Akut akciğer hasarlanması olan ratlarda hiperbarik oksijen, ozon tedavisi ve dekspantenol tedavilerinin karşılaştırılması
Comparison of hyperbaric oxygen, ozone therapy and dexpanthenol therapy in rats with acute lung injury
Yazar: MERVE YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR MUTLU
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Göğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Göğüs Hastalıkları = Chest Diseases
Dizin: Akciğer = Lung ; Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Dekspantenol = Dexpanthenol ; Hiperbarik oksijenasyon = Hyperbaric oxygenation ; Ozon tedavisi = Ozone therapy ; Solunum sıkıntı sendromu = Respiratory distress syndrome ; Solunum yetmezliği = Respiratory insufficiency ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Giriş ve Amaç: Akut respiratuar distress sendromu (ARDS)  ağır solunum yetmezliği ile seyreden ölümcül bir hastalıktır. ARDS'li hastalar, yoğun bakımda yatan hastaların önemli bir kısmını oluşturmaktadır ve ARDS'ye çoğu zaman çoklu organ yetmezliği de eşlik etmektedir. Bu nedenle bu hastaların tedavisindeki ilerlemeler büyük önem taşımaktadır. ARDS'nin oldukça geniş etiyolojisi olmakla birlikte bugün hala oluşum mekanizması tam olarak aydınlatılamamıştır. Akciğere doğrudan veya dolaylı hasar oluşması, beraberinde enflamatuar bir süreç başlatır. Bunun sonucunda alveoler-kapiller membran bütünlüğü bozulur , pulmoner ödem ve ciddi hipoksi gelişir. Tedavide arteriyel oksijenizasyonu arttırmak ana hedeflerden biridir ve bunun için çeşitli ventilasyon stratejileri geliştirilmiştir. Ek olarak farmakolojik tedaviler ve destek tedaviler de kullanılmaktadır. Çalışmamızda antioksidan ve antienflamatuar etkileri bilinen HBO, ozon ve dekspantenol tedavileri , deneysel olarak ARDS oluşturduğumuz ratlara uygulandı ve bu tedavilerin etkinlikleri karşılaştırıldı.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmaya Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulundan onay alındıktan sonra başlandı. Çalışmada Wistar Albino cinsi 32 adet erkek rat kullanıldı. Ratlar 4 gruba ayrıldı. Tüm gruplara canlı E.coli bakteri verilmesinden 10 saat sonra 5 gün boyunca aynı saatte ip antibiyoterapi verildi. Ek olarak; grup 1(kontrol grubu) ratlara ip serum fizyolojik verildi. Grup 2(HBO grubu) ratlara ilk gün 8 saat ara ile, diğer günler 12 saat ara ile olmak üzere 2,5 ATA basınçta,90 dakika, toplam 11 seans HBO tedavi uygulandı. Grup 3(ozon grubu) ratlara ip olarak 0,7 mg/kg oksijen/ozon gaz karışımı günde 1 kere 5 gün boyunca verildi. Grup 4(dekspantenol grubu) ratlara ip olarak 500mg/kg dekspantenol günde 1 kez 5 gün boyunca verildi.5. günün sonunda tüm ratlara anestezi uygulanmasının ardından, abdominal aortadan kan gazları alındı ve sakrifiye edildiler. Alınan kanın bir kısmı sitokin çalışması için saklandı. Sakrifikasyon sonrası ratların göğüs duvarı açıldı. Sağ akciğer dokuları formaldehite kondu. Sol akciğer dokuları ise dokuda enzim bakılmak üzere donduruldu.
Bulgular : Histopatolojik olarak, tüm gruplarda intraalveolar hemoraji, ödem, yoğun inflamatuar hücre infiltrasyonu, fibrozis ,kollaps, tip 2 alveoler hücre ve makrofaj birikimi gözlendi. Fibrozis/alveoler septal kalınlaşma açısından dekspantenol grubu kontrol ve HBO gruplarından anlamlı olarak daha düşük skor ortalaması aldı (sırasıyla p=0,008, p= 0,002). Alveoler kollaps açısından, dekspantenol grubu tüm gruplardan anlamlı olarak daha düşük skor ortalaması aldı (kontrol grubu için p= 0,024, HBO grubu için p=0,002, ozon grubu için p=0,05).Makrofaj ve tip II alveoler hücre artışı açısından ozon grubu tüm gruplardan anlamlı olarak daha düşük skor ortalaması aldı (hepsi için p=0,05). SFPD ile immünohistokimyasal boyamada gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmadı.
SOD seviyelerinde, dekspantenol grubu kontrol grubuna göre anlamlı düşük skor ortalaması aldı. (p=0.006) Diğer gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı. Gruplar arasında MPO seviyeleri , proenflamatuar parametreler olan IL-1β, TNF-α seviyeleri ve antienflamatuar parametre olan TGF- β seviyelerinde  istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmadı. IL-10 seviyelerinde ozon grubu, kontrol ve HBO grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı yüksek skor aldı.(sırasıyla p=0.034, p=0.004) Dekspantenol grubu, sadece HBO grubuna göre istatistiksel anlamlı yüksek skor aldı(p=0.027) Diğer alt gruplarda istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmadı. PaO2 seviyelerinde ozon grubu, kontrol grubu (p=0.001),HBO grubu (p=0.027) ve dekspantenol grubuna (p=0.002) göre istatistiksel olarak anlamlı yüksek skor aldı.PaCO2 seviyelerinde ozon grubu, kontrol grubu(p=0.014),HBO grubu(p=0.041) ve dekspantenol grubuna (p=0.001) göre anlamlı düşük skor aldı.
Tartışma ve Sonuç: Tedavi gruplarından HBO tedavisi hem antioksidan, antienflamatuar hem de histopatolojik olarak bakıldığında hücre hasarını arttırdı. Ozon tedavisinde antienflamatuar etki açısından ve histopatolojik olarak olumlu sonuçlar elde edildi. Ozon tedavisi arteriyal oksijenizasyonda belirgin düzelme sağladı. Dekspantenol tedavisinde ise antioksidan etki ve histopatolojik olarak olumlu sonuçlar elde edildi. Dekspantenol tedavisinde antifibrotik etki belirgindi. Bu tedavilerin ARDS kullanımında yaygınlaşabilmesi için daha çok çalışmaya ihtiyaç vardır.

Abstract:
Introduction: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a fatal disease with severe respiratory failure. Patients with ARDS constitute a significant part of patients hospitalized in intensive care units and ARDS is often accompanied by multiple organ failure. Therefore, advances in the treatment of these patients are important. Although the etiology of ARDS is quite extensive, its mechanism of formation has not been fully elucidated today. Direct or indirect damage to the lung initiates an inflammatory process. As a result, the integrity of the alveolar-capillary membrane is disrupted, pulmonary edema and severe hypoxia develop. Increasing arterial oxygenation is one of the main goals in treatment, and various ventilation strategies have been developed for this. In addition, pharmacological treatments and supportive treatments are also used. In our study, HBO, ozone and dexpanthenol treatments, which are known to have antioxidant and anti-inflammatory effects, were applied to rats with ARDS experimentally. The efficacy of these treatments was compared.

Materials-Methods: This study was started after the approval of Çanakkale Onsekiz Mart University Animal Experiments Local Ethics Committee. 32 Wistar Albino male rats were used in the study. The rats were divided into 4 groups. Alive E.Coli bacteria was given to all groups, then after 10 hours ip antibiotherapy was given. Antibiotherapy was applied once a day at the same time for 5 days. Additionally, ip saline was given to group 1 (control group) rats. Group 2 (HBO group) rats were given 2.5 ATA pressure, 90 minutes; 8 hour intervals on the first day and every other days with an interval of 12 hours. A total of 11 sessions of HBO treatment were applied. Group 3 (ozone group) rats were given 0.7 mg/kg oxygen/ozone gas mixture ip once a day for 5 days. Group 4 (dexpanthenol) rats were given 500mg/kg dexpanthenol ip once a day for 5 days. At the end of the 5. day, after anesthesia was administered to all rats, blood gases were taken from the abdominal aorta and all rats were sacrificed. Some of the blood was saved for cytokine study. After sacrification, the chest wall of the rats was opened. Right lung tissues were placed in formaldehyde. Left lung tissues were frozen for enzyme analysis in the tissue.
Results: Histopathologically, intraalveolar hemorrhage, edema, intense inflammatory cell infiltration, fibrosis, collapse, type II alveolar cell and macrophage accumulation were observed in all groups. In terms of fibrosis/alveolar septal thickening, the dexpanthenol group had a significantly lower mean score than the control and HBO groups (p=0.008, p=0.002, respectively). In terms of alveolar collapse, the dexpanthenol group had a significantly lower mean score than all groups (p= 0.024 for the control group, p=0.002 for the HBO group, p=0.05 for the ozone group). In terms of macrophage and type II alveolar cell increase, the ozone group had a significantly lower mean score than all groups (p=0.05 for all). There was no statistically significant difference between the groups in SFPD and immunohistochemical staining.
In SOD levels, the dexpanthenol group had a significantly lower mean score than the control group. (p=0.006) No significant difference was found between the other groups. There was no statistically significant difference in MPO levels, proinflammatory parameters IL-1β, TNF-α levels and antiinflammatory TGF-β levels between the groups. The ozone group had a significantly higher mean score than the control and HBO groups in IL-10 levels. (0.034, p=0.004, respectively) Dexpanthenol group scored significantly higher than only HBO group (p=0.027) No significant difference was found in other subgroups. In PaO2 levels, the ozone group scored significantly higher than the control group (p=0.001), HBO group (p=0.027) and dexpanthenol group (p=0.002). In PaCO2 levels, the ozone group had a lower score than the control group (p=0.014). , HBO group (p=0.041) and dexpanthenol group (p=0.001).
Discussion and Conclusion: Among the treatment groups, HBO treatment increased cell damage as antioxidant, anti-inflammatory and histopathologically. Positive results were obtained in terms of anti-inflammatory effect and histopathologically in ozone treatment. Ozone treatment provided a significant improvement in arterial oxygenation. In dexpanthenol treatment, positive results were obtained in terms antioxidant effect and histopathologically. Antifibrotic effect was prominent in dexpanthenol treatment. More studies are needed for these treatments to become widespread in ARDS use.