Kronik STZ-diyabetik sıçan kalbinde iskemi-reperfüzyon hasarı ve ardkoşullamanın koruyucu etkinliğinin incelenmesi
Investigation of ıschemia-reperfusion ınjury and protective effect of postconditioning at chronic STZ-induced diabetic rat heart
Yazar: HANDE ÖZGE ALTUNKAYNAK
Danışman: PROF. DR. A.TANJU ÖZÇELİKAY
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Bradikardi = Bradycardia ; Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Kalp = Heart ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; İskemi = Ischemia

Özet:
Diyabet, iskemik kalp hastalığının gelişiminde önemli bir rol oynamaktadır ve bu hastalığın uzun dönem sonuçlarını kötüleştirmektedir. Klinik bulguların aksine diyabetik deneysel hayvan modellerinde kalbin iskemiye karşı duyarlılığı ile ilgili sonuçlar çelişkilidir. Diyabetin süresi, şiddeti ve tipi, iskemi çeşidi (global iskemi ya da düşük akımlı iskemi) ve farklı çalışma protokolleri (in vivo ya da in vitro) gibi faktörler bu çelişkili sonuçların nedeni olarak ileri sürülmüştür. Diyabetik kalpteki fonksiyonel bozukluklardan biri olan bradikardi iskemi/reperfüzyon (İ/R) hasarına karşı artmış toleransa neden olabilir. Bu nedenle, bu çalışmanın ilk amacı, İ/R hasarına karşı diyabetik sıçan kalbinin fonksiyonel geri dönüşü üzerinde kalp atım hızının etkisini in vitro olarak değerlendirmekti. 8-haftalık diyabetik veya aynı yaştaki kontrollerinden izole edilen kalpler, spontan ve elektriksel uyarı (300 atım/dakika) yapılarak atan kalpler olmak üzere iki gruba ayrıldı. Langendorff sisteminde perfüze edilen kalplere, 20 dakika stabilizasyon periyodundan sonra global iskemi (40 dakika) ve 40 dakika reperfüzyon protokolü uygulandı. Her iki deneysel koşulda da, iskemik periyod öncesi kardiyak fonksiyonlar diyabetik kalplerde kontrollerle karşılaştırıldığında azaldı. Hem spontan atan hem de uyarı verileren gruplardaki diyabetik kalpler, aynı yaştaki kontrolleriyle karşılaştırıldığında reperfüzyon sonunda anlamlı bir geri dönüş gösterdi. Bu sonuçlar, 8 haftalık diyabetik sıçan kalbinin İ/R hasarına karşı dirençli olduğunu ve bunun bradikardiden bağımsız olarak oluştuğunu ortaya koymaktadır.İskemik ardkoşullamanın sağlıklı kaplerde İ/R hasarına karşı kardiyoprotektif olduğu bilinmesine karşın, diyabet gibi patofizyolojik bir durumda kardiyoprotektif etkisi hakkında sınırlı sayıda araştırma bulunmaktadır. Bu nedenle, çalışmamızın ikinci amacı, 8 haftalık diyabetik veya aynı yaştaki kontrollerinden izole edilen kalplerde, İskemik ardkoşullamanın, İ/R hasarına karşı kardiyoprotektif etkisini incelemekti. İskemik ardkoşullama, reperfüzyon sonunda, kontrol sıçan kalplerinde kardiyak fonksiyonel parametrelerde belirgin bir düzelme sağlarken diyabetik sıçan kalplerindeki kardiyak fonksiyonel parametrelerde herhangi anlamlı bir değişikliğe yol açmadı. Birlikte değerlendirildiğinde, çalışmamızda diyabetik kalpte İ/R karşı gözlemlenen direnç, sağlıklı kalpte iskemik ardkoşullamayla sağlanan intrinsik kardiyoproteksiyonun alternatif bir şekli gibi düşünülebilir.

Abstract:
Diabetes plays an important role in the development of ischemic heart disease and aggravates long term outcome of this pathology. In contrast to clinical data, results concerning the sensitivity to ischemia of hearts from experimental animal models of diabetes are controversial. Several factors including the duration, severity and the type of diabetes, kind of ischemia (ie, global zero flow versus low-flow ischemia) and different study protocols (in vivo or in vitro) accounted for the conflicting results. Bradycardia is one of the functional abnormalities occuring in diabetic heart, which may cause the increased tolerance against to ischemia/reperfusion (I/R) injury. Therefore, the first aim of this study was to evaluate the effect of heart rate on functional recovery of diabetic rat hearts subjected to I/R injury in vitro. Isolated hearts from 8-weeks diabetic or age-matched controls were divided into spontaneously beating and paced (300 beats/min) beating groups. After 20-minute stabilization period, global ischemia (40 min) followed by reperfusion (40 min) was applied to hearts perfused in Langendorff system. In both experimental conditions, cardiac functions before ischemic period were all depressed in diabetic hearts compared with controls. In both spontaneously beating and paced beating groups, diabetic hearts showed a significant recovery at the end of reperfusion when compared with their age-matched controls. This results showed that the heart from 8-week diabetic rat was resistance to I/R injury, which was independent from bradycardia.Although it is well known that ischemic postconditioning is cardioprotective to I/R injury in healthy hearts, there are a few research investigating the cardioprotective effect at pathophysiological condition, i.e. diabetes. So, the second aim of our study was to investigate the cardioprotective effect of ischemic postconditioning in isolated hearts from 8-weeks diabetic or age-matched controls. Ischemic postconditioning provided markedly improvement in cardiac functional parameters at the end of the reperfusion in control rat hearts but it did not cause any significant change in cardiac function in diabetic rat hearts. Taken together, resistance to I/R injury observed in the diabetic heart in our study can be considered an alternative form of intrinsic cardioprotection analogous to that induced by ischemic postconditioning in the healthy heart.