Dexmedetomidin maddesinin ratlarda oluşturulan kafa travması modelinde nöroprotektif etkisi
Neuroprotective effect of dexmedetomidine in a murine traumatic brain injury model
Yazar: SEDA AKYILDIZ ALTUN
Danışman: DOÇ. DR. RAFET ÖZAY
Sağlık Bakanlığı / Ankara Etlik Şehir Hastanesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery

Özet:
ÖZET
Amaç: Travmatik beyin hasarı (TBH), bir dış güç etkisiyle beyin fonksiyonlarında meydana gelen yapısal ve/veya fizyolojik bozulma olarak tanımlanır. Her yıl çok sayıda insan TBH'ye maruz kalmakta ve bunların önemli bir kısmında da kalıcı nöronal hasar meydana gelmektedir. Travma sonrası gelişen primer beyin hasarını önlemek çoğunlukla mümkün olmadığından TBH üzerine yapılan pek çok çalışma sekonder beyin hasarını önlemeyi ve/veya onu en aza indirmeyi amaçlamıştır. Bu çalışmada da dexmedetomidin maddesinin ratlarda oluşturulan kafa travması modelinde TBH üzerindeki nöroprotektif etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Ratlardan elde edilen beyin kesitlerinde histopatolojik olarak nörotravma bulguları incelenmiş ve ratlardan alınan doku örneklerinde kaspaz-3, malondialdehit ile süperoksitdismutaz değerleri ölçülerek dexmedetomidinin antiapoptotik ve antioksidan etkinliği araştırılmıştır. 
Gereç ve Yöntem: Çalışmada 24 adet 250-300 gram ağırlığında Wistar albino cinsi yetişkin erkek rat kullanılmış, rastgele seçilen 6'şar hayvandan oluşan 4 eşit gruba ayrılmıştır. Sham grubu haricindeki tüm ratlara genel anestezi altında 70 cm yükseklikten 450 gr ağırlığındaki bir kurşun top düşürülerek kafa travması modeli uygulanmıştır. Sham grubunda herhangi bir kafa travması veya ilaca maruz kalmadan sadece kraniyal orta hat cilt insizyonu uygulanmıştır. SF grubunda travma sonrası 2 ml intraperitoneal serum fizyolojik, Metilprednizolon grubunda 30 mg/kg intraperitoneal metilprednizolon ve Dexmedetomidin grubunda ise 100 mcg/kg intraperitoneal dexmedetomidin enjekte edilmiştir. Tüm ratlar 24. saatin sonunda kraniyektomi işleminin ardından sakrifiye edilmiştir. Sol frontoparietal lob interhemisferik fissür sınırına kadar olacak şekilde biyokimyasal analizler için ayrılmış, geri kalan beyin dokuları ise histopatolojik incelemeler için formaldehit solüsyonu içerisine konulmuştur. Biyokimyasal analizlerde doku kaspaz-3, malondialdehit ve süperoksitdismutaz değerleri ölçülmüş, histopatoloji için alınan örnekler ise normal ve dejenere hücreler ile intraserebral hemoraji, satelletizosis, spongiozis, perinöral ödem ve perivasküler ödem açısından değerlendirilmiştir.
Bulgular: Ortalama doku Kaspaz-3, malondialdehit ve süperoksitdismutaz değerleri açısından SF grubunun tüm değerleri diğer gruplar ile tek tek karşılaştırıldığında anlamlı fark saptandı (p<0,01); ancak diğer gruplar kendi aralarında karşılaştırıldığında anlamlı bir fark izlenmedi (p>0,05). Satellitosis ve spongiosis açısından gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı (p>0,05). Grupların hiçbirinde intraserebral hemoraji gözlemlenmedi. Perinöral ödem açısından sadece Sham ve Dexmedetomidin grupları arasında istatistiksel olarak fark saptanmadı (p:0,269). Diğer tüm ikili grup karşılaştırmalarında istatistiksel olarak anlamlı fark mevcuttur (p<0,05). Deksmedetomidin ve Sham gruplarında en düşük ödem değerleri saptandı. Perivasküler ödem açısından Sham grubunun ödem değerleri diğer üç gruptan anlamlı olarak düşüktür (p<0,05). Sham grubu dışındaki grupların ikili karşılaştırılmasında ise gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı (p>0,05). Normal hücre sayısına bakıldığında SF grubunun normal hücre sayısı değerleri diğer üç gruptan anlamlı olarak düşüktür (p<0,001). SF grubu dışındaki grupların ikili karşılaştırılmasında ise sadece Metilprednizolon ve Deksmedetomidin grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı (p:0,006). SF grubunun dejenere hücre sayısı değerleri diğer üç gruptan anlamlı olarak yüksektir (p<0,001). SF grubu dışındaki grupların ikili karşılaştırılmasında ise sadece Metilprednizolon ve Deksmedetomidin grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı (p:0,028). Toplam hücre sayıları açısından gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı. Deksmedetomidin grubu, Sham grubu ile karşılaştırıldığında anlamlı fark saptanmadı; normal hücre için p:0,215 , dejenere hücre için p:0,068 bulundu. 
Sonuç: Bu çalışmada ratlarda oluşturulan travmatik beyin hasarı modelinde Dexmedetomidin maddesinin hem biyokimyasal hem de histopatolojik değerlendirmeler ışığında antiapoptotik ve antioksidan özellik gösteren nöroprotektif bir ajan olduğu ortaya konmuştur.
Anahtar Kelimeler: Apoptozis, Dexmedetomidin, Nöroprotektivite, Oksidatif Stres, Travmatik Beyin Hasarı

Abstract:
ABSTRACT
Aim: Traumatic brain injury is defined as structural and/or physiological disruption in brain functions as a result of an external force. Each year a significant number of people is subjected to traumatic brain injury and an important number of them suffer from permanent neuronal injury. As it is mostly impossible to prevent primary brain injury due to trauma, most of the research conducted on traumatic brain injury focuses on preventing and/or alleviating the effects of secondary brain injury. In this study we aimed to research the neuroprotective effects of dexmedetomidine in a murine traumatic brain injury model. In order to evaluate the anti-apoptotic and antioxidant efficacy of dexmedetomidine, histopathologic neurotrauma findings were examined in the rat brain sections and tissue caspase-3, malondialdehyde and super-oxide dismutase levels were measured. 
Materials and Method: 24 Wistar albino type adult male rats weighing between 250-300 grams were used in the study. Randomly selected subjects were divided into 4 equal groups of 6. A head trauma model was carried out by dropping a 450 grams lead ball from a height of 70 cm and all 3 groups, except the sham group, were subjected to this trauma under general anesthesia. Animals in the sham group  undergone a simple skin incision without any trauma or administration of a drug. The animals in the SF group were administered 2 ml serum physiologic intraperitoneally after the trauma. The methylprednisolone group animals received 30 mg/kg methylprednisolone intraperitoneally and the dexmedetomidine group received 100 mcg/kg dexmedetomidine intraperitoneally following the trauma. After 24 hours all subjects were sacrificed following a craniectomy. Left parietal lobe until the inter hemispheric fissure border was left for biochemical analyses and the remaining brain tissues were put into formaldehyde solution for histopathological analyses. Tissue caspase-3, malondialdehyde and super-oxide dismutase levels were measured in the biochemical analyses and the histopathological samples were assessed for normal and degenerated cells with evaluation of intracerebral hemorrhage, satellitosis, spongiosis, perineural edema and perivascular edema.
Results: When the mean tissue caspase-3, malondialdehyde and super-oxide dismutase levels of the SF group were compared with the other groups statistically significant difference was found (p<0,01); however, the comparison of the other groups with each other was statistically insignificant (p>0,05). There was no statistically significant difference between the groups for satellitosis and spongiosis (p>0,05). Intracerebral hemorrhage was absent in all the groups. For the perineural edema, only the comparison of sham and dexmedetomidine groups was statistically insignificant (p:0,269). The other group comparisons were statistically significant (p<0,05). The lowest edema levels were found in the sham and dexmedetomidine groups. The perivascular edema levels of the sham group were significantly lower than that of the other groups (p<0,05), but when the other groups were compared with each other there was no statistically significant difference (p>0,05). The number of normal cells in the SF group was significantly lower than that of the other three groups (p<0,001). When the other groups were compared for the number of normal cells, the only statistically significant difference was found between the methylprednisolone and the dexmedetomidine groups (p:0,006). The number of degenerated cells in the SF group was significantly higher than that of the other three groups (p<0,001) and when the other groups were compared with each other, the only statistically significant difference was found between the methylprednisolone and the dexmedetomidine groups (p:0,028). There was no statistically significant difference between the groups for the total number cells. When the dexmedetomidine group was compared with the sham group, no significant difference was found; for normal cells p:0,215, for degenerated cells p:0,068.
Conclusion: In this study we have shown that dexmedetomidine is a neuroprotective agent with anti-apoptotic and antioxidant properties in a murine traumatic brain injury model after conducting series of biochemical and histopathological evaluations.
Keywords: Apoptosis, Dexmedetomidine, Neuroprotectivity, Oxidative Stress, Traumatic Brain Injury