Deneysel iskemi reperfüzyon hasarında deksmedetomidin ve levobupivakainin etkileri
Effects of dexmedetomidine and levobupivacane on experimental ischemia reperfusion injury
Yazar: HALİL İBRAHİM TURNA
Danışman: DOÇ. DR. SEVGİ KESİCİ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İstanbul Şişli Hamidiye Etfal Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation

Özet:
Amaç: Klinikte, iskemi/reperfüzyon (I/R) hasarı mortalitesi yüksek vasküler bir kriz olup sıklıkla akut mezenterik iskemi, şok ve majör operasyonlardan sonra ortaya çıkmaktadır. Literatürde I/R hasarını önlemede değişik moleküllerin etkili olduğu bildirilmekle birlikte en etkili tedavi hala bilinmemektedir. Literatürde Dex'in karaciğer, böbrek, beyin ve retinada I/R hasarı üzerine koruyucu etkisi olduğunu gösteren çalışmalar bulunmaktadır. Lokal anestezik (LA) uygulaması, postoperatif analjezi amacıyla birçok cerrahi prosedürde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bupivakain (B) ve levobupivakain (LVB) de bu amaçla sıklıkla kullanılan LA ajanlardandır. LVB, amid yapılı lokal anesteziklerden olup bupivakainin negatif enantiomeridir. Lokal anestezik etkisinin yanında adrenerjik antagonist etkisi de bulunmaktadır. LA'lerin anti-inflamatuar etkileri çeşitli çalışmalarda gösterilmiştir. Dex'in anti-inflamatuar etki mekanizması ile I/R hasarını önleyebileceği bilgisi dikkate alındığında, LA'lerin de antiinflamatuvar etkisi nedeniyle I/R hasarını azaltabileceği öngörülmektedir. Literatürdeki çalışmalarda LVB ile Dex'in birlikte güvenli bir şekilde kullanılabileceği ve daha etkin bir analjezi ve anestezi sağladığı bildirilmektedir. Bu nedenle çalışmamızda, Dex ve LVB'in birlikte daha güçlü bir antiinflamatuvar etki sağlayabileceği düşünüldüğünden IR hasarını önlemede daha etkili olabileceği hipotezi ile kombine kullanımının da etkileri araştırıldı.
              Bu çalışmanın primer amacı Dex ve LVB'inin I/R hasarında oksidatif stres parametreleri üzerine etkilerinin ortaya konulmasıdır. Sekonder amacı ise organ fonksiyonlarını gösteren kan biyokimyasal parametreleri, iskemi biyomarkerları ve histopatolojik olarak organ hasarı üzerine etkilerinin ortaya konulmasıdır.

Gereç ve Yöntem: Bu çalışma Sağlık Bilimleri Üniversitesi, Hamidiye Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurul'undan alınan onay (Onay Tarihi/Onay No: 28/07/2022/07-02) ile 03-28 Ekim 2022 tarihleri arasında Sağlık Bilimleri Üniversitesi, Hamidiye Hayvan Deneyleri Labaratuvarı'nda yapıldı.  Sıçanlar her grupta 8 adet sıçan olacak şekilde 4 eşit gruba ayrıldı.  Grup'lar; Group C (Control): 1 mL IP izotonik+Laparatomi+IP 2 mL izotonik+I/R. Group D (Dexmedetomidin): 100 µg kg-1/1 mL IP Dex+Laparatomi+IP 2 mL izotonik+I/R Grup L (Levobupivacaine): 1 mL IP izotonik+Laparatomi+IP LVB (2,5 mg kg−1/2 mL) +I/R. Group DL (Dex+LVB): 100 µg kg-1/1 mL IP Dex+Laparatomi+IP LVB (2,5 mg kg−1/2 mL) +I/R. Biyokimyasal inceleme için yaklaşık 4-6 mL kan örnekleri intrakardiak ponksiyon ile alındı. Histopatalojik inceleme için beyin, kalp, akciğer ve karaciğer doku örnekleri alınarak tüm sıçanlar sakrifiye edildi. Biyokimyasal olarak kan örneklerinde aspartat amino transaminaz (AST), alanin amino transaminaz (ALT) ve serum glukozu Abbott Architect c16000 oto analizörü ile ölçüldü. Total Antioxidant Status (TAS) ve total oxidant status (TOS) Real Assay Total Antioxidant Status Assay Kit ile ölçüldü. TAS değerleri; mmol Askorbik Asit Ekivalent / L, TOS değerleri ise; µmol H2O2 Ekivalent / L olarak hesaplandı. İstatiksel analizler MedCalc Statistical Software version 12.7.7 (MedCalc Software bvba, Ostend, Belgium; http://www.medcalc.org; 2013) Programı kullanılarak gerçekleştirildi.

Bulgular: Grup L ve Grup DL'de ortalama kan glukoz düzeyleri Grup C'ye göre istatiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek tespit edildi (sırasıyla; p=0.001, p=0.016). Grup L ve Grup DL'de ortalama kan kreatinin düzeyleri Grup C'ye göre istatiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek tespit edildi (sırasıyla; p=0.008, p<0.001). Grup L ortalama kan AST düzeyleri Grup C'ye göre istatiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek tespit edildi (p=0.031). Grup L ortalama kan İskemi Modifiye Albumin (IMA) düzeyleri Grup D'ye göre istatiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek tespit edildi (p=0.001). Grup D ortalama kan Total Antioksidan Status (TAS) düzeyleri Grup C ve Grup L'ye göre istatiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek tespit edildi (sırasıyla; p=0.037, p=0.048). Grup DL Oksidatif Stres Indeks (OSI) değeri Grup C'ye göre istatiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek tespit edildi (p=0.010). Gruplardaki sıçanların ortalama Karaciğer Histopatoloji Skor (LHS), Akciğer Histopatoloji Skor (PHS), Kalp Histopatoloji Skor (HHS)'ları açısından istatiksel olarak anlamlı fark tespit edilmedi (sırasıyla; p=0.793, p=0.720, p=0.123). 

Sonuç: Çalışmamızdaki primer amacımız oksidatif stres parametrelerinin ortaya konulması olduğundan istatiksel olarak olmasa da Dex grubunda daha fazla olmak üzere hem Dex hem de LVB'inin ortalama OSI düzeylerini azalttığı tespit edildi. DL grubunda ise istatiksel olarak anlamlı düzeyde ortalama OSI değerlerinin azaldığı sonucuna varıldı.  Çalışmamızdan elde edilen sonuçlar doğrultusunda hem Dex hem de LVB'inin I/R hasarında protektif etkilerinin olduğu özellikle kombine kullanıldıklarında bu etkilerin daha da arttığı ve istatiksel olarak anlamlı olduğu tespit edildi. Literatürdeki çalışmalarda Dex ve LVB'inin birlikte kullanılmasının analjezik ve anestezik etkinliği daha da arttırdığı dikkate alındığında I/R hasarı riskinin yüksek olduğu major cerrahi girişimlerde Dex ve LVB'inin birlikte kullanılması ile I/R hasarının azaltılarak hasta morbidite ve mortalite riskinin düşürülebileceği kanaatindeyiz. Literatür incelemelerimiz doğrultusunda Dex ve LVB'inin I/R hasarında birlikte kullanılması ile ilgili çalışma tespit edilemediğinden bu çalışma sonuçlarının klinik çalışmalar ile desteklenmesinin klinik pratiğe katkı sağlayabileceği öngörülmektedir.

Anahtar kelimeler: İskemi, reperfüzyon, deksmedetomidin, levobupivakain, deneysel çalışma.

Abstract:
Purpose: Clinically, ischemia/reperfusion (I/R) injury is a vascular crisis with high mortality that frequently occurs after acute mesenteric ischemia, shock, and major operations. Although it has been reported in the literature that different molecules are effective in preventing I/R injury, the most effective treatment is still unknown. Some studies in the literature demonstrated that that Dex has a protective effect on the liver, kidney, brain, and retina in I/R damage. The application of local anesthetics (LA) is widely used in many surgical procedures for the purpose of postoperative analgesia. Bupivacaine (B) and levobupivacaine (LVB) are among the local anesthetic agents frequently used for this purpose. LVB is an amide local anesthetic that is the negative enantiomer of bupivacaine. Aside from its local anesthetic properties, it also has an adrenergic antagonist effect. The anti-inflammatory effects of LAs have been demonstrated in several studies. Considering that Dex can prevent I/R damage through its anti-inflammatory mechanisms, it is hypothesized that LAs, which also possess this property, could reduce I/R damage as well. Studies in the literature demonstrate that LVB and Dex can be used safely together while achieving a more effective analgesia and anesthesia. Therefore, in our study, the effects of combined use of Dex and LVB were investigated, with the hypothesis that they may be more effective in preventing IR damage, as they are thought to provide a stronger anti-inflammatory effect when used in combination.
The primary aim of this study is to reveal the effects of Dex and LVB on oxidative stress parameters in I/R injury. The secondary aim is to investigate the effects of Dex and LVB on blood biochemical parameters indicating organ functions, ischemia biomarkers and histopathological organ damage.

Material and Method: This study was conducted at the University of Health Sciences, Hamidiye Animal Experiments Laboratory between 03-28 October 2022 with the approval received from the Health Sciences University, Hamidiye Animal Experiments Local Ethics Committee (Approval Date/Approval No: 28/07/2022/07-02). The rats were divided into 4 equal groups, with 8 rats in each group. Group C (Control): 1 mL IP isotonic+Laparotomy+IP 2 mL isotonic+I/R. Group D (Dexmedetomidine): 100 µg kg- 1/1 mL IP Dex+Laparotomy+IP 2 mL isotonic+I/R. Group L (Levobupivacaine): 1 mL IP isotonic+Laparotomy+IP LVB (2.5 mg kg−1/2 mL)+I/R. Group DL (Dex+LVB): 100 µg kg−1/1 mL IP Dex+Laparotomy+IP LVB (2.5 mg kg−1/2 mL)+I/R. Approximately 4-6 mL of blood samples were collected via cardiac puncture for biochemical analysis. The rats were sacrificed, and brain, lung and liver tissue samples were taken for histopathological examination. Aspartate amino transaminase (AST), alanine amino transaminase (ALT) and serum glucose in blood samples were measured with an Abbott Architect c16000 analyzer. Total Antioxidant Status (TAS) and Total Oxidant Status (TOS) were measured with Real Assay Total Antioxidant Status Assay Kit (Mega Medicine San. ve Tic. Ltd. Şti., Türkiye). TAS values were calculated as mmol Ascorbic Acid Equivalent / L, and TOS values were calculated as µmol H2O2 Equivalent / L. The sample calculation was carried out using the MedCalc® Statistical Software version 19.7.2 (MedCalc Software Ltd, Ostend, Belgium; https://www.medcalc.org; 2021) Program.

Results: Mean blood glucose levels in Group L and Group DL were found to be statistically significantly higher than in Group C (p=0.001, p=0.016, respectively). Mean blood creatinine levels in Group L and Group DL were statistically significantly higher than in Group C (p=0.008, p<0.001, respectively). It was also found that Group L mean blood AST levels were statistically significantly higher than Group C (p=0.031). Group L mean blood Ischemia Modified Albumin (IMA) levels were statistically significantly higher than Group D (p=0.001). Group D mean blood Total Antioxidant Status (TAS) levels were found to be statistically significantly higher than Group C and Group L (p=0.037, p=0.048 respectively). Group DL Oxidative Stress Index (OSI) value was found to be statistically significantly higher than Group C (p=0.010). Upon analyzing the histopathology scores of rats in the groups, no statistically significant distinctions were observed in terms of mean Liver Histopathology Score (LHS), Pulmonary Histopathology Score (PHS), and Heart Histopathology Score (HHS) (p=0.793, p=0.720, p=0.123 respectively). 

Conclusion: The primary aim in our study was to determine oxidative stress parameters, and although not statistically significantly, it was determined that both Dex and LVB reduced the average OSI levels with more reduction in the Dex group. It was concluded that the mean OSI values decreased statistically significantly in the DL group.  Based on the results derived from our study, it was determined that both Dex and LVB had protective effects in I/R injury. Particularly, when used in combination, these effects were further enhanced and reached statistical significance. Considering that the combined use of Dex and LVB further increases analgesic and anesthetic effectiveness as demonstrated in studies in the literature, we believe that the risk of patient morbidity and mortality can also be decreased by reducing I/R damage with the combined use of Dex and LVB in major surgical interventions where the risk of I/R damage is high. Since no studies on the combined use of Dex and LVB in I/R injury were found in our literature review, it is anticipated that supporting the results of this study with clinical studies may contribute to clinical practice substantially.
Key words: Ischemia, reperfusion, dexmedetomidine, levobupivacaine, experimental study.

Keywords: Ischemia, reperfusion, dexmedetomidine, levobupivacaine, experimental study