Aktif Protein C ve COX enzimlerinin septik sıçan kortikal böbrek perfüzyonu ve glukoz taşıyıcıları üzerine etkileri
Effects of Active Protein C and COX Enzymes on Renal Cortical Perfusion and Glucose Transporters in Septic Rat
Yazar: BÜLENT ERGİN
Danışman: PROF. DR. CİHAN DEMİRCİ TANSEL
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Zooloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Fizyoloji = Physiology

Özet:
Sepsis, Gram (-) veya (+) bakterilerin salgıladıkları endotoksinler veya ekzotoksinlertarafından başlatılan, monosit, makrofaj, endotel hücreleri ve nötrofillerin aşırı uyarılmasıyla birlikte, bu hücreler tarafından salgılanan inflamatuvar maddelerce oluşturulan doku hasarı ve çoklu organ hasarını kapsayan, sistemik inflamatuvar cevap olarak tanımlanmaktadır. Siklooksijenaz (COX)?lar, prostaglandin (PG) biyosentezinde hız sınırlayıcı enzimlerdir. Prostaglandinler birçok hücresel ve fizyolojik olaya aracılık eden otokrin ve parakrin hormonların farklı bir grubudur. COX; COX-1, COX-2 ve COX-3 olarak bilinen üç izoform halinde bulunur. COX-2 inflamasyon öncüsü olup, farklı hücre tiplerindeki mitojenler, tümör destekleyicileri, sitokinler ve büyüme faktörleri tarafından uyarılabilen, transkripsiyonel ve posttranslasyonel düzeylerde kontrol edilen bir enzimdir.Protein C, vitamin K bağımlı kan koagülasyon proteinleri ailesinin bir üyesidir.Trombin/Trombomodulin kompleksi tarafından aktif formu olan aktif protein C (APC)?ye dönüştürülür. APC?nin antikoagülan, koagülasyon faktörleri Va ve VIIIa?nın inaktivasyonu, trombin oluşumunun inhibisyonu gibi birçok etkileri vardır vegünümüzde, septik şok ve şiddetli sepsis tedavisinde kullanılmaktadır.Bu çalışma, aktif protein C ve siklooksijenaz enzimleri inhibitörü indometazin? in septik sıçan kardiyak fonksiyonları ile böbrek kortikal kan akımı ve böbrek proksimal tübül glikoz taşıyıcısı SGLT-2? nin gen anlatımı üzerine etkilerini değerlendirmek üzere yapılmıştır.Çalışmada 3 aylık 48 adet erkek Sprague Dawley (250-300 g) sıçan kullanıldı. Hayvanlar, her biri 6 bireyden oluşan, 4?ü kontrol ve 4?ü septik olmak üzere toplam 8 gruba ayrıldı. Anestezi altında, sepsis oluşumu için 10 mg/kg Escherichia coli lipopolisakkariti (LPS), %1 dimetilsülfoksit (DMSO), özgül olmayan siklooksijenaz (COX) inhibitörü indometazin (5 mg/kg, iv) ve 1.5 saat boyunca 15 ml/kg Ringer laktat solüsyonu içerisinde çözünmüş olarak aktif protein C (33 µg/kg, iv) ile bunların kombinasyonları intravenöz (iv) olarak uygulandı. Kontrol grubuna sadece 0,5 ml % 0.9 fizyolojik tuzlu su (FTS) içerisinde %1 DMSO verilirken, diğer gruba 0,5 ml FTS ile %1 DMSO?da çözülen indometazin 15 dakika içerisinde infüzyon pompası aracılığı ileverildi. Deney süresince hayvanların renal kan akımı, arteriyal kan basıncı ve kalp vurumları kaydedildi. Deney sonunda doku örneklerinden immünohistokimyasal olarak karaciğer yağ asidi bağlayıcı protein (L-FABP), interlökin-6 (IL-6), uyarılabilir nitrik xioksit sentaz (iNOS) ve miyeloperoksidaz (MPO) immünreaktiviteleri, biyokimyasal olarak ise doku homojenatlarında TNF-?, COX ve nitrit/nitrat dağılımları ELISA yöntemiyle ölçüldü.Çalışmada, gerek APC ve İndometazin?in gerekse bunların kombinasyonlarının uygulanmasının, ortalama arteriyal basınç (OAB) (p<0.01), sistolik basınç (p<0.05), diyastolik basınç (p<0.001) ve böbrek kortikal kan akımının (p<0.05) LPS ile düşen değerlerini anlamlı derecede düzelttiği tespit edilmiştir. LPS grubuna göre, immünohistokimyasal olarak böbrek IL-6, iNOS, L-FABP ve MPO reaktivitesinin APC, indometazin ve bunların kombinasyonu ile düşürüldüğü, artan SGLT-2 gen anlatımının ise normal değerlere indirildiği belirlenmiştir.Sonuç olarak bu çalışma ile APC ve indometazin?in ayrı ayrı ve birlikte uygulanmasının septik sıçan hemodinamik değerlerini ve böbrek kan akımını düzeltebildiği, inflamasyon öncüsü sitokinlerin artan seviyelerini ve bunların yol açtığı böbrek hasarını düşürdüğü gösterilmiştir. Son olarak bu maddelerin bozulan glikoz metabolizmasını ve özellikle SGLT-2 anlatımını düzenlediği belirlenmiştir

Abstract:
Sepsis is defined as a systemic inflammatory response triggered by endotoxins or exotoxins, which are secreted by Gram (-) or (+) bacteria, including tissue damage and multiple organ injury which are resulted from inflammatory substances released from monocytes, macrophages, endothelial cells and neutrophils upon their activation.Cyclooxygenases (COX?s) are rate limiting enzymes in the biosynthesis of prostaglandins (PG?s). Prostaglandins are a different group of autocrine and paracrine hormones mediating a variety of cellular and physiological events. Three isoforms of COX known as COX-1, COX-2 and COX-3 are present. COX-2 is proinflammatory, and an enzyme which is induced by mitogens, tumor promoters, cytokines and growth factors, and is controlled at transcriptional and posttranslational levels.Protein C is a member of family of the Vitamin K-dependent blood coagulation proteinsfamily. It is converted to activated protein C (APC), its activated form, by thrombin/thrombomodulin complex. APC has many effects such as anticoagulant effect, inactivation of coagulation factors Va and VIIIa, and inhibition of thrombin production, and is used for the treatment of septic shock and severe sepsis in our day.This study was carried out to assess effects of indomethacin, an inhibitor of activated protein C and cyclooxygenases, on cardiac functions and renal cortical blood flow, and gene expression of glucose transporter SGLT-2 in renal proximal tubules.In the study, three-months old 48 male Sprague Dawley (weighing 250-300 g) rats were used. Animals were divided into 8 groups, each including 6 individuals, as 4 control and 4 septic groups. 10 mg/kg Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) to develop sepsis, 1% dimethyl sulfoxide (DMSO), nonspecific cyclooxygenase inhibitor indomethacin (5 mg/kg) and activated protein C (33 µg/kg) dissolved in 15 ml/kg of lactated Ringer's solution for one and a half hours, and combination of these were administered intravenously (iv) under anesthesia. Control group was administered only 1% DMSO in 0,5 ml % 0.9 physiological saline solution (PSS), while 0,5 ml PSS and indomethacin dissolved in 1% DMSO were given to other group via infusion pump within 15 minutes. Renal blood flow, arterial blood pressure and heart rate of the animals were recorded during the experiments. At the end of the experiments, immunoreactivity for liver-type fatty acid-binding protein (L-FABP), interleukin-6 (IL-6), inducible nitric oxide synthase (iNOS) and myeloperoxidase (MPO) was immunohistochemically measured in tissue samples, while distributions of TNF-?, COX and nitrite/nitrate in tissue homogenates were biochemically determined through ELISA.Administration of both APC and indomethacin and their combination appears to have recovered values of mean arterial pressure (p<0.01), systolic pressure (p<0.05), diastolic pressure (p<0.001) and renal cortical blood flow (p<0.05) significantly, which were decreased by LPS, in this study. When compared to LPS group, renal APC application xiiilowers the reactivity of IL-6, iNOS and L-FABP, whereas indomethacin decreases IL-6 and MPO reactivities immunohistochemically; however, elevated expression of SGLT-2 gene is lowered to normal levels.As a result, this study showed that application of APC and indomethacin, solely or in combination, can recover hemodynamic values and renal blood flow, and decreases levels of proinflammatory cytokines which are high, and the resulting renal damage in septic rats. Additionally, it was determined that these substances are able to regulate impaired glucose metabolism and especially SGLT-2 expression.