Sıçan akciğerinde oluşturulan iskemik önkoşullamanın kalpteki iskemi reperfüzyon hasarı üzerine etkileri
The effects of lung ischemic preconditioning on cardiac ischemia reperfusion injury in the rat
Yazar: HASAN AKKOÇ
Danışman: PROF.DR. RAMAZAN ÇİÇEK
Dicle Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2006
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
ÖZET Tek veya tekrarlayan kısa süreli iskemi-reperfüzyon periyotlarının daha uzun süreli iskemik periyotlarda gelişebilecek organ, doku veya hücre hasarına karşı belirgin bir direnç oluşturması ile gerçekleşen koruyucu mekanizmaya iskemik önkoşullama denir. İskemik önkoşullama korumasının oluşumunda adenozin, bradikinin, opioid reseptörler, serbest radikaller ve nitrik oksit gibi endojen maddeler tetikleyici olarak rol alırlar. Tetikleyici maddeler başlattıkları bir dizi reaksiyon ile aktive ettikleri protein kinaz C aracılığıyla sarkolemmal ve mitokondriyal K+ATP kanallarının açılmasına neden olurlar. İskemik önkoşullamanın uç efektörü olarak tanımlanan K+ATP kanalları, hücre içi Ca4"1" düzeylerine ve aksiyon potansiyel süresine olan etkisiyle korumanın oluşumunda kritik bir rol oynar. Bir organ veya dokunun iskemi ve reperfüzyonu ile oluşturulan önkoşullama, başka bir arterin beslediği organ veya dokuyu da önkoşullayarak koruyucu etki gösterebilir. Bu durum uzak iskemik önkoşullama olarak adlandırılır. Bugüne kadar kalpteki iskemi-reperflizyon hasan üzerine renal, mezenterik, infrarenal aorta ve ekstremite arterleri üzerinde oluşturulan önkoşullamanın etkileri incelenmiş olup, sonuç olarak uzak iskemik önkoşullamanın klasik önkoşullamaya benzer mekanizmalarla oluştuğu öne sürülmüştür. Biz de bu çalışmamızda sıçan akciğerinde oluşturduğumuz önkoşullamanın kalpteki iskemi ve iskemi-reperfüzyon hasan üzerindeki etkilerini incelemeyi hedefledik. Çalışmamızda toplam 24 adet (n=6) Sprague-Dawley sıçan kullandık. Sıçanlan 120 mg/kg dozunda intraperitoneal tiyopental sodyum ile anestetizeye ettik. Deney süresince hayvanların vücut ısısının 37 ± l °C, tidal volümün l mi/100 gr, solunum sayışırım dakikada 60 olmasını sağladık. Tüm cerrahi işlemler süresince belirgin aritmi oluşan, ortalama arteriyel kan basınç değerleri kalıcı bir şekilde 60 mmHg' nin altına düşen ve çalışma sonunda alınan arteriyel kan örneklerinde pH değeri 7.35- 7.45, parsiyel karbondioksit değeri 32-48 mmHg aralığı dışında olan sıçanları çalışma dışı bıraktık. Sıçanlara intravenöz yolla 200 İU/kg heparin uygulamasından sonra sol parasternal torakotomi ile göğüs kafesini açtık. Kalpteki uygulamalarımız için sol koroner arteri ve akciğerdeki uygulamalar için ise sol pulmoner arteri kullandık. Akciğeri, önkoşullama oluşturmak için, 3 siklüs halinde, her seferinde 5 dakika iskemi +10 dakika reperfuzyona maruz bıraktık. Grupları şu şekilde oluşturduk; Grup l: Kalpte iskemi (30 dk), Grup 2: Kalpte iskemi (30 dk) + reperfuzyon (60 dk), Grup 3:Akciğerde iskemik önkoşullama sonrası kalpte iskemi (30 dk), Grup 4: Akciğerde iskemik önkoşullama sonrası kalpte iskemi (30 dk) + reperfuzyon (60 dk). Deney sonrası aldığımız sol kalp doku örneklerinde histopatolojik incelemeyle birlikte yüksek performanslı likit kromatografi kullanarak kalp dokusundaki malondialdehit ile pürin nükleotid düzeylerini analiz ettik. Grup 3 ve 4' teki malondialdehit değerlerini (0,26 ± 0,02 ve 0,24 ± 0,02 umol/L), grup ive 2'ye (0,42 ± 0,04 ve 0,35 ± 0,01 umol/L) göre anlamlı olarak düşük bulduk (n=6, p < 0.01). İskemik önkoşullama gruplarıyla önkoşullamasız gruplar arasında yaptığımız karşılaştırmada önkoşullama yapılan gruplarda kalp dokusundaki adenozin düzeylerini anlamlı olarak düşük (grupl: 1,43 ± 0,13, grup 2: 1,11 ± 0,06, grup 3: 0,97 ± 0,08, grup 4: 0,81 ± 0,08 ugr/ml), adenozin trifosfat düzeylerini ise (grupl: 3,20 ± 0,10, grup 2: 3,34 + 0,12, grup 3: 4,24 ± 0,20, grup 4: 5,95 ± 0,25 ugr/ml) anlamlı olarak yüksek bulduk (n=6, p < 0.01). Sonuç olarak akciğerde oluşturulan iskemik önkoşullamanın kalpteki iskemi ve iskemi-reperfüzyon hasan üzerinde koruyucu etkisinin olduğunu ve bu etkinin miyokardiyal adenozin düzeyleri ile ilişkili olduğunu söyleyebiliriz. Anahtar kelimeler: Sıçan, kalp, akciğer, uzak iskemik önkoşullama, adenozin.

Abstract:
VI ABSTRACT Ischemic preconditioning, is a protective mechanism elicited by single or repeating brief episodes of ischemia-reperfusion which constitutes a resistance against cell, tissue or visceral injury caused by prolonged episodes of ischemia. It has been shown that endogenous substances such as adenosine, bradykinin, opioid receptors, free radicals and nitric oxide play a role in majority of protective effect of ischemic preconditioning. These endogenous substances induce the opening of sarcolemmal and mitochondrial K+atp channels via triggering a row of reactions which is resulting with activation of protein kinase C. K+atp channels, which has known as the end-effector of ischemic preconditioning, play a critical role on intracellular Ca^ levels and duration of action potential. Ischemia and reperfusion of a tissue or a viscera may also show a protective effect such as development of preconditioning on the other tissues which have another source of arterial blood flow. This mechanism of action is known as ischemic preconditioning. The effects of remote preconditioning which is formed by renal, mesenteric, infrarenal aorta and extremity artery occlusion on myocardial ischemia-reperfusion injury has been investigated in many experimental studies up to date. It has concluded that remote preconditioning is formed by similar mechanisms involving in ischemic preconditioning. In this study, we have investigated the effects of preconditioning induced by pulmonary artery occlusion on myocardial ischemia and ischemia- reperfusion injury on a rat model. For this purpose, we used adult, in both sex, 24 Sprague-Dawley rats (n=6). The rats were anesthetized intraperitoneally with thiopental sodium (120 mg/kg). Body temperature was maintained at 37 ± 1°C. Respiration was maintained artificially as 1 ml/kg for tidal volume and 60 breaths per minute for respiratory rate. The rats which have developed arrhythmias or whose arterial blood pressure has decreased less than 60 mmHg permanently were excluded throughout the experiments. Arterial blood samples were taken at the end of experimental procedure. The values of arterial blood samples which differ from 32- 38 mmHg for PCO2 and 7,35-7,45 for pH were also excluded of assessment. The rat was given 200 IU/kg heparin intravenously. Following this, the chest was opened by left thoracotomy. Left coronary artery was used in order to obtain myocardial ischemia and ischemia-reperfusion injury, left pulmonary artery was used forvıı pulmonary ischemic preconditioning respectively. Pulmonary ischemic preconditioning was obtained with a sequence of three cycles of 5 min left pulmonary artery occlusion and 10 min reperfusion. There were four experimental groups; Group 1: 30 min myocardial ischemia induced by left coronary artery occlusion, Group 2: 30 min left coronary artery occlusion followed by 60 min reperfusion, Group 3: Pulmonary ischemic preconditioning followed by 30 min left coronary artery occlusion, Group 4: Pulmonary ischemic preconditioning followed by 30 min left coronary artery occlusion and 60 min reperfusion. Left ventricular tissue specimens were assessed histopathologically. Malonyldialdehyde and purine nucleotide levels of myocardial tissue were measured by high performance liquid chromatography. The levels of malonyldialdehyde in group 3 and 4 (0,26 ± 0,02 and 0,24 ± 0,02 umol/L respectively) were significantly lower than group 1 and 2 (0,42 ± 0,04 and 0,35 ± 0,01 umol/L respectively) (n=6, p < 0.01). The comparison between ischemic preconditioning groups and groups without preconditioning has showed that adenosine levels of myocardial tissue were decreased (Group 1: 1,43 ± 0,13, Group 2: 1,11 ± 0,06, Group 3: 0,97 ± 0,08, Group 4: 0,81 ± 0,08 ug/ml) while adenosine triphosphate levels were increased (Group 1: 3,20 ± 0,10, Group 2: 3,34 ± 0,12, Group 3: 4,24 ± 0,20, Group 4: 5,95 ± 0,25 ug/ml) in ischemic preconditioning groups (3, 4) (n=6, p < 0.01). As a conclusion, remote preconditioning evoked by pulmonary artery occlusion and reperfusion may induce a protective effect against myocardial ischemia and ischemia-reperfusion injury. It can be suggested that the protective effect of remote preconditioning is related with myocardial adenosine. Key Words: Rat, heart, pulmonary, remote ischemic preconditioning, adenosine.