Ratlarda oluşturulan iskemi reperfüzyon modellerinde astaksantinin etkisinin biyokimyasal ve histopatolojik bulgular ile değerlendirilmesi
Evaluation of astaxanthin effect with biochemical and histopathological findings in ischemia / reperfusion models created in the rats
Yazar: YASİN DURUKAN
Danışman: DOÇ. DR. KUTAY ENGİN ÖZTURAN
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2017
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Astaksantin = Astaxanthin ; Biyokimyasal analiz = Biochemical analysis ; Ekstremiteler = Extremities ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Histopatoloji = Histopathology ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Sıçanlar = Rats ; Turnikeler = Tourniquets ; İskemi = Ischemia

Özet:
Turnike ekstremite cerrahisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Turnikenin avantajları, kansız bir ortam sağlaması nedeniyle cerrahiyi kolaylaştırması, kan kaybını azaltması ve ameliyat süresini kısaltmasıdır. Turnike, distalinde kalan dokuların kan akışını engellemesi ve altındaki nöromusküler yapılara olan mekanik etkisi nedeniyle fizyolojik olmayan bir uygulamadır. Yararlı etkilerinin yanında, turnike ilişkili sinir paralizileri, vasküler yaralanmalar, tromboemboli, kompartman sendromu ve ekstremite iskemi/reperfüzyon hasarı iyi tanımlanmış ve ortopedik cerrahide halen ciddi morbidite ve mortalite nedeni olarak devam etmektedir. Şimdiye kadar kas dokusunda turnikeye bağlı iskemi/reperfüzyon (İ/R) hasarını azaltmak için bir takım kimyasallar, ilaçlar ve fiziksel yöntemler denenmiştir.
Antioksidan bir madde olan astaksantinin oksidatif strese karşı etkisinin birçok çalışmada araştırılmasına karşın turnike kullanımının neden olduğu oksidatif strese karşı astaksantin kullanımı ile ilgili literatürde yapılmış bir çalışmaya rastlanmamıştır. Yaptığımız bu çalışmada ratlarda turnike etkisi oluşturmak için iskemi/reperfüzyon modeli oluşturuldu. Oluşan oksidatif strese karşı astaksantinin koruyucu etkisini incelemeyi amaçladık.
Çalışmamız A,B,C ve D grubu olmak üzere 4 gruptan oluştu. Her grupta 8 adet olmak üzere toplam 32 adet rat kullanıldı. A grubu kontrol grubu, B grubu
iii
iskemi/reperfüzyon grubu, C grubu iskemi/reperfüzyon + tedavi grubu ve D grubu ilaç grubu olarak belirlendi.
Serum ve doku örnekleri, biyokimya labaratuarında malondialdehit (MDA), superoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GSH-Px), total antioksidan kapasite (TAK) ve total oksidatif seviye (TOS) ölçümü yapılarak değerlendirildi. Histopatolojik çalışma için alınan kas dokusu, nekroz ve inflamasyon açısından değerlendirildi. Apoptozis açısından caspase-3 ile immunohistokimyasal değerlendirmesi yapıldı.
Serum SOD değerleri için gruplar arası yapılan değerlendirmede İ/R grubu ve İ/R + tedavi grubu arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur (p=0,028). Nekroz skoru açısından değerlendirildiğinde İ/R grubu İ/R + tedavi grubu arasında anlamlı fark bulunmuştur (p=0,005). İnflamasyon bulguları değerlendirildiğinde İ/R grubu ile İ/R + tedavi grubu arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur (p=0,001). Apoptozis açısından caspase-3 ile değerlendirildiğinde İ/R grubu ve İ/R + tedavi grubu arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur (p=0,000).
İskemi/reperfüzyon hasarını önlemek için kullanılan astaksantinin iyileştirici etkisi histopatolojik olarak bütün verilerde gösterilmiştir. Astaksantinin iyileştirici etkisi biyokimyasal verilerin bazılarında gösterilmiştir. Astaksantinin turnikeye bağlı oluşabilecek komplikasyonları önlemek için kullanılabileceğini düşünmekteyiz.

Abstract:
Tourniquet is frequently used in extremity surgeons. The advantages of tourniquet are to facilitate an attempt by providing a bloodless environment, to reduce blood loss and shorten the duration of the operation. A tourniquet is a non-physiological application due to the obstruction of the blood flow by the distal tissues and the mechanical effect of the underlying neuromuscular structure. In addition to its beneficial effects, tourniquet-related nerve paralysis, vascular injuries, thromboemboli, compartment syndrome and extremity ischemia/reperfusion (I/R) injury remain well defined and still cause serious morbidity and mortality in orthopedic surgery. To date, a number of chemicals, drugs and physical methods have been investigated to protect muscle against ischemia/reperfusion (I/R) injury.
Although the effect of antioxidant astaxanthin against oxidative stress has been investigated in a number of studies, no literature on the use of astaxanthin against oxidative stress has been found. In this study we made an ischemia / reperfusion model to create a tourniquet effect in rats. We aimed to investigate the protective effect of astaxanthin against oxidative stress.
Our study consisted of 4 groups; A, B, C and D groups. A total of 32 rats, 8 in each group, were used. Group A was the control group, group B was the ischemia / reperfusion group, group C was the ischemia / reperfusion + treatment group and group D was the drug group.
v
Serum and tissue samples were evaluated in biochemistry laboratory by measuring malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), total antioxidant capacity (TAC) and total oxidative status (TOS). Muscle tissue taken for histopathological study, tissue was evaluated for necrosis and inflammation. Immunohistochemical evaluation with caspase-3 was performed for apoptosis.
There was a statistically significant difference between the I/R group and the I/R + treatment group for the serum SOD values between the groups (p = 0.028). When the necrosis score was evaluated, there was a significant difference between the I/R group and the I/R + treatment group (p = 0.005). There was a statistically significant difference between the I/R group and the I/R + treatment group when the inflammation findings were evaluated (p = 0.001). There was a statistically significant difference between the I/R group and the I/R + treatment group (p = 0,000) when evaluated with caspase-3 in terms of apoptosis.
The healing effect of astaxanthin, used to prevent ischemia / reperfusion injury, has been demonstrated histopathologically in all data. The healing effect of astaxanthin has been shown in some of the biochemical data. We speculate that astaxanthin can be used to prevent complications due to tourniquet.