Deneysel serebral iskemi-reperfüzyon modelinde mannitol ve conivaptan tedavisinin beyin ödemi ve nöroinflamasyon üzerindeki etkilerinin karşılaştırılması
A comparison of the effects of treatment with mannitol and conivaptan on brain edema and neuroinflammation in an experimental cerebral ischemia-reperfusion model
Yazar: BETÜL CAN
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM ÖZKAN ALATAŞ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Beyin iskemisi = Brain ischemia ; Diüretikler = Diuretics ; Mannitol = Mannitol ; Nörojenik inflamasyon = Neurogenic inflammation ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Ödem = Edema ; İnme = Stroke ; İskemi = Ischemia

Özet:
Amaç ve Kapsam: Serebral kan akışının kritik eşik değerin altına düşmesi ile ortaya çıkan beyin iskemisi sırasında ve reperfüzyon sürecinde meydana gelen hücresel ve metabolik değişiklikler, beyinde geri döndürülemeyen fonksiyon bozukluklarına neden olmaktadır. Bu süreç, Kan Beyin Bariyeri yıkımı ve artan beyin ödemi ile daha da komplike hale gelmektedir. Buna eşlik eden Antidiüretik hormon salgılanmasındaki artış, beyin hasarını ve ödemini şiddetlendirmektedir. Bu nedenle, beyin ödemi inme hastalarında en yıkıcı komplikasyonlardan biridir. Beyin su içeriği yüzdesindeki küçük azalmalar dahi prognoza olumlu yönde etki gösterebilir. Bu bakımdan, özellikle akut evrede, ödemi kontrol altına alabilmek, beyin dokusunun ileri düzey hasarlardan korunmasında ve iyi klinik sonlanım bakımından büyük bir önem taşımaktadır. Bu çalışmada, beyin ödemi oluşumu için uygun bir serebral iskemi-reperfüzyon modeli oluşturularak; diüretik bir ajan olan Mannitol'ün ve akuaretik bir ADH reseptör antagonisti olan Conivaptan'ın, post-iskemik beyin hasarı, nöroinflamasyon ve beyin ödemi oluşumu üzerine akut dönemdeki etkileri arasındaki farklılığın araştırılması amaçlandı.
Gereç ve Yöntem: Çalışmada 58 adet Sprague Dawley sıçan kullanıldı. Kontrol (n=10), İskemi/Reperfüzyon (n=12), Mannitol Tedavi (n=12), Conivaptan Tedavi-1 (n=12) ve Conivaptan Tedavi-2 (n=12) olmak üzere beş grup oluşturuldu. Kontrol haricindeki tüm gruplarda, bilateral a.carotis communis 30 dakika süreyle klemplendi. Reperfüzyon ile birlikte, juguler venden ilgili gruplara 30 dakika süreyle Serum fizyolojik, Conivaptan ve Mannitol tedavisi uygulandı. Tedavi etkisi, reperfüzyondan 6 saat sonra alınan kan ve beyin dokusu örneklerinde biyokimyasal ve histolojik analizler yardımıyla değerlendirildi. Serum örneklerinde Na+, K+, Cl-, antidiüretik hormon, progranulin, Tümör nekroz faktör alfa, İnterlökin-15, İnterlökin-35, Nöron spesifik enolaz, Miyeloperoksidaz aktivitesi, Albumin ve Ozmolalite ölçüldü. Doku örneklerinde beyin su içeriği hesaplandı; Frontal korteks ve hipokampüs kesitlerinde histolojik incelemeler için Hematoksilen-Eosin ve TUNEL boyama işlemleri uygulandı. Veri analizleri, SPSS 21.0 paket programı ile yapıldı. 
Bulgular: Biyokimyasal ve histolojik bulgular doğrultusunda, iskemi/reperfüzyon grubunda post-iskemik serebral hasar ve ödem meydana geldiği tespit edildi. Doza bağlı olarak Conivaptan'ın doku hasarının önlenmesi, inflamasyonun kontrollü sürdürülebilmesi ve beyin hidromineral dengesinin sağlanabilmesinde Mannitol'e göre daha etkili olabileceği görüldü.
Sonuç: Serebral iskemi-reperfüzyon hasarına ve ödeme karşı, Conivaptan tedavisinin, klinikte kabul gören ancak ciddi yan etkileri olabilen Mannitol'e göre, akut dönemde doza bağlı olarak daha etkili olduğu sonucuna ulaşıldı.

Abstract:
Objectives and Purpose: The damage process occuring by below the critical threshold value of cerebral blood flow during the brain ischemia and reperfusion, the cellular and metabolic changes lead to disorders of functions which can not be recovered in the brain tissue. This process which continued with destruction of the blood brain barrier and with cerebral edema, is becoming even more complicated. It is often accompanied by the increase in the release of antidiuretic hormone. Increased levels of antidiuretic hormone can aggravate of the brain edema and injury even more. For this reason, cerebral edema is the most devastating complication in patients with stroke. The very little reductions of the percentage of the brain water content can affect to the prognosis positively. Therefore, the edema to get under control, especially in the acute stage, has a life-saving importance, to maintain the brain tissue from further damage, in point of view the good clinical outcome. In this study, it is aimed to the investigation of the possible difference between the effects of a diuretic Mannitol and an aquaretic Conivaptan, in the acute phase, on the post-ischaemic brain damage, neuroinflammation and acute edema formation, in a rat cerebral ischemia-reperfusion model for brain edema.
Materials and Methods: In the study, 58 Sprague Dawley rats were used. Five groups were formed: Control (n=10), Ischemia/Reperfusion (n=12), Mannitol Therapy (n=12), Conivaptan Therapy-1 (n=12) and Conivaptan Therapy-2 (n=12). In all groups except control, bilateral a.carotis communis was clamped for 30 minutes. Saline, Conivaptan and Mannitol treatment were applied to the relevant groups of jugular vein with reperfusion for 30 minutes. The effect of treatment was assessed by biochemical and histological analyzes in blood and brain tissue samples taken 6 hours after reperfusion. In serum samples from rats were measured Na+, K+, Cl-, antidiuretic hormone, progranulin, tumor necrosis factor alpha, interleukin-15 and interleukin-35 levels, neuron-specific enolase, myeloperoxidase activity, albumin and osmolality. In brain tissue samples was calculated the brain water content, beside hematoxyline-eosin staining and TUNEL methods by histopathological examination. Data analyse was done with the SPSS 21.0 package program.
Results: The biochemical and histological findings showed that post-ischemic cerebral damage and edema occurred in the ischemia/reperfusion group. Depending on the dose, Conivaptan was found to be more effective than Mannitol in preventing tissue damage, getting inflammation under control and providing brain hydromineral balance.
Conclusions: Against cerebral ischemia-reperfusion injury and edema, it was concluded that Conivaptan treatment was more effective than Mannitol, which is accepted clinically but has serious side effects, depending on dose in acute phase.