Sıçan aşil tendon kesisi modelinde astaksantinin tendon iyileşmesine etkisinin histopatolojik, immünhistokimyasal ve biyomekanik açılardan incelenmesi
Histopathological, immunohistochemical and biomechanical investigation of the effect of astaxanthin on tendon healing in the rat achilles tendon laceration model
Yazar: ALİ ALP
Danışman: PROF. DR. OZAN BEYTEMÜR ; DR. MUSTAFA FATİH DAŞCI
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Bağcılar Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Aşil tendonu = Achilles tendon

Özet:
Amaç: Astaksantin (ATX); somon, ıstakoz ve karides gibi çeşitli suda yaşayan türlerde ve Haematococcus pluvialis gibi mikroalglerde bulunan güçlü antioksidan etkileri olan bir karotenoiddir. Bu tez çalışmasında sıçanlarda oluşturulmuş aşil tendon kesisi modelinde ATX'in tendon iyileşmesine etkilerinin histopatolojik, immünhistokimyasal ve biyomekanik açılardan değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Materyal ve Metod: Çalışmada 48 adet genç-erişkin Sprague-Dawley (SD) erkek cinsi sıçan randomize olarak iki gruba ayrıldı. Tüm sıçanların sağ aşil tendonları kalkaneus insersiyosunun 2-4 mm proksimalden tenotomize edildi ve modifiye Kessler tekniği ile tamir edildi. Postoperatif immobilizasyon uygulanmadı. ATX grubuna günde bir kez 1 mg/kg ATX 0,35 ml dimetilsülfoksit (DMSO) içinde çözülerek intraperitoneal yolla verildi. Kontrol grubuna ise 0,35 ml DMSO günde bir kez intraperitoneal yolla verildi. Her iki gruptaki sıçanların yarısı 15. gün diğer yarısı 30. gün yüksek doz anestezik madde altında servikal dislokasyon yöntemiyle sakrifiye edilerek aşil tendonları distalde kalkaneus, proksimalde bir miktar kas dokusu ile birlikte ampute edildi. Tendonların histopatolojik boyamalar ile Movin ve Bonar skorları, immünhistokimyasal boyamalar ile tip I ve tip III kollajen boyanma immünreaktivite skorları (IRS), biyomekanik olarak da maksimum kopma kuvveti (Fmax), kopma deplasmanı ve rijidite değerleri incelendi.
Bulgular: Biyomekanik incelemede erken ve geç dönemde gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmamıştır. Histopatolojik incelemede ATX grubunda erken ve geç dönemde istatistiksel olarak anlamlı düşük Movin ve Bonar skorları bulunmuştur (p<0,05). İmmünhistokimyasal incelemede ATX grubunda tip I kollajen boyanma IRS erken ve geç dönemde istatistiksel olarak anlamlı yüksek bulunmuştur (p<0,05). Tip I/tip III kollajen boyanma IRS oranında gruplar arasında anlamlı fark bulunmamış; ancak geç dönem değeri ile erken dönem değeri arasındaki fark ATX grubunda anlamlı yüksek bulunmuştur (p<0,05).
Sonuç: Güçlü antioksidan ve antiinflamatuar etkileri ile son yıllarda birçok çalışmada kullanılan ATX'in tendon iyileşmesine etkilerini amaçladığımız bu çalışmada, ATX'in tendon iyileşmesine erken ve geç dönemde gösterdiğimiz anlamlı ve olumlu etkisinin, ATX'in literatürde kollajen sentezi, fibroblast aktivasyonu ve anjiyogenez üzerine gösterilmiş olumlu etkilerine bağlı olduğunu düşünmekteyiz. Çalışmamızın yapılacak yeni deneysel ve klinik çalışmalara ışık tutacağı ve ATX'in bu olumlu etkilerinin daha ayrıntılı bir şekilde ortaya konması gerektiği kanatindeyiz.

Anahtar Kelimeler: Astaksantin, aşil tendon, sıçan, tendon iyileşmesi

Abstract:
Histopathological, Immunohistochemical and Biomechanical Investigation of the Effect of Astaxanthin on Tendon Healing in the Rat Achilles Tendon Laceration Model

Aim: Astaxanthin (ATX) is a carotenoid with strong antioxidant effects found in various aquatic species such as salmon, lobster and shrimp, and microalgae such as Haematococcus pluvialis. In this thesis study, it was aimed to evaluate the effects of ATX on tendon healing in terms of histopathological, immunohistochemical and biomechanical aspects in the Achilles tendon laceration model created in rats. 
Materials and Methods: In the study, 48 young-adult Sprague-Dawley (SD) male rats were randomly divided into two groups. The right Achilles tendons of all rats were tenotomized from 2-4 mm proximal to the calcaneus insertion and repaired with the modified Kessler technique. Postoperative immobilization was not applied. 1 mg/kg ATX was dissolved in 0.35 ml dimethylsulfoxide (DMSO) and administered intraperitoneally to the ATX group once a day. In the control group, 0.35 ml DMSO was administered intraperitoneally once a day. Half of the rats in both groups were sacrificed on the 15th day and the other half on the 30th day using cervical dislocation under high-dose anesthetic, and their Achilles tendons were amputated with the calcaneus distally and some muscle tissue proximally. Histopathological staining of the tendons was used to examine Movin and Bonar scores, immunohistochemical staining of type I and type III collagen immunoreactivity scores (IRS), and biomechanical values for maximum rupture force (Fmax), rupture displacement and rigidity. 
Results: No statistically significant difference was found between the groups in the early and late periods in the biomechanical examination. Histopathological examination revealed statistically significant lower Movin and Bonar scores in the ATX group in the early and late periods (p<0.05). In the immunohistochemical examination, type I collagen staining IRS was found to be statistically significantly higher in the early and late periods in the ATX group (p<0.05). No significant difference was found between the groups in the type I/type III collagen staining IRS ratio; however, the difference between the late period value and the early period value was found to be significantly higher in the ATX group (p<0.05).
Conclusion: In this study, we aimed to investigate the effects of ATX, which has been used in many studies in recent years with its strong antioxidant and anti-inflammatory effects, on tendon healing. We think that the significant and positive effect of ATX on tendon healing in the early and late periods we have demonstrated is due to the positive effects of ATX on collagen synthesis, fibroblast activation and angiogenesis shown in the literature. We believe that our study will shed light on new experimental and clinical studies and that these positive effects of ATX should be revealed in more detail.

Keywords: Astaxanthin, Achilles tendon, rat, tendon healing