Radyoterapi sonrası oluşan tükürük bezi hasarına karşı koenzim q10 ve hiperbarik oksijen tedavisinin etkinliğinin araştırılması: deneysel çalışma
Investigation of the effectiveness of coenzyme Q10 and hyperbaric oxygen therapy in the treatment of salivary gland damage after radiotherapy: An experimental study
Yazar: BEGÜM BUSE ÇAKIR
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGE ÇAĞLAR ÇİL
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Kulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Kulak Burun ve Boğaz = Otorhinolaryngology (Ear-Nose-Throat)

Özet:
Giriş ve Amaç: Radyoterapi baş boyun kanserlerinde kullanılan önemli bir tedavi yöntemidir. Radyoterapi esnasında tümörlü doku ve organlara tedavi amaçlı radyasyon verilirken çevresindeki sağlıklı doku ve organların da etkilenmesi kaçınılmazdır. Tükürük bezleri baş boyun ışınlaması sırasında radyasyona maruz kalan en duyarlı dokulardan biridir. Radyasyona bağlı tükürük bezi hasarında birçok madde araştırılmış olup biz de bu deneysel çalışmamızda baş boyun bölgesi radyoterapisine maruz bıraktığımız ratlarda antioksidan özelliğiyle bilinen Koenzim Q10 (CoQ10) ve dokuda oksijenizasyonu arttırıp anjiogenezi uyaran Hiperbarik Oksijen Tedavisinin (HBOT) submandibuler bezlere etkinliğini histopatolojik ve biyokimyasal olarak incelemeyi amaçladık.

Materyal-Metod: Çalışmaya ortalama ağırlığı 300 gram olan Wistar Albino cinsi 48 rat ile başlandı. Denekler beş gruba ayrıldı. Grup 1'deki (Kontrol) 8 rata altı hafta boyunca intraperitoneal (İP) 1 cc serum fizyolojik (SF) verildi. Grup 2'deki (Sham) 10 ratın baş boyun bölgesine beş gün art arda 3 Gy radyoterapi (RT) uygulandı. RT'ye başlamadan bir hafta önce başlanarak altı hafta boyunca İP 1 cc SF verildi. Grup 3'teki (CoQ10) 10 ratın baş boyun bölgesine beş gün ard arda 3 Gy radyoterapi (RT) uygulandı. RT'ye başlamadan bir hafta önce başlanarak altı hafta boyunca İP 10 mg/kg/gün CoQ10 başlanıp altı hafta boyunca devam edildi. Grup 4'teki (HBOT) 10 ratın baş boyun bölgesine beş gün ard arda 3 Gy radyoterapi (RT) uygulandı. RT'den bir hafta sonra başlanarak dört hafta boyunca haftada altı gün HBOT uygulandı. Grup 5'teki (CoQ10+HBOT) 10 ratın baş boyun bölgesine beş gün ard arda 3 Gy radyoterapi (RT) uygulandı. RT'ye başlamadan bir hafta önce başlanarak altı hafta boyunca İP 10 mg/kg/gün CoQ10 başlanıp altı hafta boyunca devam edildi. RT'den bir hafta sonra başlanarak dört hafta boyunca haftada altı gün HBOT uygulandı. Çalışmamızın onuncu gününde 2, 3 ve 5. gruptaki 2'şer sıçan anestezi komplikasyonuna bağlı ex olarak çalışma dışı kabul edildi. Altı hafta sonunda submandibuler bezler eksize edildi. Ağırlıkları hassas tartı yardımıyla ölçülerek sol submandibuler bez histopatolojik analiz için, sağ submandibuler bez biyokimyasal analiz için istatistiksel olarak incelendi. 

Bulgular: Tek başına CoQ10 kullandığımız ratlarda histopatolojik olarak asinüs dejenerasyonu, interstisyel alanda akıntı, asiner hücre nükleuslarında polimorfizm, tübül ve duktal epitel hücrelerinde piknoz skorlarını anlamlı derecede azalttığı sonucuna vardık (p<0,05). Biyokimyasal verilerde ise tek başına anlamlı etki göstermedi. Tek başına HBOT kullanılan grupta histopatolojik olarak asiner hücrede vakuolizasyon, asinüs dejenerasyonu, asiner hücre nükleuslarında polimorfizm, interstisyel alanda fibrozis, duktal epitel hücrelerinde piknoz, vasküler duvarda vakuolizasyon skorlarını tek başına radyoterapi alan gruba göre anlamlı derecede azalttığı sonucuna vardık (p<0,05). Biyokimyasal verilerde ise tek başına anlamlı etki göstermedi. HBOT+CoQ10 grubunda ise vasküler duvarda vakuolizasyon hariç tüm histopatolojik parametrelerde ayrıca SOD değerlerinde istatistiksel olarak  tek başına RT alan gruba göre anlamlı etki gözlemledik.

Sonuç: Bu sonuçların CoQ10 ve HBOT'nin RT sonrası tükürük bezi hasarında istatistiksel olarak anlamlı olduğu ve tek tedavi olarak kullanılabileceği ancak birlikte kullanımda etkinliklerinin çok daha iyi olduğunu gözlemledik. Bu tedavi yöntemlerinin klinik çalışmalarda kullanılabilmesi için destekleyici, daha kapsamlı çalışmaların yapılması gerekmektedir.

Anahtar Kelimeler: Radyoterapi, Submandibuler Bez, Koenzim Q10, Hiperbarik Oksijen Tedavisi

Abstract:
Introduction and Purpose: Radiation therapy is an important treatment method used in head and neck cancers. During radiation therapy, targeted radiation is delivered to the tumor tissues and organs, inevitably affecting the surrounding healthy tissues and organs. Salivary glands are among the most sensitive tissues exposed to radiation during head and neck irradiation. Many substances have been investigated for radiation-induced salivary gland damage, and in our experimental study, we aimed to examine the effectiveness of the antioxidant Coenzyme Q10 (CoQ10) and Hyperbaric Oxygen Therapy (HBOT), which increases tissue oxygenation and promotes angiogenesis, on submandibular glands histopathologically and biochemically in rats exposed to head and neck radiotherapy.

Material-Method: The study began with 48 Wistar Albino rats with an average weight of 300 grams. The subjects were divided into five groups. In Group 1 (Control), 8 rats were given intraperitoneal (IP) 1 cc of saline solution (SF) for six weeks. In Group 2 (Sham), 10 rats received 3 Gy of radiotherapy (RT) in the head and neck region for five consecutive days. Starting one week before RT, they were given IP 1 cc of SF for six weeks. In Group 3 (CoQ10), 10 rats received 3 Gy of RT in the head and neck region for five consecutive days. Starting one week before RT, they were given 10 mg/kg/day of CoQ10 via IP for six weeks. In Group 4 (HBOT), 10 rats received 3 Gy of RT in the head and neck region for five consecutive days. Starting one week after RT, they underwent hyperbaric oxygen therapy (HBOT) six days a week for four weeks. In Group 5 (CoQ10+HBOT), 10 rats received 3 Gy of RT in the head and neck region for five consecutive days. Starting one week before RT, they were given 10 mg/kg/day of CoQ10 via IP for six weeks. Starting one week after RT, they underwent HBOT six days a week for four weeks. On the tenth day of our study, 2 rats in each of the 2nd, 3rd, and 5th groups were excluded from the study due to anesthesia complications. After six weeks, submandibular glands were excised. Their weights were measured using a sensitive scale for left submandibular gland histopathological analysis and right submandibular gland biochemical analysis, which were statistically examined.

Findings: We concluded that in rats treated with CoQ10 alone, there was a significant reduction in histopathological parameters including acinar degeneration, interstitial inflammation, polymorphism in acinar cell nuclei, and pyknosis in tubular and ductal epithelial cells (p<0.05). However, it did not show a significant effect in the biochemical data. In the group treated with HBOT alone, we observed a significant reduction in histopathological parameters, including vacuolization in acinar cells, acinar degeneration, polymorphism in acinar cell nuclei, fibrosis in the interstitial area, pyknosis in ductal epithelial cells, and vacuolization in vascular walls, compared to the group treated with radiotherapy alone (p<0.05). However, it did not show a significant effect in the biochemical data. In the HBOT+CoQ10 group, we observed a significant effect in all histopathological parameters except for vacuolization in vascular walls, as well as in SOD (superoxide dismutase) levels, compared to the group treated with radiotherapy alone (p<0.05).

Conclusion: We observed that these results statistically significantly improved salivary gland damage after radiotherapy, and they can be used as a single treatment, but their effectiveness is much greater when used together. Supportive and more comprehensive studies are necessary for these treatment methods to be used in clinical trials.

Keywords: Radiotherapy, Submandibular Gland, Coenzyme Q10, Hyperbaric Oxygen Therapy