Tavşan spinal kordunda deneysel olarak oluşturulan iskemi/ reperfüzyon hasarı modelinde dexpanthenol'ün oksidatif stres, doku nekrozu, apopitoz ve nörolojik iyileşme üzerindeki etkileri
The effects of dexpanthenol on oxidative stress, tissue necrosis, apopitosis and neurological improvement of the experimental ischemia/reperfusion injury model in the rabbit spinal cord
Yazar: AHMET GÜLMEZ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN HAYRİ KERTMEN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Ankara Dışkapı Yıldırım Beyazıt Eğitim Ve Araştırma Hastanesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Antiinflamatuar ajanlar = Anti inflammatory agents ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Apoptozis = Apoptosis ; Dekspantenol = Dexpanthenol ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Spinal kord hastalıkları = Spinal cord diseases ; Tavşanlar = Rabbits ; İskemi = Ischemia

Özet:
Amaç: Spinal kord, beynin vücutla iletişimini sağlayan yolaklar bütünüdür. Herhangi bir nedenle iskemiye maruz kalmış spinal kordda, iskemi etkisi ile meydana gelen hasar ve sonrasında oluşan moleküler, biyokimyasal reaksiyonlar ve çeşitli apopitotik yolaklar aracılığı ile sekonder hasar adı verilen durum oluşur. Bu hasarın önlenmesinde birçok biyolojik ajan farklı etki mekanizmalarına göre daha önce denenmiştir. Bu çalışmada deneysel tavşan spinal kord iskemi/reperfüzyon (İR) hasarında; daha önce birçok İR modelinde denenmiş ve antioksidan, antiinflamatuar ve antiapopitotik özellikleri gösterilmiş olan Dexpanthenol (DX)'ün oksidatif stres, doku nekrozu, apopitoz ve nörolojik iyileşme üzerine etkileri araştırılmıştır.
          Materyal ve Metod: Çalışmaya her biri 8 Yeni Zelanda tavşanından oluşan 5 farklı grupta toplam 40 denek dahil edilmiştir. Deneklerin hepsi cerrahi prosedürden geçirilmiştir. Deneklerden kontrol grubuna herhangi bir müdahale yapılmadan laparotomi yapılıp kapatılmıştır. Deneklerden iskemi grubu 20 dakika boyunca abdominal aort kliplenmesi işlemi sonrası kapatılmıştır. Deneklerden Vehicle grubu 20 dakika abdominal aort kliplenmesi işlemi sonrası IV serum fizyolojik (SF) verilip kapatılmış, metil prednizolon (MP) grubu 20 dakika abdominal aorta kliplenmesi işlemi sonrası IV MP verilip kapatılmış, DX grubu ise 20 dakika abdominal aorta kliplenmesi işlemi sonrası IV DX verilerek kapatılmıştır. 24 saat sonra modifiye Tarlov skorlaması ile nörolojik muayenesi yapıldıktan sonra denekler sakrifiye edilerek spinal kord doku ve serum örnekleri alınmıştır. Doku ve serum örneklerinden biyokimyasal olarak katalaz (CAT), ksantin oksidaz (XO), malondialdehit (MDA), myeloperoksidaz (MPO) ve kaspaz-3 çalışılmıştır. Doku örnekleri ışık mikroskopisinde değerlendirilerek nöral hücre sayımı, histopatolojik skorlama yapılmıştır. Ardından elektron mikroskopi ile denek gruplarının ultrastrukturel yapısı, küçük, orta ve büyük miyelinli aksonların sayısı değerlendirilmiştir.
          Bulgular: Kontrol grubu ile iskemi ve SF grubu karşılaştırıldığında serum ve doku CAT seviyelerindeki düşüş (p<0,0001), serum XO seviyesindeki düşüş (p<0,0001), serum ve doku MDA seviyelerindeki artış (p<0,0001), serum ve doku MPO seviyelerindeki artış (p<0,0001) ve serum ve doku kaspaz-3 seviyelerindeki artış (p<0,0001) istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. İskemi grubu ile SF grubu karşılaştırıldığında, çalışılan serum ve doku biyokimyasal değerleri açısından istatiksel olarak anlamlı fark izlenmemiştir (p>0,05). İskemi grubu ile MP ve DX grubu karşılaştırıldığında, MP ve DX grubunda iskemi grubuna kıyasla serum ve doku CAT düzeylerindeki yükseklik (p<0,0001), serum XO seviyelerindeki yükseklik (p<0,0001) istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Serum MDA düzeylerindeki düşüklük; MP grubu için (p<0,0001), DX grubu için (p:0,005) istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Doku MDA düzeylerindeki düşüklük her iki grup için de düşük de olsa istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Serum MPO seviyelerindeki düşüklük her iki grup için de anlamlı bulunmamıştır. Doku MPO seviyelerindeki düşüklük; MP grubu için (p:0,001), DX grubu için (p<0,0001) istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Serum ve doku kaspaz-3 düzeylerindeki düşüklük (p<0,0001) istatistiksel olarak anlamı bulunmuştur. MP ve DX grupları karşılaştırıldığında serum ve doku CAT, MDA, MPO ve kaspaz-3 düzeyleri ile serum XO düzeyleri açısından istatistiksel olarak anlamlı fark izlenmemiştir. Histopatolojik değerlendirmede her iki ajanın da histopatolojik skorlama ve normal nöron sayımında iskemi grubundan üstün olduğu gösterilmiştir (p<0,0001). Elektron mikroskopik incelemede küçük, orta ve büyük çaplı miyelinli aksonların sayısındaki azalma konusunda MP'in antiinflamatuar etkisinin DX'den üstün olduğu gösterilmiştir (p<0,0001). Modifiye Tarlov skorlamasında ise hem MP hem de DX'in iskemi grubuna kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür (MP için p<0,0001, DX için p:0,0002).
          Sonuç: Bu çalışmanın DX'in spinal kord İR hasarındaki antioksidan, antiinflamatuar, antiapopitotik, nöroprotektif etkilerini, biyokimyasal, mikroskopik ve ultrastrukturel metotlarla değerlendirdik ve DX'in spinal kord İR hasarında umut vaad edici olduğunu gösterdik.
Anahtar Kelimeler: İskemi/reperfüzyon, Dexpanthenol, antioksidan, antiinflamatuar, antiapopitotik, nöroptotektif.

Abstract:
Introduction: The spinal cord is the entire pathway that enables the brain to communicate with the body. For any reason, in the spinal cord exposed to ischemia, the damage caused by the effect of ischemia and the condition called secondary damage occurs through molecular, biochemical reactions and various apopitotic pathways. Many biological agents have been tried before to prevent this damage according to different mechanisms of action. In this study, experimental rabbit spinal cord ischemia / reperfusion (IR) damage; The effects of Dexpanthenol (DX), which has been tried in many IR models and whose antioxidant, anti-inflammatory and anti-apoptotic properties have been demonstrated, have been investigated on oxidative stress, tissue necrosis, apoptosis and neurological healing.          
          Materials and Methods: A total of 40 subjects in 5 different groups, each consisting of 8 New Zealand rabbits, were included in the study. All of the subjects underwent surgical procedure. From the subjects to the control group, laparotomy was performed and closed without any intervention. Ischemia group of the subjects was closed after abdominal aortic clipping for 20 minutes. Among the subjects, the Vehicle group was given IV saline (SF) and closed after 20 minutes of abdominal aortic clipping, the methyl prednisolone (MP) group was given IV MP after 20 minutes of abdominal aorta clipping, and the DX group was given IV DX after 20 minutes of abdominal aortic clipping. After 24 hours, after neurological examination with modified Tarlov scoring, the subjects were sacrificed and spinal cord tissue and serum samples were taken. Catalase (CAT), xanthine oxidase (XO), malondialdehyde (MDA), myeloperoxidase (MPO) and caspase-3 were studied biochemically from tissue and serum samples. Tissue samples were evaluated under light microscopy and neural cell count and histopathological scoring were performed. Subsequently, the ultrastricular structure of the subject groups, the number of small, medium and large myelinated axons were evaluated by electron microscopy.          
          Results: When control and ischemia and SF groups are compared, decrease in serum and tissue CAT levels (p <0.0001), decrease in serum XO level (p <0.0001), increase in serum and tissue MDA levels (p <0.0001), serum and The increase in tissue MPO levels (p <0.0001) and the increase in serum and tissue caspase-3 levels (p <0.0001) were statistically significant. When the ischemia group and the SF group were compared, no statistically significant difference was observed in terms of serum and tissue biochemical values studied (p> 0.05). When the ischemia group and the MP and DX group were compared, the elevation in serum and tissue CAT levels (p <0.0001) and the height in serum XO levels (p <0.0001) were found statistically significant compared to the ischemia group in the MP and DX group. Low serum MDA levels; It was statistically significant for the MP group (p <0.0001) and for the DX group (p: 0.005). The decrease in tissue MDA levels was found to be statistically significant, albeit low for both groups. Low serum MPO levels were not significant for both groups. Low tissue MPO levels; It was statistically significant for the MP group (p: 0.001) and for the DX group (p <0.0001). Low levels of serum and tissue caspase-3 (p <0.0001) were statistically significant. When MP and DX groups were compared, no statistically significant difference was observed in serum and tissue CAT, MDA, MPO and caspase-3 levels and serum XO levels. In histopathological evaluation, both agents were shown to be superior to the ischemia group in histopathological scoring and normal neuron count (p <0.0001). In the electron microscopic examination, the anti-inflammatory effect of MP was superior to DX in terms of the decrease in the number of small, medium and large myelinated axons (p <0.0001). In modified Tarlov scoring, both MP and DX were found to give better results compared to the ischemia group (p <0.0001 for MP, p: 0.0002 for DX).          
          Conclusion: We evaluated the antioxidant, antiinflammatory, antiapoptotic, neuroprotective effects of DX in spinal cord IR injury with biochemical, microscopic and ultrastructural methods and showed that DX was promising in spinal cord IR injury.
Key Words: Ischemia/reperfusion, Dexpanthenol, antioxidant, antiinflammatory, antiapoptotic, neuroptotective.