Ratlarda deneysel mezenter iskemi/reperfüzyon hasarında alfa lipoik asit ve l-karnitinin bakteriyel translokasyon, oksidatif stres ve barsak mukozal dejenerasyon üzerine etkileri
The effects of alpha lipoic acid and l-carnitin on bacterial translocation, oxidative stress and mucosal degeneration of experimental mesenter ischemia-reperfusion
Yazar: SEMİH YAMAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET HAYRİ ERKOL
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Genel Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Genel Cerrahi = General Surgery
Dizin: Bakteriyel translokasyon = Bacterial translocation ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Karnitin = Carnitine ; Lipoik asit = Lipoic acid ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Sıçanlar = Rats ; İntestinal mukoza = Intestinal mucosa ; İskemi = Ischemia

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, ratlarda deneysel mezenter iskemi/reperfüzyon hasarında Alfa lipoik
asit ve L-Karnitinin bakteriyel translokasyon, oksidatif stres ve barsak mukozal
dejenerasyon üzerine etkileri incelenmiştir. Mezenter iskemide bakteriyel translokasyon,
oksidatif stres ve barsak mukozal dejenerasyonu azaltmak ve hatta engellemek
amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Deneyde erişkin ağırlıkları yaklaşık 250-300 gr. olan erkek Wistar-
Albino cinsi 35 adet rat kullanılmıştır. Ratlar rastgele seçim ile Grup I (Sham), Grup II
(Mezenter İskemi [Mİ]), Grup III (Alfa lipoik asit + Mezenter iskemi [ALA+Mİ]), Grup IV
(L-Karnitin + Mezenter iskemi [L-K+Mİ]), Grup V (Alfa lipoik asit grubu + L-Karnitin +
Mezenter iskemi [ALA+L-K+Mİ]) olmak üzere 5 gruba ayrılmıştır. Grup II, III, IV ve V'te
ratların anestezi indüksiyonu sonrası laparotomi yapılarak SMA bulunmuştur. Bulldog
klemp ile klemplenerek iskemi sağlanmıştır. Grup III, IV ve V'te iskemiden önce; grup
III'te mezenter iskemi oluşturulmadan 30 dk önce ratlara 100 mg/kg dozunda Alfa lipoik
asit intraperitoneal yolla, grup IV'te; mezenter iskemi oluşturulmadan 30 dk önce ratlara
200 mg/kg dozunda L-Karnitin intraperitoneal olarak, grup V'te; mezenter iskemi
oluşturulmadan 30 dk önce 100 mg/kg dozunda Alfa lipoik asit, 200 mg/kg dozunda LKarnitin
intraperitoneal olarak verilmiştir. Tüm gruplarda işlem sonrasında laparotomi
yapılarak oksidatif hasar tespiti için v. portadan kan alınarak TAS, TOS ve OSİ (TOS/TAS)
değerlerine ve intestinal dokudan (ileum) örnek alınarak MDA bakılmıştır. Bakteriyel
translokasyon tespiti için mezenterik lenf nodu, karaciğer, dalak ve ileumdan alınan örnekler
1 ml'lik broth besiyeri içerisine konularak homojenize edilmiştir. Hazırlanan bu
homojenizatlar Kanlı ve Eosin Metilen Blue agara ekilerek 24-48 saat 37 °C'de inkübe
edilmiştir. Mukozal dejenerasyonun tespiti için intestinal dokudan (ileum) alınan örnekler
%10 nötral formalinde 24 saat tespit edildikten sonra parafin bloklar hazırlanmıştır. 5μm
kalınlığında kesitler hazırlanmış, mikroskobik inceleme yapılarak Chiu hasar skorlaması ile
puanlandırılmıştır. Oksidatif hasarın gösterilmesinde grupların TAS, TOS, MDA ve
TOS/TAS değerleri arasındaki farklar ve histopatolojik açıdan grupların Chiu skorlaması
arasındaki farklar non-parametrik yöntemler ile çoklu grup karşılaştırmaları için Kruskal-
Wallis testi, ikili grup karşılaştırmaları için Mann Whitney U testi kullanılmıştır.
Mikroorganizma üremesinin değerlendirilmesinde gruplar ve dokular arasındaki bağ ayrıayrı Ki-Kare testleri ile test edilmiştir. Veri analizi için SPSS 22.0 programı kullanılmış,
istatistiksel testler α=0.05 anlamlılık düzeyinde gerçekleştirilmiştir.
Bulgular: TAS değeri için, ALA+Mİ ile Sham grubu (p-değeri=0.011), ALA+Mİ ile LK+
Mİ grubu (p-değeri=0.004) ve L-K+Mİ ile ALA+L-K+Mİ grubu (p-değeri=0.002)
arasındaki farklar istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. TOS ve MDA değerleri için
gruplar arasında 0.05 anlamlılık düzeyinde istatistiksel olarak anlamlı bir fark elde
edilmemiştir. OSİ (TOS/TAS) değeri için, Mİ ile ALA+L-K+Mİ grubu (p-değeri=0.026) ve
L-K+Mİ ile ALA+L-K+Mİ grubu (p-değeri=0.026) arasındaki farklar istatistiksel olarak
anlamlı bulunmuştur. Bakteriyel translokasyon için, Ki-Kare testleri gruplar ile
mikroorganizma üremesi arasında bağ olduğunu (p-değeri<0.001) ancak dokular ile
mikroorganizma üremesi arasında bağ olmadığını göstermiştir (p-değeri=0.680). Ayrıca
gruplar birlikte değerlendirildiğinde en çok mikroorganizma üremesi Mİ grubunda
gerçekleşmiştir. Mİ grubunu sırasıyla ALA+Mİ, L-K+Mİ, ALA+L-K+Mİ ve Sham grupları
izlemiştir. Histopatolojik olarak Chiu skorlaması ile mukozal dejenerasyon
değerlendirildiğinde, Sham grubundaki Chiu skorları tüm ratlar için 0 olarak elde edilmiştir.
Bu nedenle Sham grubu ile diğer tüm gruplar arasındaki ikili farklar istatistiksel olarak
anlamlı bulunmuştur (p-değeri=0.001). En yüksek Chiu skorları Mİ grubunda elde
edilmiştir. İstatistiksel olarak p-değerlerine göre Mİ grubu ile diğer tüm gruplar arasındaki
ikili farklar anlamlı bulunmuştur. Chiu skorları açısından ALA+Mİ grubu ile L-K+Mİ ve
ALA+L-K+Mİ arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmamıştır. ALA+Mİ ve
ALA+L-K+Mİ gruplarındaki ratlar birbirine yakın skorlar almıştır. Ayrıca L-K+Mİ grubu
ALA+Mİ ve ALA+L-K+Mİ gruplarına göre daha yüksek skorlar almıştır ve L-K+Mİ ile
ALA+L-K+Mİ grupları arasındaki ikili fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (pdeğeri=
0.026).
Sonuç: Bu çalışma ALA ve L-Karnitinin güçlü antioksidan özelliklerinden dolayı mezenter
iskemi/reperfüzyon hasarında oksidatif stresi baskılamak için kullanılabileceğini ancak ALA
ve L-Karnitinin birlikte kullanımı sonucu elde edilen sinerjik etki ile çok daha güçlü
antioksidan etki oluşturacağını göstermiştir. ALA ve L-Karnitin güçlü birer antibakteriyel
ajandır ancak ALA ve L-Karnitinin birlikte kullanımı sonucu elde edilen sinerjik etki ile çok
daha güçlü antibakteriyel etkileri sayesinde mezenter iskemi/reperfüzyon hasarında
bakteriyel translokasyonu azaltabileceğini göstermiştir. Mezenter iskemi/reperfüzyon hasarı
sonrası oluşan barsak mukozal dejenerasyonunun engellenmesinde ALA ve L-Karnitinin
etkili birer ajan olduğu, ancak ALA ve L-Karnitinin birlikte kullanımı sonucu elde edilen
sinerjik etki ile çok daha güçlü etki meydana getirdiği gözlenmiştir. Bu çalışmada ALA ve
L-Karnitinin tek başlarına kullanımından ziyade birlikte kullanılmalarının mezenter
iskemi/reperfüzyon hasarı sonrası bakteriyel translokasyon, oksidatif stres ve barsak
mukozal dejenerasyonu üzerine etkilerinin çok daha güçlü olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Alfa Lipoik Asit, Bakteriyel Tranlokasyon, L-Karnitin, Mezenter
İskemi/Reperfüzyon Hasarı, Mukozal Dejenerasyon

Abstract:
Aim: In this study, the effects of alpha lipoic acid and L-Carnitine on bacterial translocation,
oxidative stress and intestinal mucosal degeneration in experimental mesenteric ischemiareperfusion
injury were investigated bacterial translocation in mesenteric ischemia, oxidative
stress, and intestinal mucosal degeneration.
Materials and Methods: In the experiment, adult weights were about 250-300 gr. 35 male
Wistar-Albino strains were used. Rats were randomly assigned to Group I (Sham), Group II
(Mesenteric ischemia [Mİ]), Group III (Alpha lipoic acid + Mesenteric ischemia
[ALA+Mİ]), Group IV (L-Carnitine + Mesenteric ischemia [L-K+Mİ]), Group V (Alpha
lipoic acid + L-Carnitine + Mesenteric ischemia [ALA+L-K+Mİ]) including divided into 5
groups. In Group II, III, IV and V, SMA was found after laparotomy after induction of
anesthesia in rats. Bulldog clamped with clamp to provide ischemia. In Group III, IV and V,
In group III, rats were injected intraperitoneally with Alfa lipoic acid at a dose of 100 mg/kg
30 min before mesenteric ischemia, in group IV; L-Carnitine at a dose of 200 mg/kg was
intraperitoneally administered to rats 30 minutes before mesenteric ischemia, in group V;
Alpha lipoic acid at 100 mg/kg dose and L-Carnitine at 200 mg/kg dose were given
intraperitoneally 30 minutes before mesenteric ischemia. In all groups, after the procedure,
laparotomy was performed and MDA was taken from the intestinal tissue (ileum) and TAS,
TOS and OSI (TOS / TAS) values by taking blood from portal vein for oxidative damage
detection. For detection of bacterial translocation, samples taken from the mesenteric lymph
node, liver, spleen and ileum were homogenized by placing them in 1 ml broth medium.
These prepared homogenates were incubated at 37 °C for 24-48 hours with a Bloody agar
and Eosin Methylene Blue agar. For detection of mucosal degeneration, samples taken from
the intestinal tissue (ileum) were fixed in 10% neutral formalin for 24 hours and then
paraffin blocks were prepared. Sections with a thickness of 5μm were prepared, scored with
Chiu damage scoring by microscopic examination. Differences between the TAS, TOS,
MDA and OSI (TOS/TAS) values of the groups in terms of oxidative damage and the
differences between the Chiu scoring of the groups in terms of histopathologic were used by
non-parametric methods, Kruskal-Wallis test for multiple group comparisons and Mann
Whitney U test for dual group comparisons. In the evaluation of the microorganism
reproduction, the bonds between the groups and the tissues were tested by separate Chi-
Square tests. SPSS 22.0 program was used for data analysis and statistical tests were
performed at a significance level of α = 0.05. Findings: For the TAS value, ALA + MI with Sham group (p-value = 0.011), ALA + MI
with L-K + MI group (p-value = 0.004) and L-K + MI with ALA + L-K + MI group (pvalue
= 0.002) statistically significant difference was found between. There was no
statistically significant difference between the groups for TOS and MDA values at 0.05
significance level. For the OSI (TOS/TAS) value, MI with ALA + L-K + MI group (p-value
= 0.026) and L-K + MI with ALA + L-K + MI group (p-value = 0.026) statistically
significant difference was found between. In view of bacterial transtlation, Chi-Square tests
showed that there was no link between the tissues and microorganisms (p-value = 0.680),
indicating that there is a link between groups and microorganism leukemia (p-value <0.001).
Also, when the groups were evaluated together, most of the microorganisms were found in
the MI group. MI group followed by ALA + MI, L-K + MI, ALA + L-K + MI and Sham
groups respectively. When mucosal degeneration was assessed histopathologically by Chiu
scoring, the Chiu scores in the Sham group were obtained as 0 for all rats. For this reason,
the binary differences between the Sham group and all other groups were statistically
significant (p-value = 0.001). The highest Chiu scores were obtained in the MI group.
Statistically, the binary differences between the MI group with all other groups were found
to be significant according to the p-values. There was no statistically significant difference
between ALA + MI group with L-K + MI and ALA + L-K + MI in terms of Chiu scores.
ALA + MI and ALA + L-K + MI groups had similar scores. In addition, L-K + MI group
had higher scores than ALA + MI and ALA + L-K + MI groups and the binary difference
between L-K + MI with ALA + L-K + MI groups was statistically significant (p-value =
0.026).
Results: This study demonstrates that ALA and L-Carnitine can be used to suppress
oxidative stress in mesenteric ischemia/reperfusion injury due to its strong antioxidant
properties, but the combined use of ALA and L-Carnitine will result in a stronger
antioxidant effect with the resulting synergistic effect. ALA and L-Carnitine are potent antibacterial
agents, but the combined use of ALA and L-Carnitine has shown that synergistic
action can result in bacterial translocation in mesenteric ischemia/reperfusion injury due to
its more potent antibacterial effects. It has been observed that ALA and L-Carnitine are
effective agents in the prevention of intestinal mucosal degeneration after mesenteric
ischemia/reperfusion injury, but it has been observed that synergy effect of ALA and LCarnitine
combined with synergistic effect is more powerful. In this study, it was found that
the combined use of ALA and L-Carnitine alone on their own was much more effective on
bacterial translocation, oxidative stress and intestinal mucosal degeneration after mesenteric
ischemia/reperfusion injury.
Key Words: Alpha Lipoic Acid, Bacterial Transtition, L-Carnitine, Mesenteric Ischemia /
Reperfusion Injury, Mucosal Degeneration