Hipoksik iskemi sonrası normobarik oksijen tedavisinin yenidoğan sıçanlarda beyin hasarı ve plastisitesi üzerine etkileri
Effects of normobaric oxygen treatment on the brain injury and plasticity after newborn hypoxic ischemia
Yazar: TAHA KELEŞTEMUR
Danışman: PROF. DR. SELİM KUTLU
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Beyin = Brain ; Hipoksi = Hypoxia ; Melatonin = Melatonin ; Nöronal plastisite = Neuronal plasticity ; Oksijen = Oxygen ; Oksijen solutma tedavisi = Oxygen inhalation therapy ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Yenidoğan hipoksi iskemisi günümüzde klinik alanda halen en çok karşılaşılan durumlardan
bir tanesidir. Bebeğin anne karnında oksijensiz kalması erken doğum olayı, doğum esnasında veya anne
karnındayken kordon dolanması sonucu ortaya çıkmaktadır. Bu tür olaylar meydana geldiğinde bebeğin
beynine yeteri kadar oksijen gidemez ve uzun dönemde epilepsi, mental bozukluklar gibi tedavisi zor
sonuçların doğmasına sebep olabilir. Hipoksik iskeminin patofizyolojik süreçleri oksijensiz kalan
dokuda hücre ölümlerine yol açmaktadır. Bu patofizyolojik süreçlerin engellenmesi kronik dönemde
meydana gelebilecek telafisi mümkün olmayan sonuçların da önüne geçilmesine imkân tanıyacaktır.
Normobarik oksijen tedavisi literatürde halen tartışılmakta olan bir konudur. İskemi sonrası
dokuda oksijenlenmeyi arttırmakta, bununla beraber reaktif oksijen türlerinin de ortaya çıkmasına yol
açmaktadır. Bu bağlamda yedi günlük sıçanlar anestezi altında sağ karotid arter bağlanmasını takiben,
2 saat süre ile %8 oksijene maruz bırakıldı. Hemen ardından sıçanlara farklı konsantrasyonlarda (%21-
70-100) oksijen tedavisi uygulandı. Yüksek oksijen konsantrasyonunun daha fazla serbest radikal
üreteceği ve oksijen ile bir kümülatif etkisinin olup olmadığını anlayabilmek için ve iyi bir antioksidan
olan melatonin %100 Oksijen grubu ile kombine edilerek ayrıca uygulandı. Daha sonra dekapite edilen
hayvanların beyinleri hızla çıkartılıp 18 m kalınlığında kesitler alındı ve genel hasar dağılımı, yaşayan
hücre sayısı, apopitotik hücre sayısı tayin edildi. Bunun yanında altta yatan patofizyolojinin daha iyi
anlaşılabilmesi için hasarlı bölgeden alınan dokularda farklı protein konsantrasyonları ölçüldü. Ayrıca
kronik dönemde hipoksi iskemi sonrası uygulanan tedavinin fonksiyonel geri kazanımlar üzerine
etkisinin araştırılması için aydınlık-karanlık, rotarod, açık alan ve barnes labirenti testi uygulandı.
Yapılan analizlere göre genel olarak artan oksijen konsantrasyonuna paralel olarak hücresel
sağ kalımın arttığı, apopitotik hücre sayısının azaldığı, hücre ölüm mekanizmalarında görev alan
proteinlerin inhibe olduğu görüldü. Ayrıca yapılan davranış testlerinin analizlerinde de yüksek oksijen
konsantrasyonun özellikle melatonin ile kombine edilerek subakut dönemde anksiyeteyi azalttığı, motor
koordinasyonu düzelttiği, hafıza ve öğrenme üzerine pozitif etkilerinin olduğu saptandı.
Sonuç olarak hipoksi iskemi sonrası uygulanan normobarik %100 Oksijen-Melatonin
kombinasyonunun insanlarda bir konsept çalışması olması planlanmaktadır.

Abstract:
Newborn hypoxia is one of the most prevalent cases in the clinical status and can result from
the hypoxia of the fetus in the womb. In such cases, blood supply is restricted to the fetus's brain,
causing epilepsy or mental disorders that are difficult to treat in the long-term. Pathophsiological
processes of hypoxic ischemia leads to cellular death in the hypoxic tissue. Inhibition of these
pathophyisological processes will lead to the prevention of conditions in the chronical period.
Normobaric oxygen treatment is still under debate in the literature. It has been reported that it
increases oxygenation in the post-ischemic tissue along with the formation of reactive oxygen species.
In this respect, seven days old pups were subjected to right carotid artery ligation, followed by 8%
oxygen treatment for 2 hours. Then, pups were given different concentrations of oxygen treatment
(21%, 70% or 100%). Hyperoxia was proposed to create increased free radicals and chosen to study
whether there is a cumulative effect of this free radicals with oxygen. Moreoever, a strong antioxidant
molecule, melatonin, was combined with 100% oxygen. The brains of the sacrificed animals were
quickly removed and 18 um-thick sections were sliced. General damage area, surviving neurons and
apoptotic cell numbers were analyzed in these sections. In addition, to understand the underlying
pathophysiology, different protein concentrations were identified in the injured tissue. Moreoever, to
investigate the effect of the treatment used following hypoxic ischemia on the functional recovery, lightdark,
rotarod, open field and barnes maze tests were performed.
In the light of the analyses carried out, we demonstrate that increasing oxygen concentration
in general causes an increase in the cellular survival and a decrease in the number of apoptotic cells,
while inhibiting the proteins involved in cellular death mechanisms. Moreover, it was shown to decrease
anxiety, promote motor coordination and have positive effects on memory and learning during the
subacute period when high oxygen concentration was combined with melatonin.
In conclusion, normobaric 100% oxygen-melatonin combination following hypoxic ischemia
could be a concept of proof study in humans.