Deneysel kalp iskemi reperfuzyon modelinde B17 vitamininin sfingosin 1 ve oksidatif niteozatif stres üzerine etkisi
Effect of B17 vitamin on the sphingosine-1 and oxidative/ nitrosative stress in the experimental model of heart ischemia/reperfusion
Yazar: İLTER DEMİRHAN
Danışman: PROF. DR. ERGUL BELGE KURUTAS
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
İskemi, doku hasarı ile sonuçlanan, dokuya yetersiz oksijen ve besin desteğine yol açan kan akımı durması veya azalmasını ifade eder. Kalp dokusunun yaşamının devam edebilmesi için iskemik alanın erken reperfüzyonu önemlidir. Ancak reperfüzyonun kendisi de, reperfüzyon hasarı olarak adlandırılan kalp hücrelerinin ölümü ile sonuçlanır. Kalp iskemi sonrası reperfüzyonun yol açtığı ağır oksidatif stres ciddi işlevsel ve yapısal hasara yol açmaktadır. Bu hasardan başlıca serbest oksijen radikalleri sorumlu tutulmaktadır. Kalp cerrahisinde uygulanmakta olan anestezi teknikleri kalbi koruma yöntemleri ve cerrahi tekniklerdeki gelişmelere rağmen, kalp iskemi reperfüzyon hasarı mortalite ve morbiditenin halen en önemli nedenlerinden biridir. 
Sfingolipid yapıdaki ikincil habercilerden olan ve hücre içi sinyal iletiminde görevi olan sfingozin1-fosfat'ın (S1P) hücre büyümesi, yaşamı ve ölümünde çok önemli rolleri vardır. Çeşitli çalışmalarda S1P'in vasküler sistem, hücre büyümesi, apoptozis, adezyon, migrasyon, invazyon ve immune sistemin üzerine görevleri olduğu ifade edilmiştir.  
İlk kez 1830 yılında bilim adamlarınca acı bademden izole edilen B17 vitamini (amigdalin veya laetrile) kanser tedavisinde alternatif bir tedavi yöntemi olarak ortaya atılmaktadır. Literatür taramalarında kardiyovasküler hastalıklarda B17 vitamini ilgili çalışmalara rastlanmamaktadır. 
İlk defa yapılan bu çalışmada, B17 vitaminin kalp iskemi-reperfüzyon hasarına olan biyokimyasal ve histopatolojik etkileri 24 ergin dişi rat üzerinde araştırıldı.  Ratlar randomize olarak üç gruba ayrıldı; kontrol (n=8), sham (n=8) ve B17 tedavi grubu (n=8).  Sham ve B17 grublarındaki ratlara deneyden 2 gün önce başlanarak günde bir kez 1 mL serum fizyolojik (% 0,9 NaCI/kg/gün ve 50 mg /kg/gün B17 intraperitoneal yolla verilirken kontrol grubundakilere hiç bir şey uygulanmadı. Daha sonra tüm gruptaki ratlara girişim ve cerrahi işlemden sonra kalpte 10 dakika iskemi ve 10 dakika reperfüzyona oluşturuldu. Reperfüzyonun takibinde sham ve B17 grublarındaki ratlara tekrar 1mL (tek doz)  serum fizyolojik ve B17 (tek doz) intraperitoneal yolla verilirken kontrol grubundakilere hiç bir şey uygulanmadı. Reperfüzyonun 0.dk'sında tüm gruplardan kan alındı ve CK-MB değeri ölçüldü. Deneyin sonunda tüm ratlar sakrifiye edildi ve kalp dokusunda S1P ve oksidatif/nitrozatif stresin biyobelirteçleri olarak katalaz (CAT), superoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GPx), malondialdehit (MDA), nitrik oksit (NO) ve nitrotirozin (3-NT) düzeyleri ölçüldü. 
Biyokimyasal ve histopatolojik incelemeler sonunda sham, kontrol ve tedavi grupları birbirleriyle kıyaslandığında anlamlı farklılık bulundu. (p<0,05). Kontrol, sham ve B17 gruplarında reperfüzyonun 0.dk da kardiyak enzim CK-MB düzeyi ortalama pik değerleri sırasıyla 1.07 ng/ml, 0.98 ng/ml, 0.93 ng/ml idi. Bununla beraber gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmadı (p>0,05). Kontrol ve sham gruplarında B17 tedavi grubuna göre MDA, NO ve 3-NT düzeyleri yüksek iken, CAT, SOD ve GPx aktiviteleri oldukça düşük bulundu (p<0,05). Kontrol ve sham grupları arasında MDA, NO, 3-NT, CAT, SOD ve GPx düzeyleri açısından istatiksel olarak anlamlı farklılıklar saptanmadı (p>0,05). SIP düzeyleri B17 grubunda yüksek iken kontrol ve sham gruplarında düşük bulundu (p<0,05). Kontrol ve sham grupları arasında S1P düzeyleri açısından anlamlı farklılıklar yoktu (p>0,05) .  Histopatolojik olarak kontrol ve sham grubunda PNL infiltrasyonu, ödem, hemoraji ve miyositolizis gözlenirken B17 tedavi grubunda sadece hemoraji gözlendi. 
Veriler incelendiğinde, B17 grubunda antioksidan aktivitenin yüksek, oksidatif/nitrozatif stres düzeylerinin düşük ve Polimorf Nüveli Lökositlerin infiltrasyon derecesinin daha düşük olduğu gözlendi. Bu durum B17 vitamininin kalp iskemi-reperfüzyon hasarı üzerine antioksidan olma özelliğine bağlı olarak S1P miktarını artırarak koruyucu etkisi olabileceğini düşündürmektedir.

Abstract:
Ischemia refers to the reduction or cessation of blood flow which results in tissue damage and causes insufficient oxygen and nutrition to the tissues. For the continuity of heart tissue, the early reperfusion of the ischemic area is essential. However; the reperfusion itself, too results in the death of the heart cells which is called reperfusion injury. After the cardiac ischemia, the oxidative stress caused by the reperfusion leads to serious functional and structural damage. Free oxygen radicals are held responsible for this damage. Despite the anesthesia techniques being applied in cardiac surgery, heart protection methods and improvements in surgical techniques, cardiac ischemia-reperfusion injury is one of the most important reasons of mortality and morbidity.
Sphingosine 1- Phosphate (S1P), one of the secondary messengers in Sphingolipid structure and having a mission in intracellular signal transduction, has a quite important role in the growth, life and death of a cell. In some studies, it is specified that S1P has important missions on vascular system, cell growth, apoptosis, adhesion, migration, invasion and immune system.
For the first time, in 1830, vitamin B17 isolated from bitter almonds ( amygdalin or laetrie) , is suggested as an alternative therapy in the cancer treatment. In literature, no studies about vitamin B17 on cardivascular diseases are encountered.
In this study, for the first time, vitamin B17's biochemical and histopathological effects on cardiac ischemia-reperfusion injury were investigated on 24 adult female rats. Rats were randomly divided into 3 groups: Control (n=8), Sham (n=8) and B17 therapy group (n=8). While 2 days before the experiment, 1 mL normal saline (%0,9 NaCl /kg/day and 50 mg /kg/day) was started to apply to the rats in Sham and B17 groups intraperitoneally once a day, nothing was implemented on the control group. Then; after the venture and surgical procedure applied to the all rats groups, 10 minutes ischemia and 10 minutes reperfusion of the heart was created. In pursuit of the reperfusion, again 1 Ml normal saline (single dose) and B17 (single dose) were applied to the rats of Sham and B17 groups while nothing was implemented on the control group. In the 0th minute of reperfusion, blood was taken from all groups and CK-MB value was measured. At the end of the experiment, all rats were sacrificed and as the markers of S1P and oxidative/ nitrosative stress on heart tissues, the levels of catalese (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), malondialdehyde (MDA), nitric oxide (NO) and the nitrotirozin (3-NT) were measured.
At the end of the biochemical and histopathological examinations; when the Sham, Control and Therapy groups were compared, major differences were found (p<0,05). In the Control, Sham and B17 groups, at the 0th minute of the reperfusion, the cardiac enzyme CK-MB level's average peak values were 1,07 ng/ml, 0,98 ng/ml and 0,93 ng/ml respectively. However; a statically significant difference could not be found between the groups. (p>0,05). In comparison with the B17 theraphy group, the levels of MDA, NO AND 3-NT were high in Control and Sham groups while CAT, SOD and GPx activitiese were quite low. (p<0,05). In Control and Sham groups, statically significant differences were not determined in terms of the MDA, NO, 3-NT, CAT, SOD and GPx levels. (p>0,05). While S1P levels were high in B17 group, it was not so in Sham group. (p<0,05).Between the Control and Sham groups, there were not significant differences in terms of S1P levels.(p>0,05). Histopathotogically, while PNL infiltration, oedema, hemorrhage and mikrositozis were observed in Control and Sham groups, only hemorrhage was seen in B17 theraphy group. 
When the data were analyzed, it was seen that in B17 group, the antioxidant activity was high, oxidative/nitrozatif stress levels were low and the degree of Polymorphonuclear Leucocyte infiltration was lower. This situation suggests that the increase of the amount of S1P can have protective effects depending on the vitamin B17's capability of being antioxidant on the cardiac ischemia-reperfusian injury.