Serebral iskemi reperfüzyon hasarı modelinde roküronyum, sugammadeks ve sevofluran anestezisinin oksidatif stres ve apopitoz üzerindeki etkisi
The effect of rocuronium, sugammadex and sevofluran anesthesia on oxidative stress and apopitosis in the serebral ischemia reperfusion damage model
Yazar: HAKAN ÇİFTCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZÜBEYİR CEBECİ
Ordu Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation
Dizin: Anestezi = Anesthesia ; Apoptozis = Apoptosis ; Beyin iskemisi = Brain ischemia ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Rokuronyum = Rocuronium ; Sevofluran = Sevoflurane ; Sugammadeks = Suggamadex ; İskemi = Ischemia

Özet:
Giriş: Sugammadeks nondepolarizan nöromüsküler blokörlerin (NMB) etkisini geri döndürmek amacıyla kullanılan yeni nesil bir gamma siklodekstrindir. Literatüre bakıldığında yapılan bazı çalışmalarda sugammadeksin nöronal koruyucu etkisi olduğu, bir kısmında ise nöronal apopitozise neden olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmaların çoğunluğunda sugammadeks tek başına kullanılmıştır. Bazı çalışmalarda ise ilacın etkisine normal sağlıklı beyin dokusunda bakılmıştır. Sugammadeksin büyük bir molekül olarak normalde kan beyin bariyerinden (KBB) geçişi zordur. İskemide ise KBB bozulur ve normalde geçişi mümkün olmayan moleküller beyin dokusuna geçebilir. Bu çalışmada iskemik hasar oluştuktan sonra sugammadeksin etkisini değerlendirmek asıl hedeftir. Deneysel çalışmamızda bir serebral iskemi ve reperfüzyon (I/R) hasarı ve genel anestezi modeli oluşturuldu. Böylelikle günlük anestezi pratiğimizde de bu modeldekine benzer iskemik beyin hasarı olasılığı olan durumlarda sugammadeks kullanımının hastalar açısından faydalı olup olmadığına dair bir kanaat oluşacaktır. Sevofluranın da KBB'yi bozma etkisi mevcut olup, birlikte verilen ilaçların beyine daha kısa sürede ve fazla miktarda geçişi mümkün olmaktadır. Roküronyumun ise tek başına beyine olumlu ya da olumsuz bir etkisinin bulunmadığı savunulmaktadır.
Materyal ve metot: Deneylerde ortalama ağırlıkları 200-250 gram olan, 35 adet Sprague-Dawley cinsi dişi ratlar kullanıldı. Ratlar rastgele ve eşit sayıda (n=5) 7 gruba ayrıldı. Birinci grup kontrol grubu (Grup 1),  ikinci grup sham grubu (Grup 2), üçüncü grup sevofluran grubu (Grup 3), dördüncü grup  sugammadeks grubu (Grup 4), beşinci grup sevofluran ve roküronyum grubu (Grup 5), altıncı grup sevofluran ve sugammadeks grubu (Grup 6), yedinci grup sevofluran, roküronyum ve sugammadeks grubu (Grup 7) olarak adlandırıldı. Hayvanlar Ketamin + Ksilazin ile anestetize edildikten sonra cerrahi olarak boyun diseksiyonu yapıldı ve bilateral karotis klempi konularak 10 dk iskemide bırakıldı ve ardından klempler açılarak 2 saat reperfüze edildiler. Reperfüzyon başlangıcında hayvanlara trakeostomi açıldı ve sevofluran, reperfüzyon süresince verildi. Roküronyum ve sugammadeks intraperitoneal olarak yine reperfüzyon başlangıcında verildi. Her grup 2 saatin sonunda dekapitasyon ile sakrifiye edildi ve çıkarılan beyinden kesitler alınarak histopatolojik olarak değerlendirildi. Yine alınan doku örneklerinden malondialdehit (MDA), süperoksit dismutaz (SOD) ve miyeloperoksidaz (MPO) çalışıldı.
Bulgular: Değerlendirme için hayvanlardan alınan kesitlerin dört farklı alanında yapılan sayımların ortalaması alındı ve böylelikle grupların Kaspaz-3 pozitif hücre sayımının ortalamaları bulundu. Buna göre yapılan sayımlarda Kaspaz-3 pozitif boyanmış apopitotik hücreler, Grup 2 ve diğer tüm gruplarda, Grup 1'e göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış gösterdi (p<0.05). Aynı şekilde Grup 2, 3, 5, 6 ve 7'de de Grup 1 ve Grup 4'e göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış tespit edildi (p<0,05). Kaspaz-3 pozitif hücrelerin sayısı diğer gruplara göre en fazla Grup 4'te azalma gösterdi (p<0.05). Grup 6 ve Grup 7 arasında ise istatistik verilere göre anlamlılık bulunmadı. Doku örneklerinden çalışılan MDA düzeyleri açısından; Grup 2, Grup 3, Grup 4, Grup 5, Grup 6 ve Grup 7'de Grup 1'e göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış olduğu görüldü (p <0,05). Grup 2, Grup 3 ve Grup 7 arasında ise istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadı. Grup 4'ün ortalama MDA düzeyi Grup 2'ye göre daha düşüktü ve aralarındaki fark istatistiksel olarak anlamlı idi (p <0,05). Grup 6'nın ortalama MDA düzeyi Grup 2'ye göre daha düşük olarak tespit edilmekle birlikte bu düşüklük istatistik olarak anlamlı değildi. Doku örneklerinden çalışılan MPO düzeyleri açısından; Grup 2, Grup 3, Grup 5, Grup 6 ve Grup 7'de Grup 1'e göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış olduğu görüldü (p<0,05). Grup 4'ün ise ortalama MPO düzeyleri Grup 2'ye göre daha düşük olarak tespit edildi ve aralarındaki fark istatistiksel olarak anlamlı idi. Yine Grup 5 ile Grup 2 arasında da MPO düzeyleri bakımından da istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunmaktaydı, Grup 5'in MPO düzeyleri yüksek olarak tespit edildi (p<0,05). Grup 3, Grup 6 ve Grup 7'ye ait ortalama MPO düzeyleri ile Grup 2 arasındaki farklılık istatistik olarak anlamlı değildi. Doku örneklerinden çalışılan SOD düzeyleri açısından; Grup 2, Grup 3, Grup 4, Grup 5, Grup 6 ve Grup 7'nin ortalama SOD değerleri Grup 1'e göre düşüktü ve Grup 1 ile aralarında istatistiksel olarak anlamlı farklılık olduğu tespit edildi (p <0,05). Grup 2 ile diğer gruplar arasında ise SOD düzeyleri açısından istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunmadı. 
Sonuç: Çalışmamızda ratların histopatolojik incelemesinde serebral I/R sonrası ayrı ayrı ve birlikte uygulanan sevofluran, roküronyum ve sugammadeksin apopitoz/nekrozu azalttığı, biyokimyasal belirteçler açısından incelendiğinde, sugammadeksin tek başına verildiğinde oksidatif hasarı azalttığı görüldü. Kullanılan ajanların antioksidan etkinliği görülmedi. Yapılan çalışmada serebral I/R hasarında uygulanan genel anestezik ajanların iskemik hasarı arttırmadığı hatta nöroprotektif olduğu görüldü.

Abstract:
Objective: Sugammadex is a new generation  gamma cyclodextrin used to reverse the effect of nondepolarizing neuromuscular blockers (NMB). In the literature, it has been shown in some studies that sugammadex has neuronal protective effect and in some it causes neuronal apoptosis. In the majority of these studies, sugammadex was used alone. In some studies, the effect of the drug was examined in normal healthy brain tissue. As a large molecule, sugammadex is normally difficult to pass through the blood brain barrier (BBB). In ischemia, the BBB breaks down and molecules that normally cannot pass can pass into the brain tissue. In this study, the main goal is to evaluate the effect of sugammadex after ischemic injury occurs. In our experimental study, a cerebral ischemia reperfusion (I/R) injury and general anesthesia model was created. Thus, in our daily anesthesia practice, an opinion will be formed as to whether the use of sugammadex is beneficial for patients in cases where there is a possibility of ischemic brain injury similar to this model. Sevoflurane also has the effect of disrupting the blood brain barrier, and it is possible for the medicines that are included to pass to the brain in a shorter time and in large quantities. It is argued that rocuronium does not have a positive or negative effect on the brain alone.
Material and methods: In the experiments, 35 female Sprague-Dawley rats weighing 200-250 grams were used. Rats were randomly divided into 7 groups of equal numbers (n = 5). First group is control group (Group 1), second group is sham group (Group 2), third group is sevoflurane group (Group 3), fourth group is sugammadex group (Group 4), fifth group is sevoflurane and rocuronium group (Group 5), sixth group is sevoflurane and sugammadex group (Group 6), the seventh group sevoflurane, rocuronium and sugammadex group (Group 7) was called. After the animals were anesthetized with Ketamine and Xylazine, neck dissection was performed surgically, and the bilateral carotid clamp was placed, left in ischemia for 10 minutes, and the clamps were opened and reperfused for 2 hours. At the onset of reperfusion, animals underwent tracheostomy and sevoflurane was given during reperfusion. Rocuronium and sugammadex were given intraperitoneally at the beginning of reperfusion. Each group was sacrificed by decapitation at the end of 2 hours and sections were taken from the brain removed and evaluated histopathologically. Malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD) and myeloperoxidase (MPO) were also studied from the tissue samples taken.
Findings: For evaluation, the averages of the counts performed in four different areas of the sections taken from the animals were obtained, thus averaging the Caspase-3 positive cell counts of the groups. Accordingly, in the counts performed, Apoptotic cells stained with Caspase-3 positive showed a statistically significant increase in Group 2 and all other groups compared to Group 1 (p <0.05). Similarly, a statistically significant increase was found in Groups 2, 3, 5, 6 and 7 compared to Group 1 and Group 4 (p <0.05). The number of caspase-3 positive cells decreased most in Group 4 compared to other groups (p <0.05). There was no significant difference between Group 6 and 7 according to statistical data. In terms of MDA levels studied from tissue samples; There was a statistically significant increase in Group 2, Group 3, Group 4, Group 5, Group 6 and Group 7 compared to Group 1 (p <0.05). There was no statistically significant difference between Group 2, Group 3 and Group 7. The average MDA level of Group 4 was lower than Group 2 and the difference between them was statistically significant (p <0.05). Although the average MDA level of Group 6 was found to be lower than Group 2, this decrease was not statistically significant. In terms of MPO levels studied from tissue samples; There was a statistically significant increase in Group 2, Group 3, Group 5, Group 6 and Group 7 compared to Group 1 (p <0.05). The average MPO levels of Group 4 were found to be lower than Group 2 and the difference between them was statistically significant. Again, there was a statistically significant difference between Group 5 and Group 2 in terms of MPO levels, and MPO levels of Group 5 were found to be high (p <0.05). The difference between the average MPO levels of Group 3, Group 6 and 7 and Group 2 was not statistically significant. In terms of SOD levels studied from tissue samples; The mean SOD values of Group 2, Group 3, Group 4, Group 5, Group 6 and Group 7 were lower than Group 1 and it was found that there was a statistically significant difference between them and Group 1 (p <0.05). There was no statistically significant difference between Group 2 and other groups in terms of SOD levels.
Results: In the histopathological examination of the rats in our study, it was observed that sevoflurane, rocuronium and sugammadex, administered separately and together after cerebral I / R, decreased apoptosis / necrosis, and when it was examined in terms of biochemical markers, sugammadex alone was shown to reduce oxidative damage. The antioxidant activity of the agents used was not seen. In the study, it was observed that general anesthetic agents applied in cerebral I / R injury did not increase ischemic damage or even was neuroprotective.