Sıçan alt ekstremite akut iskemi reperfüzyon modelinde oluşturulan oksidatif stres hasarına karşı intravenöz glutatyonun olası koruyucu etkileri
Possible protective effects of intravenous glutathione against the oxidative stress induced in hind limb ischemia-reperfusion injury model in rats
Yazar: MERT MERİÇ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM UFUK ALPAGUT
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Kalp ve Damar Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi = Thoracic and Cardiovascular Surgery

Özet:
Amaç: Glutatyon (GSH), antioksidan sisteminin en güçlü üyesi olarak kabul edilir; ancak 
interorgan metabolizması ile ilgili olarak, intravenöz uygulandığında biyoyararlanımı ve reaktif 
hücre içi oksijen türlerinin (ROS) yanıtını azaltmadaki etkisi literatürde tartışmalıdır. GSH'ın tek 
başına iskemi – reperfüzyon oluşturulmuş sıçanlarda reperfüzyon hasarına karşı olası koruyucu 
etkisini ve C vitaminiyle birlikte verilmesiyle birlikte total redoks dengesinin antioksidan sistemin etkinliği üzerine etkilerini incelemekteyiz.

Kalp ve damar cerrahisinde sıklıkla karşılaşılan iskemi – reperfüzyon hasarı konusundan 
başlayarak, kronik hastalıkların önlenmesine kadar geniş bir yelpazede, literatürdeki açık noktaları 
kapatabilecek yeni araştırmalara adım oluşturması umuduyla sonuçlarımızı paylaşıyoruz.

Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada ağırlıkları 200-400 gr olan toplam 19 erkek 19 dişi 
toplam 38 adet Wistar Albino cinsi sıçan kullanıldı. Sıçanlar rastgele ve kontrol grubu 6, diğer 
gruplar 8 adet olacak şekilde beş gruba ayrıldı. Kontrol grubu dışında kalan sıçanlarda iskemi 
yaratabilmek adına, alt ekstremitelerine lastik bant ile turnike uygulandı. Lastik bant, trochanter 
majör proksimaline yerleştirildikten sonra distal akım sinyalinin vasküler doppler ultrasonografide 
alınamamasıyla iskemi onaylandı ve takip eden 60 dakika sonra lastik bant kesilerek reperfüzyon 
sağlandı. Kontrol ve iskemi – reperfüzyon (I/R) gruplarına, iskemiden 30 dk önce başlayıp 120 dk 
boyunca devam edecek şekilde infüzyon pompası kullanılarak serum fizyolojik infüzyonu, diğer 
gruplara ise aynı süre aralıklarında C vit, GSG ve GSH + C vit infüzyonu uygulandı. İnfüzyon 
bitimini takiben 30 dk sonra, reperfüzyonun 2. saatinde, kontrol grubu da dahil olmak üzere tüm 
sıçanlar eksanguinasyon yöntemi ile sakrifiye edilerek biyokimyasal çalışma için kan örnekleri ve 
gastroknemius kas dokusu alınarak uygun koşullarda saklandı.

Alt ekstremitede iskemi – reperfüzyon modeli oluşturulan sıçanlara uygulanan Glutatyon, 
C vitamini ve Glutatyon + Cvitamini tedavilerinin serum ve kas dokusunda oksidan ve antioksidan 
göstergeler üzerine etkileri araştırıldı. Bu amaçla ROS, MDA, AOPP düzeyleri ile birlikte GSH, 
C vitamini, FRAP ve GPX aktiviteleri incelendi.

Bulgular: Bulgular incelendikten sonra iskemi – reperfüzyon hasarını önlemede GSH + C 
vitaminin serum ve kas dokusunda ROS, AOPP ve MDA'yı anlamlı olarak azaltarak, antioksidan 
sistemde sinerjist etki gösterdiği saptandı. Bulgular histopatolojik incelemeler ile doğrulandı. 
Bu "non-enzimatik" sinerjist etkiyi modellemek adına veriler ChatGPT 4.0'a yüklendi. 
Pythone Veri Analiz Programı ile çoklu doğrusal regresyon analizleri yapılarak, üzerinden 
biyolojik modelleme yapılabilecek grafikler elde edildi. Elde edilen grafiklerin yorumlanması ile 
literatürdeki diğer modellemeler ve çalışmalar taranarak "Biyolojik Batarya Modeli" oluşturuldu. 
Bu modelin vitamin ve minerallere getirdiği elektriksel bakış açısı, İnsan Devre Teorisi'nin 
oluşmasına zemin hazırladı. İnsan Devre Teorisi antioksidan sistem aktivitemizin ölçülebilir bir
şekilde takibinin mümkün olabileceğini vaat ediyor. 

Sonuç: Elde edilen bulgular ışığında alt ekstremite iskemisinde perfüzyonun tekrar 
oluşturulması sonrası oluşabilecek lokal ve sistemik etkilerin azaltılmasında GSH + C Vit 
tedavisinin kullanımının faydalı olabileceği düşünülmektedir. Buna dayanarak, GSH + C Vit 
tedavisinin klinik etkinliğinin, reperfüzyon sağlanmış akut arteriyal iskemi hastalarından 
başlayarak, dokunun oksidatif strese maruz kaldığı her türlü klinik senaryo için araştırılması uygun 
olacaktır. 

Elektriksel akımın yalnızca enerji üretimi değil, hücre sinyal mekanizmalarında da 
kullanıldığı göz önüne alındığında, vücutta vitamin ve minerallerin görev aldığı sistemlere farklı 
bir göz ile bakmak gerekecektir. Ancak daha öncesinde, İnsan Devre Teorisi konuya ilgi duyan 
araştırmacılar tarafından biyolojik ve fiziksel olarak kanıtlanmalı ve detaylandırılmalıdır.

Anahtar Kelimeler: Glutatyon + C Vitamini, Biyolojik Batarya Modeli, İnsan – Devre Teorisi

Abstract:
Objective: Glutathione (GSH) is considered the most potent member of the antioxidant 
system; however, its bioavailability when administered intravenously and its effect on reducing 
the response of reactive oxygen species (ROS) in interorgan metabolism are controversial in the 
literature. We aim to investigate the potential protective effect of GSH alone against reperfusion 
injury in rats subjected to ischemia-reperfusion and the effects of its co-administration with 
vitamin C on the overall redox balance and the effectiveness of the antioxidant system.

From ischemia-reperfusion injury commonly encountered in cardiovascular surgery to a 
wide range of chronic diseases prevention, we share our results in hopes of paving the way for new 
research that could fill the gaps in the literature.

Materials and Methods: In this study, a total of 38 Wistar Albino rats, consisting of 19 
males and 19 females weighing between 200-400 grams, were used. The rats were randomly 
divided into five groups, with six rats in the control group and eight rats in each of the other groups. 

To induce ischemia in rats other than the control group, a tourniquet was applied to their lower 
extremities. Ischemia was confirmed when distal flow signals could not be obtained by vascular 
Doppler ultrasonography after placing the tourniquet proximally to the trochanter major, followed 
by reperfusion after 60 minutes by cutting the tourniquet. Infusion pumps were used to administer 
saline infusion for 120 minutes starting 30 minutes before ischemia to the control and ischemiareperfusion (I/R) groups, while the other groups received GSH, vitamin C, and GSH + vitamin C infusions at the same intervals. Thirty minutes after the end of infusion, all rats, including the 
control group, were sacrificed by exsanguination, and blood samples for biochemical analysis and 
gastrocnemius muscle tissue were collected and stored under appropriate conditions.

The effects of glutathione, vitamin C, and glutathione + vitamin C treatments on oxidant 
and antioxidant indicators in serum and muscle tissue of rats subjected to ischemia-reperfusion in 
the lower extremity were investigated. For this purpose, ROS, MDA, AOPP levels, as well as 
GSH, vitamin C, FRAP, and GPX activities were examined.

Results: After analyzing the findings, it was determined that GSH + vitamin C treatment 
significantly reduced ROS, AOPP, and MDA in serum and muscle tissue, thereby showing a 
synergistic effect in the antioxidant system in preventing ischemia-reperfusion injury. The findings 
were confirmed by histopathological examinations.

To model this "non-enzymatic" synergistic effect, the data were uploaded to ChatGPT 4.0. 
Multiple linear regression analyses were performed using the Python Data Analysis Program to 
obtain graphs that could be used for biological modeling. By interpreting the obtained graphs and 
reviewing other models and studies in the literature, a "Biological Battery Model" was established. 
The electrical perspective brought to vitamins and minerals by this model laid the groundwork for 
the formation of the Human Circuit Theory. The Human Circuit Theory promises that the activity 
of the antioxidant system can be measurable.

Conclusion: In light of the findings, the use of GSH + Vitamin C therapy is considered 
beneficial in reducing the local and systemic effects that may occur after reperfusion following 
lower extremity ischemia. Based on this, it would be appropriate to investigate the clinical 
effectiveness of GSH + Vitamin C therapy for any clinical scenario where tissues are exposed to 
oxidative stress, starting with acute arterial ischemia patients who have undergone reperfusion.

Considering that electrical current is not only involved in energy production but also in 
cellular signaling mechanisms, a different perspective is needed on systems in the body where 
vitamins and minerals are involved. However, before that, the Human Circuit Theory needs to be 
biologically and physically proven and detailed by researchers interested in the subject.

Keywords: Glutathione + Vitamin C, Biological Battery Model, Human Circuit Theory