Yenidoğan ratlarda tek ve tekrarlayan sevofluran anestezisine bağlı oluşabilecek nörotoksisitenin ve preanestezik melatonin kullanımının, glutamat metabolizması üzerine etkisinin araştırılması
The impact of single and repeated sevoflurane-induced                       neurotoxicity and  preanesthetic melatonin administration on glutamate metabolism i̇n neonatal rats
Yazar: ALİ SELÇUK BİNDAL
Danışman: DOÇ. DR. DUYGU KARA
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation

Özet:
Giriş ve Amaç: Bu çalışma, tek ve tekrarlanan sevofluran anestezisi uygulanan yenidoğan ratlarda oluşabilecek nörotoksisitenin moleküler mekanizmasının ve preanestezik melatonin kullanımının bu nörotoksisiteyi azaltıp/azaltamayacağını incelemek amacıyla yapılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Araştırmamız, Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulu onayı alındıktan sonra (Ek-1), anestezi uygulaması Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Veterinerlik Fakültesi Deney Hayvanları Laboratuvarında yapılmıştır. Kontrol grubu (GK), bir kez anestezi uygulanan grup (Sevo), yirmidört saat aralıklarla ardışık üç kez anestezi uygulanan grup (Sevo3), yirmidört saat aralıklarla üç kez ardışık sevofluran anestezisi öncesi melatonin ön tedavisi uygulanan grup (Sevo3+M) olmak üzee dört grupta çalışılmış, her grupta sekizer olmak üzere, postnatal yedinci günde olan otuziki yenidoğan rat kullanılmıştır, biyokimyasal ölçümlerde Elisa ve Real Time-PCR testi ile GLT-1, GS, GDH ve GLS protein ekspresyonları ve m-RNA gen ifadeleri incelenmiştir. Veri analizinde tanımlayıcı istatistikler ki-kare, student-t ve Mann-Whitney U testleri kullanılmıştır.
Bulgular: GLT-1 protein ekspresyonu, kontrol grubuna göre Sevo, Sevo3  ve Sevo3+M gruplarında istatistiksel olarak anlamlı azalma izlendiği, en fazla azalmanın Sevo3 grubunda izlendiği, melatonin ön tedavisi uygulanan grupta GLT-1 protein ekspresyonundaki azalmanın Sevo3 grubuna göre daha az izlendiği gözlenmiştir. GS protein ekspresyonunun Sevo, Sevo3 ve Sevo3+M gruplarında, kontrol grubuna göre azalma olduğu, sadece Sevo3 grubunda istatistiksel olarak anlamlı azalma olduğu, GDH protein ekspresyonunda Sevo, Sevo3 ve Sevo3+M gruplarında kontrol grubuna göre azalma olmakla beraber istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmadığını tespit ettik. GLS protein ekspresyonunda ise Sevo, Sevo3 ve Sevo3+M gruplarında kontrol grubuna göre artış olmakla beraber sadece Sevo3 grubunda istatistiksel olarak anlamlı fark tespit ettik.
Sonuç: Bu çalışma tekrarlayan sevofluran anestezisinin, pediyatrik yaş gruplarında beynin koruyucu mekanizmaları olan glutamat metabolizma yolakları ile etkileşime girerek nörotoksik etkileri olabileceği, bu toksik etkilere karşı melatonin ön tedavisinin koruyucu etkileri gösterebileceği, pediyatrik hastalarda tekrarlayan sevofluran anestezisi kullanımında dikkatli davranılması gerekebileceği sonuçlarına ulaşılmıştır

Abstract:
Background and aim: This study aimed to elucidate the molecular mechanism behind neurotoxicity in neonatal rats exposed to single and repeated sevoflurane anesthesia, while also evaluating the neuroprotective properties of preanesthetic melatonin administration.

Methods: The research was carried out at the Laboratory of Experimental Animals, Faculty of Veterinary Medicine, Aydın Adnan Menderes University, following the approval of the Local Ethics Committee for Animal Experiments. The investigation encompassed four distinct groups: 1- the control group (CG), 2- the group subjected to anesthesia once (Sevo), 3- the group subjected to anesthesia three times consecutively at twenty-four-hour intervals (Sevo3), and 4- the group administered melatonin pretreatment before consecutive sevoflurane anesthesia three times at twenty-four-hour intervals (Sevo3+M). Thirty-two neonatal rats were utilized on the seventh postnatal day, with eight rats assigned to each group. Elisa and Real Time-PCR tests were employed to assess the protein expressions of GLT-1, GS, GDH, and GLS, along with the gene expressions of m-RNA, in the context of biochemical measurements. The data analysis involved descriptive statistics, chi-square, student-t, and Mann-Whitney U tests.

Results: The expression of GLT-1 protein exhibited a statistically significant reduction in the Sevo, Sevo3, and Sevo3+M groups when compared to the control group; the most significant decrease was observed in the Sevo3 group, while the melatonin-pretreated group exhibited a comparatively smaller decrease in GLT-1 protein expression. Compared to the control group, a decrease in GS protein expression was found in the Sevo, Sevo3, and Sevo3+M groups. Nonetheless, only the Sevo3 group demonstrated a statistically significant decline. In the Sevo, Sevo3, and Sevo3+M groups, there were reductions in GDH protein expression compared to the control group; however, these differences did not reach statistical significance. Regarding GLS protein expression, there were increases in the Sevo, Sevo3, and Sevo3+M groups compared to the control group. However, only the Sevo3 group exhibited a statistically significant difference.
Conclusion: The study's findings suggest that repeated sevoflurane anesthesia could potentially have neurotoxic effects in pediatric age groups. This phenomenon is believed to be due to its interaction with the brain's protective mechanisms, specifically those involving glutamate metabolism pathways. The administration of melatonin prior to exposure may exhibit protective properties against the toxic effects. It is advisable to exercise caution when administering repeated sevoflurane anesthesia to pediatric patients.