Deneysel karotis arter okluzyonu oluşturulan sıçanlarda, uzak iskemik ön koşullandırmanın nöroprotektif etkinliğinin araştırılması
Investigation of the neuroprotective effect of remote ischemic preconditioning in rats with experimental carotid artery occlusion
Yazar: FATİH ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH KEMAL TUYGUN
Sağlık Bakanlığı / Dr. Siyami Ersek Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Kalp ve Damar Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi = Thoracic and Cardiovascular Surgery

Özet:
Giriş ve Amaç: Karotis endarterektomi ameliyatları sonrasında gelişebilen serebrovasküler olaylar, bu ameliyatın en ciddi komplikasyonlarındandır.  Cerrahi işlem, belirli bir süre kros klemp altında çalışmayı gerektirir, bu da kaçınılmaz olarak iskemik bir periyodu beraberinde getirir. Bu durum iskemi toleransı düşük olan beyin hücrelerinde hasara neden olabilir. İskemiye toleransı arttırabilmek için son dönemde çokça ilgi duyulan konulardan biri uzak iskemik ön koşullandırmadır. Bu yöntem, hayati olmayan uzak organlarda oluşturulan iskemi ve reperfüzyon periyodlarının, hedef organda meydana gelebilecek daha ağır bir iskemiye karşı toleransı arttırabileceği hipotezine dayanır. Sıçanlarda karotis endarterektomi ameliyatının taklit edildiği bu deneysel çalışmayla, uzak iskemik ön koşullandırmanın, nöroprotektif etkinliğinin araştırılması amaçlandı. Yöntem:   Ağırlıkları 240 – 310 gr. arasında değişen 16 dişi Sprague-Dawley cinsi sıçan, sham (n=8)  ve deney grubu (n=8) olarak iki gruba ayrıldı. Uygun anestezinin ardından, her iki grupta da sağ ve sol vertebral arter koterize edildi. Ardından deney grubunda, sol arka bacağa turnike metotu ile 3 döngü halinde 15'er dakika iskemi reperfüzyon uygulandı. Bu sürede sham grubundaki sıçanlar herhangi bir iskemi reperfüzyon periyodu olmaksızın anestezi altında bekletildi. Her iki grupta; ön orta hat boyun insizyonu ile sol ana karotis arter eksplore edilip 30 dakika klemplendi.  Ardından klemp alınarak reperfüze edildi. Cerrahi prosedür tamamlandıktan sonra, deney hayvanları kafeslerine alınarak uyanmaları beklendi. 24 saat sonra, sıçanların nörolojik muayenesi yapılarak Bederson skalasına göre değerlendirildi. Ardından deney hayvanları sakrifiye ve dekapite edildi, beyin kesitleri alınarak histolojik inceleme ve TTC boyaması için hazırlandı. Farklı zamanlarda dört kez kan örneği alınarak, nörofilaman ağır zincir (NFHC) ölçümleri yapıldı. Bulgular: Bederson sınıflamasına göre yapılan nörolojik değerlendirmede, Uzak iskemik ön koşullandırma (UİÖK) grubundaki hiçbir hayvanda evre 2 ya da üzerinde nörodefisite rastlanmadı, sham grubunda ise 2 sıçanda evre 2 nörodefisit izlendi ancak fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı. Trifenil Tetrazolyum Klorür (TTC) ile boyanan beyin kesitlerinde her iki grupta da makroskobik iskemik alan izlenmedi.  Krezil violet boyamasının ardından yapılan histolojik inceleme ve semikantitatif analizinde; korteks hücrelerinde gruplar arasında anlamlı fark bulunamadı, fakat iskemiye daha hassas olan hipokampal dentat girus ve CA3 bölgelerinde UİÖK grubundaki nöranal hasar, istatistiksel olarak anlamlı düzeyde düşük bulundu. Kan NFHC seviyelerine ve zaman içindeki değişimine bakıldığında, iki grup arasında anlamlı fark bulunamadı. Tartışma ve Sonuç:  UİÖK'nın beyin koruyucu etkisi, histolojik değerlendirmeyle özellikle iskemiye hassas olan hipokampal bölgelerde gösterildi ancak diğer parametrelerde gruplar arasındaki fark bulunamadı. Bu durum deneysel çalışmaların doğası gereği karotis arter hastalığının tam anlamıyla taklit edilemeyişi, aterosklerozu olmayan genç ve sağlıklı deney hayvanlarının kullanılmış olması gibi nedenlerle açıklanabilir. Çalışmamızdaki sonuçlara bakılarak UİÖK'nın, karotis cerrahisinde beyin koruyucu etkisi olabileceği söylenebilir. Yapılacak deneysel ve klinik çalışmalarla koruyuculuk düzeyi ve mekanizmasıyla ilgili daha kesin sonuçlara varılabilecektir.

Abstract:
Objective: Cerebrovascular events after carotid endarterectomy are one of the most severe complications of this surgery.  The surgical procedure requires working under cross-clamping for a certain period of time, which inevitably leads to an ischemic period. This can cause damage to brain cells with low ischemia tolerance. One of the topics of recent interest to improve ischemia tolerance is remote ischemic preconditioning (RIPC). This method is based on the hypothesis that periods of ischemia and reperfusion in remote non-vital organs can increase tolerance to more severe ischemia in the end organ. This experimental study, in which carotid endarterectomy surgery was simulated in rats, aimed to investigate the neuroprotective efficacy of RIPC. Methods:   Sixteen female Sprague-Dawley rats weighing between 240 and 310 g were divided into two groups, sham (n=8) and experimental group (n=8). After appropriate anesthesia, the right and left vertebral arteries were cauterized in both groups. Then, in the experimental group, ischemia-reperfusion was applied to the left hind leg with the tourniquet method for 3 cycles of 15 minutes each. During this period, rats in the sham group were kept under anesthesia without any ischemia-reperfusion period. In both groups, the left common carotid artery was explored through an anterior midline neck incision and clamped for 30 minutes.  Then the clamp was removed and reperfusion was obtained. After the surgical procedure, the experimental animals were taken to their cages and awakened. After 24 hours, the rats were neurologically examined and evaluated according to the Bederson scale. The rats were then sacrificed and decapitated and brain sections were prepared for histologic examination and TTC staining. Blood samples were collected at four different times and the blood neurofilament heavy chain (NFHC) measurements were performed. Results: In the neurological evaluation according to Bederson's classification, none of the animals in the RIPC group showed grade 2 or higher neuro-deficits, while grade 2 neuro-deficits were observed in 2 rats in the sham group, but the difference was not statistically significant. No macroscopic ischemic area was observed in brain sections stained with Triphenyl Tetrazolium Chloride (TTC) in both groups.  In the histological examination and semiquantitative analysis performed after cresyl violet staining, there was no significant difference between the groups for the cortex cells, but for the hippocampal dentate gyrus and CA3 regions, which are more sensitive to ischemia, neuronal damage in the RIPC group was found to be statistically significantly lower. When blood NFHC levels and the change over time were analyzed, no significant difference was found between the two groups. Conclusion:  The neuroprotective effect of RIPC was demonstrated by histologic evaluation, especially in the hippocampal regions that are more sensitive to ischemia, but there was no difference found between the groups in other parameters. This may be explained by the fact that carotid artery disease cannot be completely simulated due to the nature of experimental studies and that young and healthy experimental animals without atherosclerosis were used. Based on the results of our study, it can be said that RIPC may have a neuroprotective effect in carotid surgery. Further experimental and clinical studies will provide more definite conclusions about the level and mechanism of protection.