Farklı sürelerde uygulanan hiperbarik oksijenin kan beyin bariyeri üzerine etkisi
The effect of hyperbaric oxygen administered during different period of time on blood brain barrier
Yazar: SELÇUK TATAR
Danışman: PROF. DR. AKIN SAVAŞ TOKLU
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Sualtı Hekimliği ve Hiperbarik Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Deniz ve Sualtı Hekimliği = Marine and Underwater Medicine
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Glial fibriler asidik protein = Glial fibrillary acidic protein ; Hiperbarik oksijenasyon = Hyperbaric oxygenation ; Kan beyin bariyeri = Blood brain barrier ; Oksidanlar = Oxidants

Özet:
Amaçlar: Bu deneysel çalışmada, farklı sürelerde hiperbarik ortamda oksijen solumanın, sıçanların kan-beyin bariyeri (KBB) geçirgenliği ve oksidan-antioksidan sistemler üzerine etkileri araştırılmıştır.
Gereç ve yöntemler: Çalışmada Wistar albino, sağlıklı, genç erişkin dişi sıçanlar kullanıldı. Hayvanlar; kontrol, 1 gün süreyle hiperbarik oksijen (HBO) uygulanan (HBO-1) ve 5 gün süreyle HBO uygulanan (HBO-5) gruplar olmak üzere üçe ayrıldı. Hiperbarik oksijen (HBO) seansları, 15 dakika kompresyon, 2,5 atmosfer mutlak basınçta (ATA) 60 dakika %100, 15 dakika rekompresyon olarak uygulandı. HBO-1 grubuna 6 saat aralarla 24 saatte 3 kez HBO uygulandı. HBO-5 grubuna ilk 2 gün 6 saat aralarla 3'er kez, daha sonraki 3 gün 10'ar saat ara ile 2'şer kez olmak üzere toplam 12 kez HBO uygulandı. Son seanstan yaklaşık 2 saat sonra, alt gruplara bölünen sıçanlar kateterize edilerek, horseradish peroksidaz (HRP) işaretleyicisi enjeksiyonu, oksidan-antioksidan seviye ölçümü için doku örnekleri alımı, immünohistokimyasal değerlendirme için fiksasyon işlemleri yapıldı ve dekapitasyon uygulandı. KBB geçirgenliği, HRP işaretleyicisi ile elektron mikroskobik ve makroskobik düzeyde değerlendirildi. İmmunohistokimyasal değerlendirme, astrosit aktivasyon belirteci GFAP proteini araştırıldı. Oksidan-antioksidan sistemler hakkında bilgi edinebilmek amacıyla, beyin doku örneklerinde glutatyon (GSH) seviyesi, superoksit dismutaz (SOD) aktivitesi ve lipid peroksidasyonu ürünü olan malondialdehid (MDA) araştırıldı.
Bulgular: Elektron mikroskobisi düzeyinde normal şartlar altında KBB'yi geçemeyen HRP'nin, HBO-1 ve HBO-5 gruplarında KBB'yi geçtiği gözlendi. İmmunohistokimyasal olarak, GFAP boyanma yoğunluklarında gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı. GSH seviyesi, her iki grupta da korteks dokusunda kontrol grubuna göre anlamlı derecede düşük saptandı (p<0,05). Hipokampüs dokusunda, sadece HBO-5 grubunda anlamlı düşüş saptandı (p<0,05). SOD aktivitesi, bütün gruplarda kontrol grubuna göre yüksek saptandı, fakat istatiksel olarak anlamlı değildi. MDA seviyesinin, korteks dokusunda sadece HBO-5 grubunda anlamlı azaldığı tespit edildi (p<0,01). Hipokampüs dokusunda HBO-5 grubunda da (p<0,01), HBO-1 grubunda da (p<0,01) anlamlı azalma tespit edildi.
Sonuç: Sağlıklı sıçanlara 1 ve 5 gün sürelerle uygulanan HBO, KBB'den HRP işaretleyicisinin geçişine, beyin dokusunda MDA ve GSH seviyesinde düşmeye ve az da olsa SOD aktivitesinde artışa neden olmuştur.

Anahtar kelimeler: Hiperbarik oksijen, kan-beyin bariyeri, horseradish peroksidaz, GFAP, antioksidan, oksidan.

Abstract:
Objective: In this experimental study, the effects of breathing 100% oxygen under hyperbaric condition on blood-brain barrier (BBB) permeability and oxidant-antioxidant systems were investigated in rats.
Materials and methods: Healthy young female Wistar albino rats were divided into three groups as, control, hyperbaric oxygen (HBO) administered for 1 day (HBO-1) and HBO adminestered for 5 days (HBO-5) groups. Hyperbaric oxygen sessions were set as, compression in 15 min, 100% oxygen for 60 min at 2,5 ATA and decompression in 15 min. Three HBO sessions were applied to HBO-1 group with 6 hours intervals in 24 hours. HBO sessions were applied to the HBO-5 group as, 3 sessions a day in first two days and twice a day during the last three days. The rats were catheterized about 2 hours after the last hyperbaric sessions to inject horseradish peroxidase (HRP), to make the fixation for immunohistochemical evaluation, to take tissue samples for measurement of the oxidant-antioxidant level and decapitation. BBB permeability was examined electron microscopically by using HRP tracers. In immunohistochemical evaluation, glial fibrillary acidic protein (GFAP) was investigated. On samples of brain tissue, glutathione (GSH) level, superoxide dismutase (SOD) activity and lipid peroxidation product malondialdehyde (MDA) were investigated to obtain information about oxidant-antioxidant system.
Results: When examined by electron microscopy, it was observed that HRP couldn't pass through BBB in control group, but it was passed in HBO-1 and HBO-5 groups. Immunohistochemically, no significant difference was detected between groups in terms of GFAP stain density. GSH levels in cerebral cortex tissue of the rats in HBO-1 and HBO-5 were measured significantly lower comparing to control group (p<0,05). It was also lower also in hippocampal tissues, but significance was detected only in HBO-5 group (p<0,05). SOD activities in all groups were higher than control group although statsitically not significant. MDA level in brain cortex tissue was significanly lower only in HBO-5 group (p<0,01). It was significantly lower in hippocampal tissues in both HBO-5 (p<0,01) and HBO-1 (p<0,01) groups.
Conclusions: HBO administered to healthy rats for 1 and 5 days caused an increase in BBB permeability to HRP, decrease in MDA and GSH level in brain tissue and slight increase in SOD activity.

Key Words: Hyperbaric oxygen, blood-brain barrier, horseradish peroxidase, GFAP, antioxidant, oxidant.