Deneysel akut omurilik kontüzyon modelinde hücre ölüm tiplerinin kronolojik olarak incelenmesi ve hücre zedelenme şekli, şiddeti ve dağılımının haritalanması
The chronologic evaluation of cell death types and mapping the intensity and the distribution of the injury in an experimental acute spinal cord contusion model
Yazar: SELİM AYHAN
Danışman: DOÇ. DR. ATİLLA AKBAY
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nöroşirürji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2010
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; DNA = DNA ; Katepsinler = Cathepsins ; Nekroz = Necrosis ; Omurga = Spine ; Spinal kord yaralanmaları = Spinal cord injuries ; Spinal yaralanmalar = Spinal injuries

Özet:
Akut omurilik yaralanması tedavisinde birincil ve ikincil hasar mekanizmalarının iyi anlaşılması gerekmektedir. Birincil hasar travmanın şiddeti ile ilgilidir. Birincil hasarı takip eden reaktif patolojik süreç ikincil hasar olarak isimlendirilir ve bu süreç hücre ölümüne kadar uzanabilir. Nekroz ve apoptozun yaralanma sürecinde farklı yer ve zamanlarda etkili olması nedeniyle, bu hücresel ölüm mekanizmalarının kronolojik olarak oluşum ve gelişim sürecini, hasar yerindeki coğrafi dağılımını, lezyona kranial ve kaudal yöndeki sağlam ya da az hasarlı bölgelerdeki durumunu ve oranlarını anlamak, bu lezyonlarla başa çıkabilmek açısından önemlidir. Akut omurilik yaralanmalarında hücre ölüm mekanizmalarını karakterize etmek amacıyla yapılan bu çalışmada, denek olarak 35 adet, 200-300gr ağırlığında, erkek Wistar rat kullanılmış ve orta?ağır şiddette, kontüzyon tipi deneysel omurilik yaralanması oluşturulmuştur. Travma sonrası 1, 6, 24, 48, 72 ve 168. saatlerde çıkarılan omurilik segmentleri sırasıyla lezyon merkezi, lezyon merkezi çevresi (kranial ve kaudal yönde) 0.5cm aralıklar ile alınan toplam 2,5cm lik omurilik segmentinde lezyon boyunca Hematoksilen Eozin (HE) kesitlerinde nöronal ve glial hasar incelenmiş, paralel kesitler kullanılarak immünhistokimyasal yöntemlerle ssDNA antikoru ile DNA hasarı ve apoptoza uğrayan hücre sayımı, cathepsin B antikoru kullanılarak nekroz ve proteolitik enzim hasarı saptanarak elde edilen tüm veriler haritalanmış ve görsel ve sayısal hale getirilmiştir. ssDNA incelemelerinde, en rostral, rostral, santral, kaudal, en kaudal için, ayrı ayrı her grup, istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde zamanla artan DNA zedelenmesi ve apoptotik cisim artışı göstermiştir (p < 0.001). Katepsin B' nin omurilik yaralanmasında doku yıkımında 24. saatten itibaren etkili olabileceği izlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma, deneysel omurilik kontüzyon tipi yaralanma modelinde hem ssDNA hem de Katepsin B bulgularını birarada toparlayan ilk çalışmadır. ssDNA, apoptozis tanı ve değerlendirmesi yanısıra DNA hasarını en erken ve detaylı biçimde gösteriyor olması yanında, kolay uygulanabilirliği, tekrarlanabilirliği de göz önünde tutularak; zedelenme sonrası oluşan patofizyolojik olayların detayının anlaşılmasına yardımcı olacağı ve gelecek çalışmalara temel oluşturacağı düşünülmektedir.

Abstract:
It is mandatory to understand the primary and secondary injury mechanisms in details in the management of acute spinal cord traumas. The primary injury is correlated with the severity of trauma. It is followed by a reactive pathological phase called secondary injury which may lead to cell death through necrosis and apoptosis. The cell death mechanism varies in different locations and at different time points at the injured spine. To elucidate the underlying injury process, it is important to demonstrate the temporal and spatial distribution pattern of necrotic and apoptotic cells in and around the lesion and at relatively intact areas at the cranial and caudal borders of the injury for relation between the damage and its consequences. To characterize the cell death mechanisms in a moderate-severe acute spinal cord contusion injury model, 35 Wistar male rats, weighing between 200-300gr, were used. Rats were sacrifised 1, 6, 24, 48, 72 and 168 hours after injury, and spinal cord segments of 0.5cm-thick- were taken in and around the lesion cranially and caudally up to a total of 2.5cm. These segments were evaluated for neuronal and glial damage by Hematoxylin and Eosin (HE) sections, serial sections were used in immunohistochemical studies with anti-ssDNA antibody to evaluate both DNA damage index and apoptotic counts. Anti-Cathepsin B antibody was used to evaluate necrosis and proteolytic enzyme damage. The final results were mapped in order to visualise the extent, intensity and the distribution for all the parameters examined. Cells subject to DNA damage and apoptotic index was significantly increased in and between each localizations (proximal rostral, rostral, central, caudal and distal caudal) (p < 0.001). Cathepsin B seems to have an effect on cell damage at about 24 hours in spinal cord injury. This is the first study which demonstrates the combination of results of ssDNA and Cathepsin B in an experimental acute spinal cord contusion injury model. Since ssDNA immunostaining is easy to perform and can detect DNA damage and apoptosis in earliest phases and in detail; we think this method can be used to search the details of pathophysiologic mechanisms of traumatic spinal cord injury and application is advisable in future studies.