Ratlarda oluşturulan deneysel travmatik spinal kord hasar modelinde koenzim q 10 ve ozon' un nöroprotektif etkilerinin değerlendirilmesi
Neuroprotective effects of coenzyme Q 10 and ozone therapy on experimental traumatic spinal cord injuries in rats
Yazar: GÜLCE GEL
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ERHAN TÜRKOĞLU
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Ankara Dışkapı Yıldırım Beyazıt Eğitim Ve Araştırma Hastanesi / Beyin-Sinir ve Omurilik Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Apoptozis = Apoptosis ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Koenzimler = Coenzymes ; Ozon = Ozone ; Spinal kord yaralanmaları = Spinal cord injuries ; Spinal yaralanmalar = Spinal injuries ; Sıçanlar = Rats ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Amaç: Spinal kord yaralanmaları sıklıkla genç erkek nüfusu etkileyen ve ciddi nörolojik kayıplarla seyreden önemli bir sağlık sorunudur. Travma sonrası spinal kordda meydana gelen hasar ile spinal kord yaralanmasının patofizyolojik süreçleri başlamaktadır. Sekonder hasar mekanizması olarak bilinen ve spinal kord yaralanamalarının tedavisinde üzerinde durulan bu mekanizmayı önlemek amacıyla birçok çalışma yapılmış ve değişik biyolojik ajanlar kullanılmıştır. Literatürde birçok hastalığın tedavisinde denenmiş ve sekonder hasar mekanizmaları üzerine olan etkileri gösterilmiş olan koenzim Q 10 (Co Q 10) ve ozonun kombine kullanımının spinal kord yaralanmalarında nöroprotektif etkileri ve fonksiyonel iyileşmeye katkıları araştırılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Çalışmada Sprauge Dawley cinsi 40 adet dişi rat her grupta 8 adet olacak şekilde gruplandırılmıştır. Kontrol grubu hariç diğer tüm gruplara cerrahi prosedür uygulanmıştır. Travma grubunda 10 cm yükseklikten 5 gr ağırlığında (50 gr/cm) çelik çubuk düşürme yöntemi ile spinal kord travması oluşturulmuştur. Ozon grubunda spinal kord travması oluşturulduktan 1 saat sonra başlanıp sakrifiye edilene kadar 7 gün boyunca günde bir kez 0.7 mg/kg rektal ozon verilmiş, Co Q 10 grubunda ise spinal kord travması oluşturulmadan 24 saat önce başlanıp sakrifiye edilene kadar 7 gün boyunca günde bir kere 120 mg/kg Co Q 10 gavaj yoluyla uygulanmış, Co Q 10 + ozon grubunda ise spinal kord travması oluşturulmadan 24 saat öncesinden başlanarak sakrifiye edilene kadar 7 gün boyunca günde bir kere 120 mg/kg Co Q 10 verilmiş ve travma oluşturulduktan 1 saat sonra başlanıp sakrifiye edilene kadar 7 gün boyunca rektal olarak günde bir kez 0.7 mg/kg ozon verilmiştir. Kontrol grubu hariç diğer gruplara 1., 3., 5. ve 7. günlerde modifiye Tarlov skorlaması ve eğik düzlem testi ile nörolojik muayeneleri yapılmış, 7. günde de sakrifiye edilerek doku ve serum örnekleri alınmıştır. Serum örneklerinde malondialdehit (MDA) bakılmış, doku örneklerinden ise kaspaz 3, bcl-2 ve bax değerlerine bakılmıştır. Doku örneklerinin histopatolojik skorlaması yapılmış ayrıca transmission elektron mikroskobik inceleme ile grupların ultrastrüktürel yapısı, miyelinli aksonların konfigürasyonu değerlendirilmiştir.
Bulgular: Kontrol grubu ile travma grubu karşılaştırıldığında serum MDA ve doku kaspaz 3 düzeylerindeki artış istatistiksel olarak anlamlı (p<0,001) bulunmuş, doku bcl-2 düzeylerindeki düşüş (p=0,003) istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Ozon grubunda serum MDA, doku kaspaz 3 ve bax düzeylerinde travma grubuna kıyasla düşüş, doku bcl-2 düzeylerinde ise travma grubuna kıyasla artış izlenmiştir. Ancak bu veriler istatistiksel olarak anlamlı değildir (p>0,05). Yine Co Q 10 grubunda serum MDA, doku kaspaz 3 ve bax düzeylerinde travma grubuna kıyasla düşüş, doku bcl-2 düzeylerinde ise travma grubuna kıyasla artış izlenmiştir ancak bu veriler istatistiksel olarak anlamlı değildir (p>0,05). Koenzim Q 10 + ozon grubunda ise travma grubuna kıyasla serum MDA (p=0,002), doku kaspaz 3 (p=0,001) ve bax (p=0,030) düzeylerinde anlamlı düşüş izlenmiştir. Doku bcl-2 değerleri açısından Co Q 10 + ozon grubunda travma grubuna kıyasla anlamlı bir artış izlenmiştir (p=0,019). Histopatolojik değerlendirmede kontrol grubu ile travma grubunda arasında anlamlı farklılık bulunmuştur (p<0,001). Travma ile Co Q 10 grubu arasında anlamlı bir farklılık görülmemiştir (p>0,05). Ozon grubu ve Co Q 10 + ozon grubu ile travma grubu arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğu gösterilmiştir (p=0,022). Elektron mikroskobik incelemede ise küçük, orta çaplı miyelinli aksonların konfigürasyonu üzerine yapılan skorlama sonucunda Co Q 10 + ozon grubu ile travma grubu arasında anlamlı farklılık bulunmuştur (p<0,05). Modifiye Tarlov skorlaması 5. ve 7. gündeki ve eğik düzlem testinde 7. gündeki Co Q 10 + ozon grubu değerleri travma grubuna kıyasla anlamlı bir artış göstermektedir (p<0,05). Yine bu grupların kendi içlerinde 1., 3., 5., ve 7. günlerdeki modifiye Tarlov skorları ve eğik düzlem test değerleri karşılaştırıldığında Co Q 10, ozon, Co Q 10 + ozon gruplarında istatistiksel olarak anlamlı artışlar izlenmiştir (p<0,05).
Sonuç: Bu çalışmada travmatik spinal kord hasarında Co Q 10 ve ozonun kombine kullanımının antioksidan ve antiapoptotik mekanizmalarla nöroprotektif etki gösterdikleri ve fonksiyonel iyileşme üzerine pozitif etkileri biyokimyasal, histopatolojik, ultrastrüktürel ve nörolojik muayene verileri ile gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Koenzim Q 10, ozon, nöroprotektif, antioksidan, antiapoptotik

Abstract:
Background: Spinal cord injuries are serious complications that often affect more men than women and cause profound neurologic deficits. After a traumatic blow to the spine, damage to the spinal cord starts the pathophysiological process. Many studies have been carried out and various biological agents have been experimented with to prevent the mechanism, also known as secondary damage in trauma, for the treatment of spinal cord injuries. This research studies the neuroprotective effects and functional recovery of the use of coenzyme Q 10 (Co Q 10) and ozone therapy combination, which has been proven to be protective for the treatment of many injuries and secondary damages in medical literature.
Methods: 40 female Sprague-Dawley rats were put into 5 groups of 8 rats. Surgical procedure was applied on all groups other than the control group. In the trauma group, spinal cord trauma was administered by dropping 5gr metal cylinder from a 10cm fixed height (50gr/cm). In the ozone group, 0.7 mg/kg rectal ozone was applied once every day for 7 days starting 1-hr after the spinal cord trauma. In the Co Q 10 group, 120 mg/kg Co Q 10 was given by oral gavage technique once every day for 7 days starting 24-hrs before the spinal cord trauma. In the Co Q 10 + ozone group, 0.7 mg/kg rectal ozone was applied once every day for 7 days starting 1-hr after the spinal cord trauma, and 120 mg/kg Co Q 10 was given by oral gavage technique once every for 7 days starting 24-hrs before the spinal cord trauma. In all groups except for the control group, the rats were examined using a modified Tarloy scale and inclined plane test on days 1, 3, 5 and 7. On the 7th day, rats were sacrificed for tissue and serum samples. Serum samples were tested for malondialdehyde (MDA) while tissue samples were tested for caspase 3, bcl-2 and bax levels. Histopathological scoring was applied to tissue samples. Then, transmission electron microscopic analysis was applied to evaluate the ultrastructural structure as well as the configuration of the myelinated axons.
Results: When the trauma group is compared to the control group, the increase in MDA and tissue caspase 3 level was found to be statistically significant (p<0.001), while the reduction in tissue bcl-2 level was p=0.003 statisticall significant. In the ozone group, serum MDA, tissue caspase 3 and bax levels were lower and tissue bcl-2 levels were higher compared to the trauma group, but the results were not statistically significant (p>0.05). Similarly, in the Co Q 10 group, serum MDA, tissue caspase 3 and bax levels were lower and tissue bcl-2 levels were higher compared to the trauma group, but the results were not statistically significant (p>0.05). In the Co Q 10 + ozone group, serum MDA (p=0.002), tissue caspase 3 (p=0.001) and bax (p=0.030) levels were meaningfully lower compared to the trauma group. Tissue bcl-2 levels were also meaningfully higher (p=0.019). Histopathologic examination was also statistically different between the control group and the trauma group (p<0,001). There was not a statistical difference between the trauma group and Co Q 10 group (p>0.05). There was a statistical difference (p=0.022) between the ozone group and Co Q 10 + ozone group compared to the trauma group. During the electron microscopic examination, there was a statistically significant difference (p<0.05) between the Co Q 10 + ozone group and trauma group in the score of the configuration of the small and medium myelinated axons. On the 5th and 7th days of modified Tarlov scale and 7th day of inclined plane test Co Q 10 + ozone levels were meaningfully higher compared to the trauma group (p<0.05). Then when the groups were examined for modified Tarlov scale and inclined plane test on 1st, 3rd, 5th, and 7th days, Co Q 10, ozone Co Q 10 + ozone groups were statistically higher (p<0.05).
Conclusion: This study reveals that the use of Co Q 10 + ozone therapy combination in traumatic spinal cord injuries show neuroprotective effects in antioxidant and antiapoptotic mechanisms and positive effects in the functional recovery supported by biochemical, histopathological, ultrastructural, and neurologic exeminations data.
Key Words: Coenzyme Q 10, ozone, neuroprotective, antioxidant, antiapoptotic