Hiperbarik ortamda solunan hava ve oksijenin kan-beyin bariyeriüzerine etkilerinin karşılaştırılması
Comparison of the effects of inhaled air and oxygen on the blood-brain barrier in a hyperbaric environment
Yazar: NİHAL GÜNEŞ ÇAPAR
Danışman: PROF. DR. AKIN SAVAŞ TOKLU
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Deniz ve Sualtı Hekimliği Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2012
Konu: Deniz ve Sualtı Hekimliği = Marine and Underwater Medicine ; Fizyoloji = Physiology

Özet:
Amaçlar: Bu deneysel çalışmada, hiperbarik ortamda oksijen ve hava solumanın,
sıçanların kan-beyin bariyeri (KBB) geçirgenliği üzerine etkileri araştırılmıştır.
Gereç ve yöntemler: Çalışmada 72 adet Wistar albino, sağlıklı, genç erişkin dişi sıçan
kullanıldı. Hayvanlar; kontrol grubu, hiperbarik oksijen soluyan grup (G-HBO) ve hiperbarik
hava (G-HBH) soluyan gruplar olmak üzere üçe ayrıldı. Hiperbarik oksijen (HBO) ve
hipebarik hava (HBH) seansları, 15 dakika kompresyon, 2,5 ATA'da 60 dakika %100 oksijen
ya da hava soluma, 15 dakika rekompresyon olarak uygulandı. Deney gruplarına 4,5 saat
aralarla 24 saatte 4 kez HBO veya HBH seansları uygulandı. Dördüncü seanstan yaklaşık 4
saat sonra, alt gruplara bölünen sıçanlar kateterize edilerek, Evans blue (EB) boyası
enjeksiyonu, horseradish peroksidaz (HRP) traseri enjeksiyonu ve immünohistokimyasal
değerlendirme için fiksasyon işlemleri yapıldı ve dekapitasyon uygulandı. KBB geçirgenliği,
EB boyası ile kantitatif ölçümle, HRP traseri ile elektron mikroskobik düzeyde
değerlendirildi. İmmunohistokimyasal değerlendirme, sıkı bağlantı proteini olan okludin,
endotel plazma membranında bulunan kaveolin-1 ve astrositik ayak sonlanmalarında bulunan
ve bir su kanalı proteini olan aquaporin-4 (AQP-4)'ün rölatif boyanma yoğunluklarının, imaj
analizi kullanılarak tespiti ile yapıldı.
Bulgular: Kontrol ve G-HBH grubu ile karşılaştırıldığında, G-HBO grubunda beyin
dokusuna anlamlı ölçüde EB boyası geçtiği saptandı (p<0,05). Elektron mikroskopisi
düzeyinde, normal şartlar altında KBB'yi geçemeyen HRP'nin, G-HBO ve G-HBH
gruplarında, KBB'yi geçtiği gözlendi. İmmunohistokimyasal olarak imaj analiziyle, okludin
ve kaveolin-1'in rölatif boyanma yoğunluklarında gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı.
AQP-4'ün rölatif boyanma yoğunluğunun, kontrol ve G-HBH grubu ile karşılaştırıldığında,
G-HBO grubunda anlamlı olarak arttığı saptandı (p< 0,01).
Sonuç: Sağlıklı sıçanlara uygulanan HBO, KBB'de EB boyasına karşı geçirgenliği
arttırmıştır. Solunum gazındaki oksijenin kısmi basıncının artışı, sağlıklı sıçanların
KBB'sinden HRP traserinin geçişine neden olmuştur.

Abstract:
Objective: In this experimental study, the effects of breathing 100 % oxygen or air
under hyperbaric condition, on blood-brain barrier (BBB) permeability were investigated in
rats.
Materials and methods: Seventy two healthy young female Wistar albino rats were
divided into three groups as, control, hyperbaric oxygen breathing (G-HBO) and hyperbaric
air breathing (G-HBA) groups. Hyperbaric oxygen (HBO) and hyperbaric air (HBA) sessions
were set as, compression in 15 min, 100 % oxygen or air breathing for 60 min at 2,5 ATA and
decompression in 15 min. Four hyperbaric sessions on 100 % oxygen or air were applied to
G-HBO and G-HBA groups in 24 hours with 4,5 hours intervals. The rats were catheterized
about 4 hours after the last hyperbaric sessions to inject Evans blue (EB) dye and horseradish
peroxidase (HRP), and to make the fixation for immunohistochemical evaluation and
decapitation. BBB permeability was examined quantitatively and electron microscopically by
using EB and HRP tracers respectively. In immunohistochemical evaluation, relative staining
intensity was detected by image analysis for a tight junction protein occludin, caveolin-1
which is located on endothelial plasma membrane, and aquaporin-4 (AQP-4) that is known as
water channel protein.
Results: Significant increase was detected in the BBB permeability for EB tracer in GHBO group (p<0,05) comparing to control and G-HBA groups. In the electron microscopy,
HRP crossed the BBB was detected in the samples from both G-HBO and G-HBA groups.
There was no significant difference in the relative staining intensity of occludine and
caveoline-1 between the groups. The relative staining intensity for AQP-4 increased
significantly in G-HBO group (p< 0,01) comparing G-HBA and control groups.