İskemi-reperfüzyonun sıçan miyokardiyal papiller kasında oluşturduğu fonksiyon bozukluklarında mito-tempo'nun olası koruyucu etkisinin araştırılması
Investigation of possible protective effect of mito-tempo on dysfunction of rat myocardial papillary muscle caused by i̇schemia-reperfusion
Yazar: AHMET AKKOCA
Danışman: PROF. DR. NİZAMETTİN DALKILIÇ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SEÇKİN TUNCER
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Miyokard = Myocardium ; Miyokard enfarktüsü = Myocardial infarction ; Miyokardial iskemi = Myocardial ischemia ; Miyokardial reperfüzyon = Myocardial reperfusion ; Miyokardial reperfüzyon lezyonu = Myocardial reperfusion injury ; Papillar kaslar = Papillary muscles ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; İskemi = Ischemia

Özet:
Kan dolaşımı ile hücre düzeyinde gerçekleşen metabolik olaylarda ihtiyaç duyulan maddelerin taşınması sağlanırken diğer taraftan da oksijenlenme ve atık maddelerin uzaklaştırılması gerçekleşir. Bu esnada herhangi bir nedenle dolaşımın durması olayına iskemi, durmasının ardından tekrar akışın başlaması ise reperfüzyon olarak adlandırılır. İskemiye maruz kalan hücrelerde fonksiyon bozukluğu ve hücrelerin ölümüne kadar giden bir dizi kimyasal olay gerçekleşirken reperfüzyonda ise oksijensiz kalan hücrelerin yeniden oksijenlenmesi ile serbest radikallerin oluşmasına sebep olan süreçler tetiklenir. Biyolojik sistemler için en önemli serbest radikal kaynağı ise mitokondri iç membranında lokalize olmuş elektron transport sistemidir.
Serbest radikaller üzerine yapılan çalışmalara duyulan ilgi, birçok hastalığa sebep olduklarının anlaşılmasının ardından oldukça artmıştır. Öyle ki; diyabet, nörodejeneratif rahatsızlıklar (Parkinson, Alzheimer), kardiyovasküler hastalıklar (ateroskleroz, hipertansiyon), solunum hastalığı (astım), katarakt gelişimi, romatizmal eklem iltihabı ve türlü kanserler (kalınbağırsak kanseri, prostat, göğüs, akciğer ve mesane kanserleri) gibi pek çok hastalığa artmış serbest radikal miktarının sebep olduğu yapılan çalışmalar ile ortaya konulmuştur.
Canlı sistemler oksidatif strese karşı kendi içerisinde antioksidan üretecek bir takım savunma mekanizmalarına sahip olsa da bazı durumlarda antioksidanların dışarıdan da alınması zorunlu hale gelmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, özellikle oksidan madde oluşumu için en önemli mekanizma olan mitokondriyi doğrudan hedef alan, sentetik olarak üretilmiş ve ticari adı Mito-TEMPO olarak bilinen bir antioksidan molekülünün, iskemi-reperfüzyon sebebiyle artan serbest radikal miktarının miyokardiyal papiller kas kasılma fonksiyonu üzerinde oluşturacağı hasarlara karşı koruyucu etkisi araştırılmıştır.
Oluşturulan SHAM, IR ve MT+IR gruplarına ait izometrik kasılma kayıtlarından kasılma kuvveti, kasılma süresi, yarı gevşeme süresi, +dF/dtmax ve –dF/dtmax değerleri hesaplanmış, SHAM grubuna göre iskemi-reperfüzyon uygulanan grupta farklılık gösteren ilgili parametreler, MT+IR grubunda kısmen veya tamamen SHAM grubu değerlerinde kalmıştır. Biyokimyasal değerlendirmeler için her üç gruptan da alınan kan örnekleri santrifüjlenerek kan serumları elde edilmiş ve toplam oksidan/antioksidan seviyeleri tespit edilmiştir. Buna göre; IR grubu oksidan seviyesi artmış, antioksidan seviyesi azalmış, Mito-TEMPO enjekte edilen grupta bu değerler SHAM seviyesi yakınlarında ölçülmüştür. Ayrıca tüm deney gruplarından alınan miyokardiyal papiller kas örneklerinden histolojik boyamalar sonunda görüntüler alınmış ve IR grubunda miyofibril kayıpları ile intrasitoplazmik vakuolizasyon tespit edilmiştir.
Gerçekleştirilen bütün ölçüm ve analizler birlikte düşünüldüğünde iskemi-reperfüzyon ile miyokardiyal papiller kasta meydana gelen fonksiyon bozukluklarına karşı Mito-TEMPO büyük ölçüde koruyucu etki göstermiştir.

Abstract:
Blood circulation allows the transport of substances needed for metabolic events at the cell level while the other side is oxygenated and the waste substances are removed. In the meantime, this is called ischemia the flow of circulation stop for any reason and reperfusion starting flow again after stopping. In the cells exposed to the ischemia, a series of chemical events leading to the dysfunction and the death of the cells occur, while in the reperfusion, oxygen-free cells re-oxygenate and triggers the processes that leading to produce of free radicals. The most important free radical source for biological systems is the electron transport system localized in the inner membrane of the mitochondria.
The interest in studies on free radicals has increased considerably after they have been known to cause many diseases. Such that; many studies have shown that increased amounts of free radicals are caused to many diseases such as diabetes, neurodegenerative disorders (Parkinson, Alzheimer), cardiovascular diseases (atherosclerosis, hypertension), respiratory disease (asthma), cataract development, rheumatoid arthritis and various cancers (cancers of the intestine, prostate, breast, lung and bladder cancers).
Although living systems have a number of defensive mechanisms to produce antioxidants against the oxidative stress, in some cases it is necessary to take antioxidants from the outside. In this thesis, we investigated that possible protective effect of trade name known as Mito-TEMPO, a synthetically-produced antioxidant molecule and directly targets mitochondria, on contractile dysfunction of rat myocardial papillary muscle caused by ischemia-reperfusion. 
The contraction force, contraction time, semi-relaxation time, +dF/dTmax and -dF/dTmax values were calculated from the isometric contraction records of the generated SHAM, IR and MT groups, and the relevant parameters differing in the ischemia-reperfusion group according to the SHAM group, in the MT group it was trapped in the partially or completely SHAM group values. Blood samples taken from all three groups for biochemical evaluations were centrifuged to obtain blood serum and total oxidant/antioxidant levels were determined. Accordingly; the oxidant level of the IR group was increased, the level of antioxidant was decreased, and these values were measured nearly the SHAM level in the group of injected Mito-TEMPO. In addition, according to images of myocardial papillary muscle samples, intracytoplasmic vacuolization and myofibril losses was detected in the IR group.
All of the measurements and analyzes carried out together suggest that Mito-TEMPO has a great protective effect against myocardial papillary muscle dysfunctions caused by ischemia-reperfusion.