Ratlarda deneysel olarak oluşturulmuş miringoskleroz modelinde lokal ve sistemik ferulik asit kullanımının etkisi
Effect of local and systemic ferulic acid on experimentally induced myringosclerosis in rats
Yazar: BATUHAN ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. HATİCE ÇELİK
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Ankara Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Kulak Burun Boğaz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Kulak Burun ve Boğaz = Otorhinolaryngology (Ear-Nose-Throat)

Özet:
Amaç: Ferulik asit, güçlü bir antioksidan özelliğine sahip, serbest oksijen radikallerini temizleme, sitoprotektif enzimlerin hücresel aktivitesini arttırma ve sitotoksik enzimlerin aktivite ve ekspresyonlarını inhibe etme özelliklerine sahip bitkisel kaynaklı bir fenolik asit türevidir. Miringoskleroz, miringotomi sonrasında gelişen yaygın bir bulgu olup timpanik membranın lamina propria katmanında kollajen birikimi, hiyalenizasyon ve kalsifikasyon ile karakterizedir. Miringoskleroz gelişiminin, serbest oksijen radikallerinde artış ile ilişkili olduğu gösterilmiştir. Güncel literatürde ferulik asidin anti-inflamatuar ve antioksidan etkisinden yararlanılarak, serbest radikal artışı ile ilişkili olan miringoskleroz gelişimine etkisini araştıran herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada ratlarda ferulik asidin lokal ya da sistemik kullanımının miringoskleroz oluşumuna etkisi araştırılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda sağlıklı ve ağırlıkları 300 ile 350 gram arasında değişen Wistar albino cinsi 30 adet rat kullanılmıştır. Ratlar randomize şekilde 3 gruba ayrılmıştır. Çalışmanın 1. gününde; tüm gruplardaki ratların otomikroskopik muayenesi sonrasında, Grup 1'deki ratların sağ kulağındaki timpanik membrana, grup 2 ve 3'teki ratların her iki kulağındaki timpanik membrana steril pik yardımıyla perforasyon oluşturulmuştur. Ardından Grup 1'deki ratlara herhangi bir tedavi uygulanmamış, lokal ya da sistemik tedavi verilmemiş, Grup 2'teki ratların sağ kulağına ferulik asit solüsyonu topikal damla şeklinde uygulanmış, Grup 3'teki ratlara günlük 150 mg/kg intraperitoneal (i.p.) olacak şekilde sistemik ferulik asit tedavisi verilmiştir. Topikal ve 150 mg/kg i.p. ferulik asit tedavisi timpanik membran hasarı sonrasında 4 gün boyunca uygulanmıştır. Çalışmanın 15. gününde tüm gruplardaki ratlar otomikroskopik olarak muayene edilmiş ve miringosklerotik lezyonlar 4 puanlık skala kullanılarak semikantatif olarak değerlendirilmiştir. Ardından ratlar sakrifiye edilerek timpanik membranlarındaki değişiklikler histopatolojik olarak değerlendirilmiştir. Preperatlar Hematoksilen-Eozin ve Masson-Trikrom ile boyanıp hazırlanarak ışık mikroskobisi ile değerlendirme yapılmıştır.
Bulgular: Sadece miringotomi yapılan kulaklar ile lokal ferulik asit tedavisi verilen kulaklar arasında timpanik membran kalınlığı (p<0,001), inflamatuar hücre sayısı (p<0,001), histopatoloji skoru (p<0,001) ve otomikroskopi skoru (p<0,001) açısından istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur. Sadece miringotomi yapılan kulaklar ile sistemik ferulik asit tedavisi verilen kulaklar arasında timpanik membran kalınlığı (p<0,001), inflamatuar hücre sayısı (p<0,001), histopatoloji skoru (p<0,001) ve otomikroskopi skoru (p<0,001) açısından istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur. Lokal ferulik asit tedavisi verilen kulaklar ile sistemik ferulik asit tedavisi verilen kulaklar arasında timpanik membran kalınlığı açısından açısından istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur (p<0,001). Fakat bu iki grup arasında inflamatuar hücre sayısı (p=0,650), histopatoloji skoru (p=1,000) ve otomikroskopi skoru (p=0,559) açısından istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmamıştır.
Sonuç: Timpanik membran hasarı sonrası lokal ya da sistemik ferulik asit kullanımı anti-inflamatuar etkiyle inflamatuar mediatörlerin salınımını baskılayıp bölgeye inflamatuar hücre ve fibroblast göçünü azaltarak, antioksidan ve serbest radikal süpürücü özelliğiyle miringotomi sonrası miringoskleroz oluşumuna neden olan serbest oksijen radikallerini azaltıp fazla kollajen sentezi, depolanması ve hiyalinizasyonu engelleyerek travma sonrası daha ince bir timpanik membran yapısıyla iyileşmeyi sağlamıştır. Ferulik asit, miringotomi ve ventilasyon tüpü uygulaması sonrası miringoskleroz gelişimini önlemek amacıyla kullanılmaya aday, maliyet yönünden uygun, kolay erişilebilir, düşük toksisite ve anti-inflamatuar, antioksidan, anti kanser, anti diyabetik etki gibi birçok fizyolojik fonksiyona sahip, umut vadeden bir molüküldür.
Anahtar Kelimeler: antioksidan, ferulik asit, miringoskleroz

Abstract:
Objectives: Ferulic acid is a plant-derived phenolic acid derivative with strong antioxidant properties, scavenging free oxygen radicals, increasing the cellular activity of cytoprotective enzymes and inhibiting the activity and expression of cytotoxic enzymes. Myringosclerosis is a common finding after myringotomy and is characterized by collagen deposition, hyalenization and calcification in the lamina propria layer of the tympanic membrane. The development of myringosclerosis has been shown to be associated with an increase in free oxygen radicals. In the current literature, there is no study investigating the effect of ferulic acid on the development of myringosclerosis which is associated with free radical increase, by utilizing the anti-inflammatory and antioxidant effects of ferulic acid. Therefore, in this study, the effect of local or systemic use of ferulic acid on the development of myringosclerosis in rats was investigated.
Materials and Methods: In our study, 30 healthy Wistar albino rats weighing between 300 and 350 g were used. Rats were randomly divided into 3 groups. On the 1st day of the study; after otomicroscopic examination of the rats in all groups, perforation was created on the tympanic membrane in the right ear of the rats in Group 1, and the tympanic membrane in both ears of the rats in groups 2 and 3 with the help of a sterile pick. Then, the rats in Group 1 did not receive any treatment, local or systemic treatment was not given, the ferulic acid solution was applied topically to the right ear of the rats in Group 2, and the rats in Group 3 were administered systemic ferulic acid treatment daily dose of 150 mg/kg intraperitoneally (i.p.). Topical and 150 mg/kg i.p. ferulic acid treatment was applied for 4 days after damage to the tympanic membrane. On the 15th day of the study, rats in all groups were examined otomicroscopically and myringosclerotic lesions were evaluated semiquantitatively using a 4-point scale. Then, the rats were sacrificed and the changes in their tympanic membranes were evaluated histopathologically. The preparations were prepared by staining with Hematoxylin-Eosin and Masson-Trichrome and evaluated by light microscopy.
Results: There was a statistically significant difference between ears that underwent only myringotomy and those that received local ferulic acid treatment in terms of tympanic membrane thickness (p<0.001), inflammatory cell count (p<0.001), histopathology score (p<0.001) and otomicroscopy score (p<0.001). A statistically significant difference was found in terms of tympanic membrane thickness (p<0.001), inflammatory cell count (p<0.001), histopathology score (p<0.001) and otomicroscopy score (p<0.001) between ears that underwent only myringotomy and those that received systemic ferulic acid treatment. A statistically significant difference was found in terms of tympanic membrane thickness between the ears that received local ferulic acid treatment and those that received systemic ferulic acid treatment (p<0.001). However, there was no statistically significant difference between these two groups in terms of inflammatory cell count (p=0.650), histopathology score (p=1,000) and otomicroscopy score (p=0.559).
Conclusion: The use of local or systemic ferulic acid after tympanic membrane damage, suppresses the release of inflammatory mediators and reduces the migration of inflammatory cells and fibroblasts to the region with its anti-inflammatory effect, reduces free oxygen radicals that cause myringosclerosis after myringotomy with its antioxidant and free radical scavenging properties, it provided healing with a thinner tympanic membrane structure after trauma by preventing excess collagen synthesis, storage and hyalinization. Ferulic acid is a promising molecule that can be used to prevent the development of myringosclerosis after myringotomy and ventilation tube application, is cost-effective, easily accessible, has low toxicity and many physiological functions such as anti-inflammatory, antioxidant, anti-cancer, anti-diabetic effects.
Keywords: antioxidant, ferulic acid, myringosclerosis