Tavşanlarda oluşturulan künt kafa travması modelinde serum, BOS ve beyin dokusunda SC5B-9 düzeyinin ve apoptozisin araştırılması
Investigation of apoptosis and SC5B-9 levels in serum, CSF and brain tissue in a blunt head trauma model in rabbits
Yazar: ÖMER FARUK ÇELEBİ
Danışman: PROF. DR. AHMET AK
Selçuk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Acil Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Acil Tıp = Emergency Medicine
Dizin: Kafa yaralanmaları = Head injuries

Özet:
Amaç: Deneysel olarak tavşanlarda oluşturulan hafif, orta ve ağır şiddette künt kafa travması modelinde serum, beyin omurilik sıvısı ve beyin dokusunda sC5b‑9 düzeylerinin beyin hasarı ile ilişkisinin ve tanısal değerinin literatür eşliğinde araştırılmasıdır.  
Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda toplam 27 adet Yeni Zelanda tipi 1-2 yaş aralığındaki tavşanlar kullanıldı. Tavşanlarda farklı düzeylerde kafa travması meydana getirmek için Marmarou'nun modifiye impakt akselerasyon modeli kullanıldı. Denek tavşanlar kontrol grubu (n=6), düşük enerjili travma grubu (n=7), orta enerjili travma grubu (n=7), yüksek enerjili travma grubu (n=7) olarak 4 gruba ayrıldı. Bütün deneklere 40 mg/kg Ketamin HCl (Ketalar) ve 10 mg/kg Xylasin HCl (Rompun) arka bacaktan intramüsküler olarak yapıldı ve anestezi sağlandı. Bir metre boyundaki boru sisteminden düşük, orta ve yüksek enerjili travma grubuna sırasıyla 200 gr., 350 gr. ve 500 gr. ağırlığındaki metalin yer çekiminin etkisi ile boru içerisinden tavşanların kafatası üzerine yerleştirilmiş metal diske düşürülmesiyle travma gerçekleştirildi. Kontrol grubunda 4. saatte, travma gruplarından travma sonrası 4. saat ve 12. saatlerde sC5b-9 düzeylerini değerlendirmek için kan örnekleri alındı. Kontrol grubunda 12. saatte ve travma gruplarında travma sonrası 12. saatte sC5b-9 düzeylerini değerlendirmek üzere BOS örnekleri alındı. 12 saat sonunda yaşayan denekler yüksek doz anestezi ile sakrifiye edildi. Sakrifiye edilen deneklere kranitomi yapılarak beyin dokuları doku sC5b-9 düzeylerini değerlendirmek ve histopatolojik inceleme yapmak için alındı. İstatistiksel metot olarak non-parametrik testlerden çift yönlü Spearman's korelasyon analizi, Friedman testi, Kruskal Wallis-H testi, Mann Whitney-U testi kullanıldı.
Bulgular: Serum (4. ve 12. saatler), BOS 12. saat ve Beyin dokusu 12. saat sC5b-9 ölçüm değerleri travma (n=21) ve kontrol (n=6) grupları arasında kıyaslandı ve yapılan analizde sC5b-9 düzeylerinin travma ve kontrol grupları arasındaki karşılaştırmalarında anlamlı bir farklılık saptanmadı (tümünde p>0,05). Apoptozis indeksi incelendiğinde travma grubunda belirgin olarak daha yüksek olduğu görüldü. (2,302 [1,616 – 2,946]'a karşın 5,567 [1,875 – 25,870]; p=0,001) Serum (4. ve 12. saatler), BOS 12. saat ve beyin 12. saat sC5b-9 düzey ölçümleri travma (hafif, orta ve ağır) ve kontrol grupları olmak üzere 4 grup arasında kıyaslandı ve yapılan incelemede sC5b-9 ölçümlerinde, dört grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık görülmedi (tümünde p>0,05). Tüm örneklem grubunda (n=27) farklı zamanlarda ve dokularda sC5b-9 ölçümlerinin birbirleriyle olan korelasyon ilişkilerine yönelik inceleme yapıldı ve ölçümler arasında herhangi bir anlamlı korelasyon ilişkisi tespit edilmedi (p>0,05). Travma grubunda (n=21) farklı zamanlarda ve dokularda sC5b-9 ölçümlerinin birbirleriyle olan korelasyon ilişkilerine yönelik inceleme yapıldığında da ölçümler arasında herhangi bir anlamlı korelasyon ilişkisi tespit edilmedi (p>0,05). Serum 4. saat, BOS 12. saat ve beyin dokusu 12. saat sC5b-9 düzeylerinin travma prediksiyonu açısından anlamlı bir marker özelliğinin olup olmadığını ve prediktif özelliklerini araştırmak amacıyla ROC analizi yapıldı. Yapılan değerlendirmede, sC5b-9'un herhangi bir marker ve travma prediksiyonu açısından yeterli prediktif özelliğe sahip olmadığı tespit edildi (p>0,05).
Sonuç: Çalışmamızda hafif, orta ve ağır şiddette künt kafa travması sonrasında gelişen beyin hasarı derecesi ile sC5b-9 düzeyleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki görülmemiştir. Genel olarak literatür verileri incelendiğinde kafa travmasının daha ileri evrelerinde (günlük, haftalık ve aylık bazda) sC5b-9 düzeylerinin kontrol gruplarına göre daha yüksek seyredebileceği saptanmıştır ve bizim çalışmamız da bu bilgiyi destekler niteliktedir. Bu veriler ışığında acil serviste, kafa travmalı hastalarda sC5b-9 biyobelirtecinin kullanılmasının kısıtlı olduğu öngörülmüştür. Ancak küçük bir denek grubu ile gerçekleştirilen bu çalışmaya göre kesin bir sonuç vermek zordur. Bu konu ile ilgili daha kapsamlı ve geniş zamanlı deneysel ve klinik çalışmalara ihtiyaç vardır.
Anahtar Kelimeler: Kafa Travması; Deneysel Çalışma; sC5b-9

Abstract:
Object: The aim of this study was to investigate the relationship of sC5b-9 levels in serum, cerebrospinal fluid and brain tissue with brain injury and its diagnostic value in an experimental model of mild, moderate and severe blunt head trauma in rabbits.
Materials and Methods: A total of 27 New Zealand type rabbits aged 1-2 years were used in our study. Marmarou's modified impulse acceleration model was used to produce different levels of head trauma in rabbits. The rabbits were divided into 4 groups as control group (n=6), low energy trauma group (n=7), medium energy trauma group (n=7) and high energy trauma group (n=7). All subjects received 40 mg/kg Ketamine HCl (Ketalar) and 10 mg/kg Xylasin HCl (Rompun) intramuscularly in the hind leg and anesthesia was achieved. Low, medium and high energy trauma groups were traumatized by dropping 200 gr., 350 gr. and 500 gr. of metal, respectively, from a one meter long pipe system to the metal disc placed on the skull of the rabbits through the pipe with the effect of gravity. Blood samples were taken to evaluate sC5b-9 levels at 4 hours in the control group and at 4 hours and 12 hours after trauma in the trauma groups. CSF samples were taken to evaluate sC5b-9 levels at 12 hours in the control group and at 12 hours after trauma in the trauma groups. At the end of 12 hours, the living subjects were sacrificed under high dose anesthesia. Craniotomy was performed on the sacrificed subjects and brain tissues were removed for histopathologic examination and evaluation of sC5b-9 levels. Non-parametric two-way Spearman's correlation analysis, Friedman test, Kruskal Wallis-H test, Mann Whitney-U test were used as statistical methods.
Results: Serum (4th and 12th hours), CSF 12th hour and Brain tissue 12th hour sC5b-9 measurement values were compared between trauma (n=21) and control (n=6) groups and in the analysis, no significant difference was found in the comparison of sC5b-9 levels between trauma and control groups (p>0.05 for all). The apoptosis index was found to be significantly higher in the trauma group (2.302 [1.616 – 2.946] vs. 5.567 [1.875 – 25.870]; p=0.001). Serum (4th and 12th hours), CSF 12th hour and brain 12th hour sC5b-9 level measurements were compared between 4 groups including trauma (mild, moderate and severe) and control groups and no statistically significant difference was observed in sC5b-9 measurements between the four groups (p>0.05 in all). In the whole sample group (n=27), the correlation of sC5b-9 measurements at different times and tissues was analyzed and no significant correlation was found between the measurements (p>0.05). In the trauma group (n=21), no significant correlation was detected between sC5b-9 measurements at different times and in different tissues (p>0.05). ROC analysis was performed to investigate whether serum 4th hour, CSF 12th hour and brain tissue 12th hour sC5b-9 levels have a significant marker feature in terms of trauma prediction and their predictive properties. In the evaluation, it was determined that sC5b-9 did not have sufficient predictive properties in terms of any marker and trauma prediction (p>0.05).
Conclusion: In our study, there was no statistically significant correlation between sC5b-9 levels and the degree of brain injury after mild, moderate and severe blunt head trauma. In general, the literature suggests that sC5b-9 levels may be higher in more advanced stages of head trauma (daily, weekly and monthly) compared to control groups and our study supports this finding. In the light of these data, it was predicted that the use of sC5b-9 biomarker in patients with head trauma in the emergency department is limited. However, it is difficult to give a definite conclusion according to this study conducted with a small group of subjects. More comprehensive and large-scale experimental and clinical studies are needed.
Keywords: Head Trauma; Experimental Study; sC5b-9