İzofluran anestezisi uygulanan yenidoğan ratlarda sistemik seryum oksit uygulamasının kognitif fonksiyonlar üzerine etkisi
Effect of systemic cerium oxide application in cognitive functions in newborn rats after isoflurane exposure
Yazar: EZGİ KARGI GEMİCİ
Danışman: DOÇ. DR. SERDAR DEMİRGAN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Bağcılar Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation
Dizin: Anestezi = Anesthesia ; Biliş = Cognition ; Bilişsel işlev = Cognitive function ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Seryum oksit = Cerium oxide ; Sıçanlar = Rats ; İzofluran = Isoflurane

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, yenidoğan ratlarda tekrarlayan izofluranın sebep olduğu nörotoksisiteye, sistemik olarak uygulanan seryum oksit nanopartiküllerinin (CeO2NP) kognitif fonksiyonlar ve potansiyel nöroprotektif etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, kan beyin bariyerinden kolayca geçebilen beyin hedefli CeO2NP'nin kognitif fonksiyonları olumlu yönde etkileyeceği hipotezi kurulmuştur. 
Gereç ve Yöntem: Etik kurul onayı alındıktan sonra 40 adet Wistar-Albino cinsi rat her grupta 10'ar olacak şekilde randomize olarak 4 gruba bölünmüştür. Her gruba postnatal 7, 9 ve 11. günlerde 3 saat boyunca anestezi veya oksijen uygulanmıştır. Kontrol grubuna (Grup O2) %50 oksijen ve %50 hava uygulandı. Grup İzo'ya %1,5 izofluran, %50 oksijen ve %50 hava uygulandı. Grup S'de ise, %50 oksijen ve %50 hava uygulanmasından 1 saat önce 0.5 mg.kg-1 CeO2NP intraperitoneal (ip) olarak yapılmıştır. Son olarak Grup İzo-S'de %1,5 izofluran, %50 oksijen ve %50 hava uygulanmasından 1 saat önce 0.5 mg.kg-1 CeO2NP ip olarak yapılmıştır.  Her gruptaki 10 adet rata 28-32. günler arasında Morris Water Maze (MWM) testi uygulanmış, bu günler arasında öğrenme alıştırmaları yapılmıştır. Postnatal 33. günde hafıza fonksiyonları değerlendirmek için platform kaldırılarak ratların hedef kadranları yüzme süreleri kaydedilmiş ve gruplar bu süreler açısından karşılaştırılmıştır. Tüm sonuçlar istatistiksel değerlendirmeye tabi tutulmuştur.
Bulgular: Çalışmamızda dört grupta da platformu bulma süreleri 1. günden 5. güne düzenli olarak azalma gösterdi (Tablo 4). Bu durum 1. günden 5. güne öğrenmenin gerçekleştiğini göstermektedir. Grup O2, Grup İzo'ya; yine Grup O2, Grup S'a kıyasla hedef kadranda daha fazla vakit geçirdi (p<0.01) (Şekil 5b). Grup İzo-S hem Grup İzo hem de Grup S'ye göre hedef kadranda daha çok bulundu (p<0.05) (Şekil 5b).  
Sonuç: İzofluran anestezi uygulanan yenidoğan ratlarda öğrenme fonksiyonunun yavaşladığı ve hafızanın olumsuz etkilendiği saptanmıştır. İzofluran ve tek başına uygulanan CeO2NP hafıza üzerine negatif etkileri bulunmaktadır. İzofluran maruziyeti sonrası uygulanan CeO2NP'nin ise izoflurana bağlı gelişen kognitif disfonksiyonu engelleyici etkisi bulunmaktadır. Seryum oksit nanopartikülleri ve kognitif fonksiyonlar üzerine daha detaylı çalışmaların yapılması gerekmektedir.

Anahtar Kelimeler: seryum oksit, izofluran, morris water maze, kognisyon

Abstract:
Aim: In this study, we aimed to investigate the cognitive functions and potential neuroprotective effects of systemically applied cerium oxide nanoparticles (CeO2NP) on neurotoxicity caused by repetitive isoflurane anesthesia in newborn rats. For this purpose, it was hypothesized that brain-targeted CeO2NP, which can easily pass through the blood-brain barrier, will positively affect cognitive functions.
Material and Method: After the ethics committee approval, 40 Wistar-Albino rats were randomly divided into 4 groups with 10 in each group. Anesthesia or oxygen was administered to each group for 3 hours on 7,9 and 11 postnatal days. The control group (Group O2) received 50% oxygen and 50% air. Group Iso was administered 1.5% isoflurane, 50% oxygen and 50% air. In Group S, 0.5 mg.kg-1 CeO2NP was administered intraperitoneally (ip) 1 hour before the administration of 50% oxygen and 50% air. Finally, 0.5 mg.kg-1 CeO2NP ip was applied 1 hour before the administration of 1.5% isoflurane, 50% oxygen and 50% air in Group Izo-S. The Morris Water Maze (MWM) Test was performed to assess learning function on 28-32. days. In order to evaluate memory functions on the postnatal 33rd day, the platform was removed and the swimming times of the rats in the target quadrants were recorded and the groups were compared in terms of these times. All results were subjected to statistical evaluation.
Results: In our study, time to find the platform decreased regularly from Day 1 to Day 5 in all four groups (Table 4). This shows that learning takes place from Day 1 to Day 5. Group O2 spent more time in the target quadrant than Group Iso and Group S (p<0.01) (Figure 5b). Group Iso-S was found more in the target quadrant than both Group Iso and Group S (p<0.05) (Figure 5b).
Conclusion: The results showed that learning function slowed down and memory was adversely affected in newborn rats who were administered isoflurane anesthesia. CeO2NP administered without isoflurane and isoflurane exposure has negative effects on memory. CeO2NP applied after exposure to isoflurane has an inhibitory effect on cognitive dysfunction due to isoflurane. More detailed studies on cerium oxide nanoparticles and cognitive functions are needed.
Keywords: cerium oxide, isoflurane, morris water maze, cognition