Enteral glutamin ve arjinin desteğinin sıçanlarda lipopolisakkarit ile oluşturulan sepsise etkisi
The effects of enteral supplementation of glutamine and arginine in lipopolysaccharide (LPS) induced sepsis
Yazar: BİNNUR OKAN BAKIR
Danışman: DOÇ. DR. MENDANE SAKA
Başkent Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Beslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics
Dizin: Arjinin = Arginine ; Endotoksinler = Endotoxins ; Glutamin = Glutamine ; Lipopolisakkaritler = Lipopolysaccharides ; Sepsis = Sepsis ; Sıçanlar = Rats ; İmmünohistokimya = Immunohistochemistry

Özet:
Sepsis, kritik hastalarda en yaygın ölüm sebebidir. Mekanizmaları kesin olarak bilinmemekle beraber, sepsise bağlı çoklu organ yetmezliği sendromunun mitokondriyal disfonksiyona neden olabileceği düşünülmektedir. Spesifik besin öğelerinin klinik ve laboratuar çalışmalarında immunolojik ve enflamatuvar cevabı düzenleyebildikleri gösterilmiştir. Glutamin ve arjinin amino asitlerinin, büyüme, doku onarımı, hücre yenilenmesi ve kollajen sentezinde önemli rolleri vardır. Sepsiste kaslardaki glutamin depoları hızlıca tükenmektedir ve belirgin glutamin eksikliğinin yoğun bakım hastalarında morbiditeyi arttırdığı bilinmektedir. Arjinin de anabolik hormon salınımında, immun fonksiyonun desteklenmesinde, amonyak detoksifikasyonunda ve yara iyileşmesinde rolü olan bir amino asittir. Ancak hafif sepsiste hastaların arjinin desteğinden fayda gördükleri, ileri sepsis vakalarında ise mortalitenin arttığı vurgulanmaktadır. Kritik hastalarda immunomodülatör besin öğesi içeren diyetlerin kullanımının, mortaliteyi etkilemediği sonucu ile beraber, genel kritik hasta popülasyonunda sepsis insidansını  azalttığı gibi farklı sonuçlar bulunmaktadır. Bu çalışmada glutamin, arjinin ve glutamin ile arjinin kombinasyonu ile yapılan enteral desteğin lipopolisakkarit (LPS) ile oluşturulan sepsise etkilerini saptamak amaçlanmıştır. Çalışmada 28 adet, ortalama ağırlıkları 300,2 g olan Sprague Dawley soyu erkek sıçan kullanılmıştır. Sıçanlar rastgele Glutamin, Arjinin, Glutamin+Arjinin ve Kontrol olmak üzere 4 gruba ayrılmıştır. Glutamin grubuna 500 mg/kg/gün glutamin, Arjinin grubuna 500 mg/kg/gün arjinin, Glutamin + Arjinin grubuna 250 mg/kg/gün glutamin ve 250 mg/kg/gün arjinin toz formları sulandırılarak elde edilen süspansiyon orogastrik yoldan verilmiştir. 10 ardışık gün boyunca beslenen sıçanlara 10. gün sonunda 3 mg/kg dozunda LPS, interperitoneal yolla verilmiş, 24 saat sonrasında sakrifikasyon gerçekleştirilmiştir. Dekapitasyon sırasında sıçanların kanları alınmış, karaciğerleri çıkartılmıştır. CRP, IL-1β , IL-6, TNF-α, AST ve ALT düzeyleri ölçülmüş ve karaciğerleri histopatolojik olarak incelenmiştir. CRP düzeyleri, örneklerin tümünde negatif, IL-1β  düzeyleri ise tüm örneklerde ölçülen yoğunluktaki en yüksek değer olarak saptandığından karşılaştırma yapılamamıştır. AST, ALT, IL-6 düzeyleri gruplar arası istatistiksel olarak anlamlı bulunmazken, TNF-α düzeylerinde, Glutamin + Arjinin grubunda Kontrol grubuna göre anlamlı düşüklük saptanmıştır. Karaciğerin histopatolojik incelenmesi sonucu gözlenen apse odakları, hepatosit hasarı, kupffer hücre proliferasyonu ve portal enflamasyon varlığı ve şiddeti gruplar arasında karşılaştırılmış, tüm parametrelerin Kontrol grubunda diğer gruplara göre anlamlı derecede daha şiddetli olduğu saptanmıştır. Sonuçta arjinin ve glutamin amino asitlerinin hem tek başlarına hem de birlikte kullanımının, karaciğer hasarı ve enflamasyondan koruyucu etkileri olduğuna karar verilmiştir.

Abstract:
Sepsis is the leading cause for death in critically ill patients. While the exact mechanisms are not clear, it is thought that multiple organ dysfunction syndrome induced by sepsis might cause mitochondrial dysfunction. It has been shown that spesific nutrients might help regulating immunological and inflammatory responses. Glutamine and arginine amino acids have both important roles in growth, tissue repair, cell renewal and collagen synthesis. Glutamin is immediately depleted from muscles in sepsis and significant glutamine deficiency is related with increased morbidity in intensive care units. Arginine has roles in anabolic hormone release, immune functions, ammonia detoxification and wound healing. Patients with mild sepsis might benefit from arginine supplementation while it increases mortality in severe sepsis. There are different results of studies with immunmodulatory nutrients in critically ill patients such, they have no effect on mortality or decrease sepsis incidance. The aim of this study is to evaluate the effects of enteral supplementation of glutamine, arginine and glutamine and arginine combination in lipopolysaccharide (LPS) induced sepsis. Twenty eight male Sprague Dawley rats (average weight of 300,2 g) were randomly divided into four groups: Glutamine, Arginine, Glutamine + Arginine and Control. Glutamine group received 500 mg/kg/day glutamine, Arginine group recieved 500 mg/kg/day arginine, Glutamine + Arginine group received 250 mg/kg/day glutamine and 250 mg/kg/day arginine containing suspension by orogastric way. Rats were fed for 10 days and at 10. day, 3 mg/kg LPS was implemented. 24 hours later, all of the rats were sacrified. Blood samples were collected during decapitation and livers were removed. CRP, IL-1β, IL-6, TNF-α, AST and ALT levels were studied, livers were examined histopathologically. CRP and IL-1β  levels were not able to be compared while CRP values were negative in all samples and IL-β levels were at maximum levels that could be examined at those concentrations. There were no significant difference between AST, ALT and IL-6 levels between groups. TNF-α levels were significantly lower in Glutamine + Arginine group in comparison with Control group. Liver histopathology analysis showed that apsis, hepatocyte damage, kupffer cell proliferation and portal inflammation were  more frequent and severe in Control group than all Glutamine, Arginine and Glutamine + Arginine groups. These results revealed that enteral supply of glutamine, arginine and combination of glutamine and arginine has positive effects on liver damage and inflammation.