Tavşan spinal kordunda deneysel olarak oluşturulan iskemi/reperfüzyon hasarı modelinde amantadin'in oksidatif stres,doku nekrozu,apopitoz ve nörolojik iyileşme üzerindeki etkileri
The effects of amantadin on oxidative stress, tissue necrosis, apoptosis and neurological improvement in the rabbit spinal cord experimental ischemia/reperfusion injury model
Yazar: CANER ÜNLÜER
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN HAYRI KERTMEN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Ankara Dışkapı Yıldırım Beyazıt Eğitim Ve Araştırma Hastanesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Amantadine = Amantadine ; Apoptozis = Apoptosis ; Nekroz = Necrosis ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Spinal kord hastalıkları = Spinal cord diseases ; Tavşanlar = Rabbits ; Yara iyileşmesi = Wound healing ; İskemi = Ischemia

Özet:
Amaç: Spinal kord, beyinden gelen uyarıların vücuda aktarılmasın görev alan beynin vücutla iletişim için kullandığı yolaklar bütünüdür. İskemik bir dokunun reperfüzyonundan sonra, iskeminin etkisiyle oluşan hasarın ardından lokal metabolitler, biyokimyasal reaksiyonlar ve çeşitli apoptotik yolaklar yoluyla ikincil hasar meydana gelir. Bu hasarın önlenmesi ve tedavi edilmesinde birçok biyolojik ajan farklı etki mekanizmalarına göre araştırılmaktadır. Bu çalışmada, spinal kord iskemi-reperfüyon (İR) hasarında nöroprotektif, anti-inflamatuar, anti-viral etkilere sahip ve günümüzde nöroloji, enfeksiyon ve psikiyatri alanlarında etkin olarak kullanılan Amantadin'in oksidatif stres, doku nekrozu, apopitoz ve nörolojik iyileşme üzerine etkileri, deneysel tavşan spinal kord İR modelinde araştırılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Çalışmaya her biri 8 Yeni Zelanda tavşanından oluşan 5 farklı grupta toplam 40 denek dahil edilmiştir. Deneklerin hepsi cerrahi prosedürden geçirilmiştir. Kontrol grubuna herhangi bir müdahale yapılmadan laparotomi yapılıp kapatılmıştır. İskemi grubu 20 dakika abdominal aort kliplenmesi sonrası klip açılarak kapatılmış, Vehicle grubu 20 dakika klipleme sonrası klip kaldırılarak IV serum fizyolojik (SF) verilip kapatılmış, metil prednizolon (MP) grubu 20 dakika klipleme sonrası klip kaldırılarak IV MP verilip kapatılmış, Amantadin (AMT) grubu ise 20 dakika klipleme sonrası klip kaldırılarak IV AMT verilip 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 kaspaz-3, katalaz (CAT), miyeloperoksidaz (MPO), malondialdehit (MDA) ve ksantin oksidaz (XO) çalışılmış, doku örnekleri ışık mikroskopisinde değerlendirilerek nöral hücre sayımı, histopatolojik skorlama yapılmıştır. Ardından elektron mikroskopi ile grupların ultrastrukturel yapısı, küçük, orta ve büyük miyelinli aksonların sayısı değerlendirilmiştir.
Bulgular: Kontrol grubu ile iskemi ve SF grubu karşılaştırıldığında serum ve doku kaspaz-3 seviyelerindeki artış (p<0,001), serum ve doku CAT seviyelerindeki düşüş (p<0,001), serum XO seviyesindeki artış (p<0,001), serum ve doku MDA seviyelerindeki artış (p<0,001) ve serum ve doku MPO seviyelerindeki artış (p<0,005) istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. İskemi grubu ile SF grubu karşılaştırıldığında, bakılan serum ve doku biyokimyasal değerleri açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark izlenmemiştir (p>0,05). İskemi grubu ile MP ve AMT grubu karşılaştırıldığında, iskemi grubuna kıyasla MP ve AMT grubunda serum ve doku kaspaz-3 düzeyindeki düşüklük (p<0,001), serum ve doku CAT düzeylerindeki yükseklik (p<0,001), serum XO seviyelerindeki düşüklük (p<0,001), serum ve doku MDA seviyelerindeki düşüklük (p<0,05) ve doku MPO düzeylerindeki düşüklük (p<0,001) istatistiksel olarak anlamlı bulunurken serum MPO seviyeleri açısından iskemi grubu ile MP ve AMT grubu arasında anlamlı bir fark izlenmemiştir (p>0,05). MP ve AMT grupları karşılaştırıldığında serum ve doku kaspaz-3, CAT, MDA ve MPO düzeyleri ile serum XO düzeyleri açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark izlenmemiştir. Histopatolojik değerlendirmede her iki ajanın da histopatolojik skorlamada ve normal nöron sayımında iskemi grubundan üstün olduğu gösterilmiştir (p<0,001). Elektron mikroskopik incelemede küçük, orta ve büyük çaplı miyelinli aksonların sayısındaki azalma konusunda MP'in antiinflamatuar etkisinin AMT'den üstün olduğu gösterilmiştir (p<0,001). Modifiye Tarlov skorlamasında ise hem AMT hem de MP'in iskemi grubuna kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür (p<0,001).
Sonuç: Bu çalışmada AMT'in spinal kord İR hasarındaki antiinflamatuar, antiapopitotik, nöroprotektif, antioksidan etkilerini, biyokimyasal, mikroskopik ve ultrastrukturel yöntemlerle değerlendirdik. AMT, spinal kord İR hasarının engellenmesi ve tedavi edilmesinde geleceği olan bir ajan olarak görülmektedir.

Anahtar Kelimeler: İskemi-reperfüzyon, Amantadin, antioksidan, antiapopitotik, nöroptotektif.

Abstract:
Aim: The spinal cord is the brain's pathways to communicate with the body, using transmissions of stimuli. After reperfusion of an ischemic tissue, secondary damage occurs through local metabolites, biochemical reactions and various apoptotic pathways after the damage that occurs with the effect of ischemia. Through the management of this damage, many biological agents are being evaluated according to different mechanisms of action. In this study, the effects of Amantadine, which has neuroprotective, anti-inflammatory, anti-viral effects in spinal cord ischemia-reperfusion (IR) injury and is currently used effectively in the departments of Neurology, Infectious Diseases and Psychiatry, on oxidative stress, tissue necrosis, apoptosis and neurological recovery, investigated in an experimental rabbit spinal cord IR injury model.
Materials and Methods: A total of 40 subjects were included in the study in 5 different groups, each consisting of 8 New Zealand rabbits. All subjects underwent a surgical procedure. Laparotomy was performed and closed without any intervention in the control group. Abdominal aortic clipping was performed for 20 minutes in the ischemia group, vehicle group, methyl prednisolone (MP) group, and Amantadine (AMT) group. Vehicle group received IV saline (SF) after clipping. The MP group was given IV MP after clipping. IV AMT was given to the AMT group after clipping. After 24 hours of neurological examination with modified Tarlov scoring, the subjects were sacrificed and spinal cord tissue and serum samples were taken. Caspase-3, catalase (CAT), myeloperoxidase (MPO), malondialdehyde (MDA) and xanthineoxidase (XO) were studied biochemically from tissue and serum samples. Then, the ultrastructural structure of the groups and the number of small, medium and large myelinated axons were evaluated by electron microscopy.
Results: Comparing ischemia group and SF group with control group, the increase in serum and tissue caspase-3 levels (p<0.001), decrease in serum and tissue CAT levels (p<0.001), increase in serum XO levels (p<0.001), increase in serum and tissue MPO levels (p<0.001) and increase in serum and tissue MPO levels (p<0.005) were found to be statistically significant.  In the comparison of the ischemia group and the SF group, no statistically significant difference was observed in terms of serum and tissue biochemical values (p>0.05). When the ischemia group and the MP and AMT groups were compared, low serum and tissue caspase-3 levels (p<0.001), high serum and tissue CAT levels (p<0.001), low serum XO levels (p<0.001), low serum and tissue MDA levels (p<0.05) and tissue MPO levels were found to be statistically significant (p<0.001), while no significant difference was observed between the ischemia group and the MP and AMT groups in terms of serum MPO levels (p>0.05). When MP and AMT groups were compared, no statistically significant difference was observed in terms of serum and tissue caspase-3, CAT, MDA and MPO levels, and serum XO levels. In the histopathological evaluation, both agents were shown to be superior to the ischemia group in histopathological scoring and normal neuron count (p<0.001). In electron microscopic examination, it has been shown that the anti-inflammatory effect of MP is superior to AMT in reducing the number of small, medium and large diameter myelinated axons (p<0.001). In the modified Tarlov scoring, it was observed that both AMT and MP gave better results compared to the ischemia group (p<0.001).
Conclusion: In this study, we evaluated the anti-inflammatory, antiapoptotic, neuroprotective, antioxidant effects of AMT on spinal cord IR injury by biochemical, microscopic and ultrastructural methods. AMT could be considered as a future agent in the prevention and treatment of spinal cord IR injury.

Keywords: Ischemia-reperfusion, Amantadine, antioxidant, antiapoptotic, neuroptotective.