, kanalların tür ve 
aktiviteleri hakkında bilgi vermesi, istenilen iletim hızı gurubundaki liflerin tüm uyarılabilirlik 
özelliklerini sağlayabilmesi nedeniyle sinir elektrofizyolojisiyle ilgili pek çok çalışmada tercih 
edilebilir. 
 
Anahtar Sözcükler: Bileşik aksiyon potansiyeli, eşik-izleme yöntemi; sıçan siyatik siniri; sisplatin, oksaliplatin; "suction" yöntemi.

Abstract:
In this thesis study, the effects of widely used chemotherapeutic agents cisplatin (SIS) and 
oxaliplatin (OKS) on nerve conduction and excitability parameters of rat isolated sciatic nerve and tail 
caudal nerve were comparatively investigated. 
The experiments consisted of 38 Wistar albino type male rats equally divided into three 
groups for control (KON, N=6), oxaliplatin (OKS, N=9) and cisplatin (SIS, N=9). During 4,5 weeks, 
OKS group was administered an injection of oxaliplatin (8 mg/kg/week) and SIS group was 
administered cisplatin (4 mg/kg/week), while KON group was not injected. Compared to KON and 
OKS groups, significant weight loss was observed in SIS group. 
 After the injections, in order to compute the excitability parameters from the rats' tail caudal 
nerve via Threshold-Tracking Method, a protocol including (in exact order) strength-duration time 
constant (SDTC), current-threshold reduction, threshold electrotonus, and recovery cycle was applied. 
Following the Threshold-Tracking recordings each rat was sacrificed and, in order to realize 
Compound Action Potential (CAP) recordings, sciatic nerve was transferred to an isolated tissue bath 
fulfilling physiological conditions (37 °C, pH=7,4), connected to the suction recording system. CAPs 
were recorded from the distal end of the nerve via a suction pipette, while stimulating from the 
proximal end with isolated pulse stimuli lasting 1 ms. 
 In terms of CAP-related parameters, such as area under CAP, maximum depolarization 
(MD), conduction velocity at MD, significant difference was found in SIS group, as compared to 
KON (p<0,05). On the other hand, no significant difference was observed for neither of the 
chemotherapeutic agents, in terms of conduction velocities, instants of reaching the maximum time 
derivative ( ), and, rheobase and chronaxie of the fastest conducting fibers. These findings for 
the isolated nerve have demonstrated that cisplatin causes significant changes in middle and slow 
conducting fiber groups. 
 When threshold electrotonus curves computed using Threshold-Tracking Method for 40% of 
the maximum CAP amplitude, SIS group was found again significantly different, compared to KON 
group. This result means that cisplatin has significant effects on passive membrane properties of fibers 
with mid-range conducting velocity. However, no significant difference was found in threshold 
electrotonus curves computed for 20% of CAP amplitude for neither of the agents, and this result was 
interpreted as the agents' not having any effect on fast conducting fiber group. The results for the 
analysis of threshold charge-stimulus duration, threshold current-threshold decrease, and recovery 
cycle curves for 40% of CAP amplitude, again demonstrated significant difference of the SIS group, 
in terms of all excitability parameters (p<0.05). 
 When all results are interpreted together, it can be concluded that the given doses of cisplatin 
and oxaliplatin do not cause any significant change in conduction and excitability parameters of fast  
conducting fibers; only cisplatin, on the other hand, causes total blocking of the conduction of 
medium and slow conducting fiber groups, and disturbance in excitability parameters. Interpreted 
together with the finding that cisplatin causes significant amounts of mass loss, it would be 
appropriate to clinically prefer oxaliplatin to cisplatin in terms of neurotoxic side effects. 
 Given its compatibility via surface electrodes in both human and animal studies and also 
considering that it makes possible to non-invasively acquire information about passive membrane 
properties of nerve or muscle cells and excitability properties of fiber conductivity group of interest, 
Threshold-Tracking Method can be chosen as the preferred method of choice in many different nerve 
electrophysiology-related studies. 
 
Keywords: Cisplatin, oxaliplatin; compound action potential; rat sciatic nerve; suction method; 
threshold-tracking method