ISSN : 1301-5680
e-ISSN : 2149-8156
Turkish Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery     
Protective effect of melatonin on lung injury caused by ischemia-reperfusion of the lower extremities
Ayhan Uysal1, Oktay Burma 1, İlker Akar 1, Kadir Kaan Özsin 1, Ali Rahman 1, Bilal Üstündağ2, Hanifi İbrahim Özercan3
1Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi, Kalp ve Damar Cerrahisi Anabilim Dalı, Elazığ
2Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı, Elazığ
3Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi, Patoloji Anabilim Dalı, Elazığ

Abstract

Background: Lung injury occurs following lower limb reperfusion due to neutrophil infiltration and free oxygen radicals. Melatonin, the chief secretory product of the pineal gland, plays a role in the regulation of various physiological and neuroendocrine functions. In this study, injury in the lungs due to experimental lower extremity ischemia-reperfusion (I-R) and the protective effect of melatonin were investigated.

Methods: Forty male New Zealand white rabbits were used in the study. Rabbits were randomly divided into four groups: Group 1 (sham group, n=10), group 2 (I-R group without treatment, n=10), group 3 (preischemia treatment group, n=10), group 4 (prereperfusion treatment group, n=10). Only anesthesia was performed to rabbits in group 1 and after 6 hours blood and tissue samples were taken. In groups 2, 3 and 4, after anesthesia tourniquets were applied to bilateral hind limbs at the hip level. After 4 hours of ischemia, the tourniquets were removed and following two hours of reperfusion period, blood and tissue samples were taken. Melatonin (10 mg/kg) was administered intraperitoneally 15 minutes before ischemia to group 3, and 15 minutes before reperfusion to group 4. Plasma malondialdehyde (MDA) levels were measured in blood samples and lung tissue MDA levels were determined. Additionally, lung tissue was examined histopathologically.

Results: The levels of tissue and plasma MDA were found to be significantly lower in group 4 when compared to groups 2 and 3 (p<0.01). Histopathological examination revealed a lower neutrophil count, less interstitial edema and congestion in group 4 (p<0.01), in which the septums between the alveoli were also thinner.

Conclusion: Administration of melatonin before reperfusion decreased the lung injury caused by temporary lower extremity ischemia-reperfusion. Melatonin exerts these effects by inhibiting lipid peroxidation and neutrophil infiltration.

Alt ekstremite iskemi-reperfüzyonu sık karşılaşılan ve klinik açıdan önemli sonuçları olan bir olaydır. İskemi sonrası reperfüzyonla birlikte serbest oksijen radikalleri (SOR) ve inflamatuvar mediatörlerin etkisiyle hem lokal hem de sistemik hasar oluşumu başlamış olur.[1] Kan akımının yeniden sağlanması ekstremiteyi kurtarmasına karşın, multisistem organ disfonksiyonu gelişimine ve mortaliteye neden olabilmektedir. Bu hasar özellikle miyokard dokusunda, böbreklerde ve akciğerlerde gözlenebilir.[2] Akciğer dokusu alt ekstremite iskemi reperfüzyon hasarından en çok etkilenen hedef organ olup oluşan hasar sonucu bazı olgularda uzamış ventilatör ve inotropik destek gereksinimine, dolayısıyla da mortaliteye neden olabilmektedir.[3] Bu hasarın önlenmesi veya azaltılmasına yönelik pek çok ilaç ve yöntem denenmiştir.

Melatonin bir indolamin türevi olup sirkadiyen ritimle salınım gösteren pineal bez hormonudur. Son yıllarda yapılan çalışmalarda melatoninin kardiyoprotektif, nöroprotektif, antiinflamatuvar, antikanserojen, analjezik özellikleri olduğu ve vücut ısısı, kan basıncı, gonadal fonksiyonlar ile uyku uyanıklık siklusunu düzenlemede etkinliğinin bulunduğu gösterilmiştir.[4-6] Bu etkilerin bazılarının melatoninin hem doğrudan serbest oksijen radikali (SOR) temizleyici hem de dolaylı olarak antioksidan enzim aktivitelerini artırıcı özelliğinden kaynaklandığı bilinmektedir.[7]

Bu çalışmada, deneysel alt ekstremite iskemi-reperfüzyon modelinde gelişen akciğer hasarını önlemede farmakolojik olarak uygulanan melatoninin etkinliği araştırıldı.

Methods

Çalışmada ağırlıkları 2400-2800 gram arasında değişen 40 adet Yeni Zelanda cinsi sağlıklı beyaz erkek tavşan kullanıldı.

Denekler rasgele dört gruba ayrıldı;

Grup 1 (G1, sham grubu, n=10); sadece anestezi uygulanıp altı saat beklemeden sonra kan ve doku örnekleri alınan grup.

Grup 2 (G2, iskemi/reperfüzyon=kontrol grubu, n=10); dört saat iskemiyi takiben iki saat reperfüzyon uygulandıktan sonra kan-doku örnekleri alınan grup.

Grup 3 (G3, preiskemik tedavi grubu, n=10); iskemiden 15 dakika önce 10 mg/kg melatonin uygulanıp, dört saat iskemi ve iki saat reperfüzyon sonrası kan-doku örnekleri alınan grup.

Grup 4 (G4, prereperfüzyon tedavi grubu, n=10); dört saat iskemi bitiminde reperfüzyonun başlamasından 15 dakika önce 10 mg/kg melatonin uygulanıp iki saatlik reperfüzyon sonunda kan-doku örnekleri alınan grup.

Anestezi tekniği. Anestezi, 50 mg/kg ketamin hidroklorür (Ketalar flk, Eczacıbaşı, Türkiye) ve 2 mg/kg ksilazin hidrokhlorid (Rompun flk, Bayer, Türkiye) intramüskuler yolla uygulanarak sağlandı. Tavşanlar gerektiğinde ilk dozun 1/3’ü ilave dozlar ile işlem boyunca solunumları spontan devam edecek şekilde uyutuldu.

Cerrahi teknik ve örneklerin alınması. Tavşanların deneyden sekiz saat önce sadece su içmelerine izin verilip yemleri kesildi. Sham grubu dışındaki tüm deneklerde her iki bacak iki dakika süreyle elevasyonda tutulup bacakta kalan kan miktarı minimale indirildi. Hardy ve ark.nın[8] tarif ettiği, akut iskemi-reperfüzyon modeline uygun olarak kollateral ve femoral arter akımlarını durdurmak amacıyla, her iki alt ekstremitede torakanter majörün proksimal kısmından geçecek şekilde turnike uygulanarak iki taraflı alt ekstremite iskemisi oluşturuldu. Denekler sırtüstü pozisyona getirildi. Arteriyal akımın durdurulduğu portatif doppler cihazı (Promelec, Microdop, Norm. IEC 601.1, France) ile tespit edildi. Dört saatlik iskemi süresi tamamlandıktan sonra turnike açılarak reperfüzyon başlatıldı, reperfüzyonun 10. dakikasında yine portabl doppler cihazı ile kan akımının başlamış olduğu teyit edildi. Grup 2’deki deneklere herhangi bir tedavi verilmedi. Grup 3’te iskemi oluşturulmadan 15 dakika önce, Grup 4’te iskemi devam ederken turnike açılmasından 15 dakika önce 10 mg/kg N-asetil 5-Metoksitriptamin (Melatonin, 1 gr flk, Sigma Chemical Co, USA) intraperitoneal olarak uygulandı. İki saatlik reperfüzyon süresi sonunda göğüs tüyleri tıraş edilerek ameliyat sahası %10 povidin iyodin (Polyod, Drogsan, Türkiye) ile temizlendi. Yalnızca insizyon sahası açık kalacak şekilde steril olarak örtüldü ve steril aletler kullanılarak median sternotomi uygulandı.

Sternum açıldıktan sonra perikard insizyonu uygulandı. Kalbe yapılan direkt ponksiyonla 3 ml kan alınarak EDTA’lı (Etilendiamintetraasetik asit) tüplere koyuldu. Ardından tüm denekler intrakardiyak %10’luk formol ile sakrifiye edildi.

Trakea kesilerek akciğerler ve kalp blok halde çıkarıldı. Kalp apeksten kesildi ve sağ atriumdan sokulan kateterden verilen deiyonize su ile pulmoner arteriyel yatak, venöz dönüş berrak oluncaya kadar yıkandı. Doku malondialdehit (MDA) analizinde kullanılacak olan sağ akciğer, 10 ml serum fizyolojik solüsyonu içerisinde yıkandıktan sonra alüminyum folyo ile sarılarak çalışma yapılıncaya kadar -70 ºC de saklandı.

Histopatolojik inceleme yapılacak olan sol akciğer ise yıkama işlemine tabi tutulmadan %10’luk formaldehit solüsyonu içine koyuldu ve patoloji laboratuvarına gönderildi.

Etilendiamintetraasetik asit’li tüpe alınan kan örnekleri 3000 devirde santrifüje edildi. Üstte ayrılan plazma alınarak plazma MDA çalışması için –20 ºC’de saklandı.

Örneklerin biyokimyasal olarak incelenmesi
Plazma malondialdehit tayini. Lipid peroksidasyonunun son ürünü olan MDA, 95 ºC’de MDA’nın tiyobarbitürik asit ile reaksiyonu sonucu pH: 3.4 olan bir ortamda inkübasyonuyla oluşan pembe renkli kompleksin 532 nm’de spektrofotometrik (Schimadzu UV-1201, Japan) ölçülmesiyle saptandı. Ölçülen plazma MDA değeri nmol/ml olarak ifade edildi.[9,10]

Doku MDA düzeyi ölçümü. Doku MDA miktarı, Wasowicz ve ark.nın[11] tarif ettiği yönteme göre yaş gram doku başına normal olarak hesaplandı.

Histopatolojik değerlendirme. Tüm grupların alınan sol akciğer örnekleri %10’luk formol içinde tespit edilerek rutin takip işlemlerinden geçirildi. Parafin bloklara gömülen dokulardan 4 µm kalınlığında seri kesitler alındı. Alınan kesitler deparafinize edilerek Hemotoksilen-Eozin (H-E) ile boyanarak ışık mikroskobunda değerlendirildi. Büyütme alanı içerisinde bulunan akciğer dokusundaki nötrofil (PNL) yoğunluğu, konjesyon ve interstisyel ödem semikantitatif olarak değerlendirildi. Daha önce Tossiopoulos ve ark.nın[12] kullandıkları skorlama sistemi modifiye edilerek akciğerlerde oluşan hasarın miktarı saptandı. Buna göre 0 puan değişiklik yok; 1 puan fokal, hafif değişiklikler; 2 puan multifokal orta dereceli değişiklikler; 3 puan multifokal belirgin değişiklikler; 4 puan yaygın belirgin değişiklikler olarak değerlendirildi. Sonuçlar ortalama ± SD olarak ifade edildi.

İstatistiksel değerlendirme. İstatistiksel değerlendirmeler bilgisayarda SPSS 10.0 (Statistical Programme Software System) programı kullanılarak yapıldı. Grup içi değerlendirmede Mann Whitney U-testi, gruplar arası karşılaştırmada ise tek yönlü varyans analizi Kruskal-Wallis testleri kullanıldı. P<0.05 değerleri anlamlı kabul edildi. Elde edilen veriler ortalama ± SD olarak gösterildi.

Results

Şekil 1’de plazma MDA düzeylerinin tüm gruplar arasındaki karşılaştırılmaları gösterildi. Grup 2 ile grup 4 karşılaştırıldığında aralarında anlamlı derecede fark saptandı (p<0.01). Grup 2 ile grup 3 arasında istatistiksel olarak anlamlı fark yoktu.

Şekil 2’de akciğer doku MDA düzeylerinin tüm gruplar arasındaki karşılaştırılmaları gösterildi.

Şekil 1: Plazma MDA düzeyleri (ap<0.05 grup 1 ile grup 4; bp<0.01 grup 2 ile grup 4; cp<0.001 grup 1 ile grup 2 ve 3; grup 3 ile grup 4).

Şekil 2: Akciğer dokusu MDA düzeyleri (ap<0.05 grup 3 ile grup 4; bp<0.01 grup 2 ile grup 4; cp<0.001 grup 1 ile grup 2 ve 3).

Doku MDA düzeylerinin sham grubuna göre diğer bütün gruplarda artmış olduğu görüldü. Sham grubu ile karşılaştırıldığında grup 2 ve grup 3’teki artış istatistiksel olarak anlamlı iken (p<0.001), grup 4’teki artışın istatistiksel olarak anlamlı olmadığı görüldü (p>0.05). İskemi- reperfüzyon uygulanan gruplardan grup 4 ile grup 2 ve grup 3 karşılaştırıldığında grup 4’teki doku MDA değerlerindeki artışın istatistiksel olarak anlamlı derecede az olduğu saptandı (grup 2 için p<0.01 ve grup 3 için p<0.05). Grup 2 ve grup 3 arasında ise istatistiksel fark saptanmadı (p>0.05).

Tüm grupların hasar skor puan değerleri ile lökosit sayıları ve dağılımları Şekil 3 ve 4’te görülmektedir.

Şekil 3: Doku hasarı değerleri (ap<0.01 grup 4 ile grup 2 ve 3; bp<0.001 grup 1 ile grup 2 ve 3).

Şekil 4: Akciğer lökosit değerleri (ap<0.001 grup 1 ile grup 2 ve 3; grup 4 ile grup 2 ve 3).

Sham grubunda yapılan histopatolojik değerlendirmede normale yakın bir akciğer dokusu görüldü (Şekil 5). Sham grubunda daha az PNL birikimi ile alveoller septumların ince olduğu görülürken, interstisyel ödem ve konjesyon gözlenmedi. İskemi-reperfüzyon grubunda (grup 2) alveoller arası septumda belirgin kalınlaşma, PNL sayısında artma, yaygın interstisyel ödem ve konjesyon saptandı (Şekil 6). Reperfüzyondan hemen önce melatonin verilen grupta (grup 4) ise PNL sayısının, interstisyel ödemin ve konjesyonun daha az ve alveoller arası septumların daha ince olduğu görüldü (Şekil 7).

Şekil 5: Grup 1 (sham) deneklere ait akciğer dokusu (H-E x 100).

Şekil 6: Grup 2 (iskemi / reperfüzyon = kontrol grubu) deneklere ait akciğer dokusu (H-E x 100).

Şekil 7: Grup 4 (prereperfüzyon tedavi grubu) deneklere ait akciğer dokusu (H-E x 100).

Akciğerlerdeki patolojik değişikliklerin derecesini ifade edebilmek için kullanılan semikantitatif değerlendirmede hesaplanan hasar skor puanında en düşük değerin sham grubunda (grup 1) olduğu görüldü. Bu grubun hasar skor puanı 1.1 olarak bulundu. İskemi-reperfüzyon grubunda (grup 2) hasar skor puanı 2.8, grup 3’de ise 2.7 olarak hesaplandı. Sham grubu ile grup 2 ve grup 3 hasar skor puanları yönünden karşılaştırıldıkları nda aralarında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı (p<0.001). Reperfüzyondan önce melatonin verilen grupta (grup 4) hasar skor puanı 1.51 olarak bulundu. grup 4 ile grup 2 ve grup 3 karşılaştırıldığında yine istatistiksel olarak anlamlı fark olduğu görüldü (p<0.01).

Discussion

Ekstremite iskemisi periferik vasküler cerrahi, aort cerrahisi, ekstremitelerin reimplantasyonu, crush injuri, periferal vasküler yaralanmalar ya da akut arteriyel tıkanıklıklar sırasında karşılaşılan bir durumdur.

Akut ekstremite iskemisi kollaterallerin gelişmiş olduğu kronik ateroskleroz varlığında bile ciddi mortalite ve morbiditeye yol açabilen klinik bir sorundur. Ekstremite reperfüzyonu tam olarak sağlansa bile ekstremite kaybına, akut böbrek ve solunum yetmezliğine yol açabilir. Kalp, bağırsak, beyin, dalak gibi dokularda fonksiyon bozukluğu gelişebilir.[13,14] Cerrahi müdahalenin gecikmesi bu riskleri daha da artırır.

Alt ekstremitelerde oluşan geçici iskemi-reperfüzyon hasarı sonucunda diğer hedef organlarda olduğu gibi akciğerlerde de önemli ölçüde patolojik değişikliklerin oluştuğu çeşitli çalışmalarda gösterilmiştir.[15-17] Bu durum bazı olgularda uzamış ventilatör ve inotropik destek gereksinimine neden olabilmektedir.[3] Akciğerdeki değişikliklerin akut respiratuvar distres sendromlu hastalarda görülenlere benzer ve multipl organ yetmezliğinin bir parçası olduğu belirtilmiştir.[1,18] Oluşan bu patolojik değişikliklere reperfüzyona bağlı olarak gelişen toksik maddelerin neden oldukları ileri sürülmekte ve bu toksik maddelerin ortadan kaldırılmasını da içeren bir çok tedavi yöntemi iskemi-reperfüzyona bağlı doku hasarını önlemek için kullanılmaktadır.[18]

Akciğer hasarına neden olan proçesler akciğerden tamamen uzak bir alanda başlar. İskemi reperfüzyon hasarının temelinde reperfüzyon sırasında dokunun oksijenizasyonu sonucu ortaya çıkan oksijen radikalleri bulunmaktadır.[19] Reaktif oksijen radikalleri birçok kaynaktan salınabilirken bunların arasında en önemli olanı aktive olmuş nötrofillerdir.[18,20] Reperfüzyon süreci, iskemik alanda oluşan serbest radikallerin sistemik dolaşıma karışmasına neden olur. Bunlar da ya direkt olarak hasarı başlatır ya da indirekt olarak nötrofillerin aktivasyonu ve sitokinlerin üretimi için bir stimulan etki gösterir. Bu mediatörlerin çoğu nötrofil-endotel etkileşimini sağlayarak nötrofillerin dokulara migrasyonuna yol açmakta ve göç eden nötrofiller degranüle olarak dokuya hasar vermektedir.[18,21,22] Degranülasyon sonrasında artan serbest oksijen radikalleri ile proteazlar akciğer endotel hasarına ve buna bağlı olarak artmış pulmoner kapiller permeabiliteye sebep olurlar.[23]

Günümüzde iskemi-reperfüzyon sonrasında ortaya çıkan serbest oksijen radikallerinin olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için süperoksit dismutaz, allopürinol, katalaz, mannitol, vitamin C, pravastatin, alfa tokoferol, L-karnitin, pentoksifilin gibi çeşitli maddeler tedavide denenmiş ve etkili oldukları gösterilmiştir. Bu antioksidan maddelerin ya pulmoner mikrovasküler permeabilite artışı ve nötrofil akümülasyonunu önleyerek ya da antioksidan sistemi aktive etmek suretiyle, iskemireperfüzyon sonrasında ortaya çıkan uzak dokuorgan hasarına karşı koruyucu etkiye sahip oldukları gösterilmiştir.[24-29]

Bu çalışmamızda antioksidan etkisi çeşitli çalışmalarda kanıtlanmış olan melatoninin, iskelet kası iskemireperfüzyon hasarını azaltıcı etkisi ve vücutta nötrofil havuzunun %50-60’ını ihtiva etmesi nedeniyle de alt ekstremite iskemi-reperfüzyon hasarından en çok etkilenen uzak organ olarak bilinen akciğerler üzerine koruyucu etkisinin olup olmadığını araştırdık.

Melatonin direkt radikal giderici bir antioksidandır. Hidroksil radikali, singlet oksijen, peroksil radikali ve süperoksit anyonu gibi organizma için toksik olan serbest oksijen radikalleri ile reaksiyona girerek, bunları vücut için zararsız olan maddelere dönüştürür.[7,30,31] Melatonin hem yağda hem de suda çözünebildiğinden dolayı vücudun her hücresine, sitozole ve mitokondri gibi hücre içerisindeki diğer yapılara kolaylıkla girer. Bu özelliği nedeniyle vitamin ve mineral antioksidanlara göre çok daha etkilidir. Melatoninin E vitamininden iki kat ve glutatyona göre beş kat daha etkili antioksidan olduğu gösterilmiştir.[4,32] Ayrıca melatonin süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz, glutatyon redüktaz, glukoz-6-fosfat dehidrojenaz gibi antioksidan enzimleri uyararak ve nitrik oksit sentetaz gibi prooksidatif enzimleri baskılayarak dolaylı antioksidan etki göstermektedir.[32]

İskelet kası iskemi-reperfüzyon hasarı ile akciğerlerde oluşan uzak organ hasarının gösterilmesi amacıyla sıklıkla turnike yöntemi kullanılmaktadır.[33-35] Deneysel iskelet kası iskemisi çalışmalarında turnike uygulamasının yanı sıra aort ve femoral arterlerde geçici olarak kan akımının engellenmesi gibi çeşitli yöntemler de kullanılmıştır.[36] Ancak bu yöntemlerle tam bir iskeminin sağlanması için kollateral damarların tek tek ligasyonu gerekmekte bu da çoğu zaman mümkün olamamaktadır. Turnike modeli ise alt ekstremiteye olan kan akımını totale yakın (%98) engellemektedir.[37] Arteriyel akımdaki bu submaksimal azalmanın insandaki akut arteriyel tıkanma ile benzerlik gösterdiği düşünülmektedir. Biz de çalışmamızda total iskemi oluşturması ve uygulama kolaylığı olması nedeniyle turnike modelini kullandık.

Genel olarak turnike ile iskemi oluşturulan modellerde, iskemi süresi ortalama 2-6 saat, reperfüzyon süresi ise ortalama 1-4 saat arasında tutulmuştur.[36,38,39] Bizim çalışmamızda da iskemi süresi dört saat, reperfüzyon süresi ise iki saat olarak uygulandı.

İskemi-reperfüzyonda oluşan serbest radikaller yüksek reaktiviteleri nedeniyle membranlardaki lipidlere saldırarak lipid peroksidasyonunu başlatırlar. Akciğerde iskemi-reperfüzyon hasarı sırasında akümüle olan lipid peroksidasyon ürünü MDA’nın tiyobarbitürik asit reaktif maddeleri (TBARS) ile verdiği reaksiyon spektrofotometrik olarak ölçülerek akciğer hasarının derecesi hakkında fikir edinilebilir.[40] Çalışmamızda İ-R grubunda (grup 2) MDA değerinin grup1’e göre anlamlı olarak arttığı, grup 4’te ise anlamlı bir artış olmadığı görüldü. Grup 4’teki artışın grup 2 ve grup 3’e göre anlamlı derecede düşük olduğu saptanırken, grup 2 ile grup 3 arasında anlamlı bir fark yoktu.

Akciğer dokusu MDA düzeylerinde grup 1 (sham) ile karşılaştırıldığında grup 4’te (prereperfüzyon) belirgin bir artış olmazken grup 2 ve grup 3’te ise istatistiksel olarak ileri derecede anlamlı artış olduğu görüldü (p<0.001). Çalışmamızda tavşanların iki taraflı alt ekstremitelerinde oluşturulan iskemi ve reperfüzyon, akciğer dokusunda MDA seviyelerinin yükselmesine sebep olmuştur. Kontrol grubundaki artmış MDA düzeyleri, histopatolojik çalışmada saptanan hasar skor puanlarıyla iyi bir ilişki göstermiştir. Bu bulgular reperfüzyondan hemen önce melatonin uygulamasının iskemi-reperfüzyon hasarının kan ve akciğer üzerindeki etkilerini azalttığını, iskemiden önce uygulanan melatoninin ise bu hasarı azaltmada etkisiz kaldığını göstermektedir.

Okutan ve ark.[41] oluşturdukları deneysel aortik iskemireperfüzyon (AİR) modellerinde melatonin verdikleri sıçanlarda akciğerlerde nötrofil infiltrasyonunun göstergesi olan miyeloperoksidaz ve doku MDA düzeylerinin AİR grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede düşük olduğunu saptamışlardır. Çelik ve ark.[42] deneysel adneksiyal iskemi-reperfüzyon çalışmalarında, reperfüzyondan hemen önce melatonin uyguladıkları guinea piglerde, kontrol grubuna göre plazma ve akciğer doku MDA düzeylerinin istatistiksel olarak anlamlı şekilde azaldığını saptamışlardır. İnci ve ark.[43] ise sıçanlarda deneysel akciğer iskemi-reperfüzyon çalışmalarında reperfüzyondan 10 dakika önce intraperitoneal 10 mg/kg melatonin uygulanmasıyla doku MDA düzeylerinde azalma olduğunu göstermişlerdir.

Akciğerde oluşan iskemi-reperfüzyon hasarını gösterme yöntemlerinden bir diğeri de, histopatolojik preparatların hematoksilen eozin ile boyandıktan sonra ışık mikroskobuyla incelenmesidir.[12,44] Kapiller yatağa nötrofillerin akümülasyonu ile birlikte nötrofil birikimi, interstisyel ödem, alveolar septumlarda kalınlaşma, alveoler hava boşlukları içerisinde protein içeren eksuda varlığı sıktır. Aynı şekilde hazırlanan preparatlarda 10 ya da 20 değişik sahanın büyük büyütme altında incelenip polimorfonükleer lökosit sayılarak kantitatif olarak da hasar tespiti mümkün olmaktadır.[45] Tassiopoulos ve ark.[12] alt ekstremite iskemi-reperfüzyon modelinde deksametazon, aminoguanidin verilen sıçanlarda, kontrol grubuna oranla akciğer PNL sayılarının azalmış olduğunu gösterdiler. Aynı çalışmada tedavi uygulanan gruplarda interstisyel ödemin ve konjesyonun kontrol grubuna göre daha az olduğu saptandı. Çeşitli iskemireperfüzyon modellerinde melatoninin akciğer PNL akümülasyonunu azalttığı gösterilmiştir.[41-43] Bu çalışmada tavşan akciğer örneklerini hematoksilen eozin ile boyadıktan sonra incelediğimizde; PNL yoğunlaşması, ödem ve konjesyon ile belirlenen hasar skorunun iskemi- reperfüzyon grubunda (grup 2) en yüksek olduğunu (2.8), melatonin verilen grup 4’te ise bu değerin (1.5) grup 2’ye göre anlamlı olarak düşük olduğunu saptadık. Bu durum daha önceki çalışmalarla paralellik göstererek melatoninin iskemi-reperfüzyon sonrası oluşan lökosit infiltrasyonunu azaltarak reperfüzyonun uzak organ hasarını önlemede yardımcı olduğunu göstermektedir. Ancak melatoninin iskemiden önce verildiği grup 3’te elde edilen hasar skoru (2.7), grup 2’den farklı değildi. Bu durumun melatoninin yarılanma ömrünün 30 dakika olması nedeniyle verdiğimiz dozun etkisiz kalmasından kaynaklandığını düşünmekteyiz.

Yapılan bu çalışma sonucunda görülmektedir ki turnike ile alt ekstremitenin iskemi reperfüzyona uğratılması uzak organ olan akciğerlerde konjesyon, lökosit infiltrasyonu ve interstisyel ödem ile karakterize incinmeye, lipid peroksidasyonunda artmaya yol açmaktadır. Reperfüzyon öncesinde melatonin kullanımı akciğerlerdeki bu reperfüzyon hasarını önlemektedir. Bunu da lipid peroksidasyonunu önleyerek ve nötrofil infiltrasyonunu azaltarak gerçekleştirmektedir. Ayrıca melatoninin uygun zamanda ve yeterli dozda verilmesi antioksidan etkisinin oluşması için şarttır.

References

1) Grace PA. Ischaemia-reperfusion injury. Br J Surg 1994; 81:637-47.

2) Blaisdell FW. The pathophysiology of skeletal muscle ischemia and the reperfusion syndrome: a review. Cardiovasc Surg 2002;10:620-30.

3) Rocker GM. Ischaemia/reperfusion, inflammatory responses and acute lung injury. Thorax 1997;52:841-2.

4) Kelefltimur H. İnsanda pineal bezin fonksiyonları. Fırat Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi 1996;10:141-7.

5) Erlich SS, Apuzzo ML. The pineal gland: anatomy, physiology, and clinical significance. J Neurosurg 1985;63:321-41.

6) Mor M, Plazzi PV, Spadoni G, Tarzia G. Melatonin. Curr Med Chem 1999;6:501-18.

7) Cuzzocrea S, Reiter RJ. Pharmacological action of melatonin in shock, inflammation and ischemia/reperfusion injury. Eur J Pharmacol 2001;426:1-10.

8) Hardy SC, Homer-Vanniasinkam S, Gough MJ. The triphasic pattern of skeletal muscle blood flow in reperfusion injury: an experimental model with implications for surgery on the acutely ischaemic lower limb. Eur J Vasc Surg 1990;4:587-90.

9) Satoh K. Serum lipid peroxide in cerebrovascular disorders determined by a new colorimetric method. Clin Chim Acta 1978;90:37-43.

10) Yagi K. Assay for blood plasma or serum. Methods Enzymol 1984;105:328-31.

11) Wasowicz W, Neve J, Peretz A. Optimized steps in fluorometric determination of thiobarbituric acid-reactive substances in serum: importance of extraction pH and influence of sample preservation and storage. Clin Chem 1993; 39:2522-6.

12) Tassiopoulos AK, Carlin RE, Gao Y, Pedoto A, Finck CM, Landas SK, et al. Role of nitric oxide and tumor necrosis factor on lung injury caused by ischemia/reperfusion of the lower extremities. J Vasc Surg 1997;26:647-56.

14) Hobson II RW, Milazzo VJ, Duran WN. Pathophysiology of skeletal muscle ischemia - reperfusion injury. In Haimovici H, editor. Vascular Surgery. New York: Blackwell Science; 1996. p. 497-508.

15) Nelson K, Herndon B, Reisz G. Pulmonary effects of ischemic limb reperfusion: evidence for a role for oxygenderived radicals. Crit Care Med 1991;19:360-3.

16) İşbir S, Akgün S, Ak K, Civelek A, Tekeli A, Çobanoğlu A ve ark. Akut alt extremite iskemi/reperfüzyon hasarının akciğer serbest oksijen radikalleri üzerine olan etkisi. Türk Göğüs Kalp Damar Cer Derg 2000;8:632-4.

17) Harkin DW, Barros D\'Sa AA, McCallion K, Hoper M, Campbell FC. Ischemic preconditioning before lower limb ischemia--reperfusion protects against acute lung injury. J Vasc Surg 2002;35:1264-73.

18) Pararajasingam R, Nicholson ML, Bell PR, Sayers RD. Noncardiogenic pulmonary oedema in vascular surgery. Eur J Vasc Endovasc Surg 1999;17:93-105.

19) Prem JT, Eppinger M, Lemmon G, Miller S, Nolan D, Peoples J. The role of glutamine in skeletal muscle ischemia/reperfusion injury in the rat hind limb model. Am J Surg 1999;178:147-50.

20) Cavanagh SP, Gough MJ, Homer-Vanniasinkam S. The role of the neutrophil in ischaemia-reperfusion injury: potential therapeutic interventions. Cardiovasc Surg 1998;6:112-8.

21) Carden D, Xiao F, Moak C, Willis BH, Robinson-Jackson S, Alexander S. Neutrophil elastase promotes lung microvascular injury and proteolysis of endothelial cadherins. Am J Physiol 1998;275:H385-92.

22) Windsor AC, Mullen PG, Fowler AA, Sugerman HJ. Role of the neutrophil in adult respiratory distress syndrome. Br J Surg 1993;80:10-7.

23) Bengisun J, Koksoy C, Bengisun JS, Bayraktaroglu G, Camur A, Aras N. Ischemia and reperfusion injury: prevention of pulmonary hypertension and leukosequestration following lower limb ischemia. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 1997;56:117-20.

24) Kearns SR, Kelly CJ, Barry M, Abdih H, Condron C, Leahy A, et al. Vitamin C reduces ischaemia-reperfusion-induced acute lung injury. Eur J Vasc Endovasc Surg 1999;17:533-6.

25) Berkan Ö, Güneç F, Katrancıoğlu N, Günay İ, Doğan K, Yıldı z E. İskemi ve reperfüzyona bağlı olarak ortaya çıkan akciğer hasarını önlemede pentoksifilin, karnitin ve askorbik asidin etkileri. Türk Göğüs Kalp Damar Cer Derg 2002;10:92-5.

26) Yeniterzi M, Yeşiltay M, Vatansev H, Görmüş N, İskelet kası iskemi reperfüzyon hasarının önlenmesinde mannitol etkili mi? Selçuk Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi 2001;17:231-4.

27) Joyce M, Kelly CJ, Chen G, Bouchier-Hayes DJ. Pravastatin attenuates lower torso ischaemia-reperfusion-induced lung injury by upregulating constitutive endothelial nitric oxide synthase. Eur J Vasc Endovasc Surg 2001;21:295-300.

28) Şenkaya I, Ökten B, Saba D, Güven H, Özer Z, Dirican M ve ark. İskelet kası iskemi reperfüzyon hasarının azaltılmasında tiklopidin. Türk Göğüs Kalp Damar Cerrahisi Dergisi 1999; 7:405-10.

29) Novelli GP, Adembri C, Gandini E, Orlandini SZ, Papucci L, Formigli L, et al. Vitamin E protects human skeletal muscle from damage during surgical ischemia-reperfusion. Am J Surg 1997;173:206-9.

30) Reiter RJ, Tan DX, Acuña-Castroviejo D, Burkhardt S, Karbownik, M. Melatonin: mechanisms and actions as an antioxidant. Curr Top Biophys 2000;24:171-83.

31) Gündüz B. Hidroksil temizleyici bir hormon olarak melatonin. Gülhane Tıp Dergisi 1999;41:252-7.

32) Reiter R, Tang L, Garcia JJ, Munoz-Hoyos A. Pharmacological actions of melatonin in oxygen radical pathophysiology. Life Sci 1997;60:2255-71.

33) Yassin MM, Harkin DW, Barros D\'Sa AA, Halliday MI, Rowlands BJ. Lower limb ischemia-reperfusion injury triggers a systemic inflammatory response and multiple organ dysfunction. World J Surg 2002;26:115-21.

34) Herbert KJ, Hickey MJ, Lepore DA, Knight KR, Morrison WA, Stewart AG. Effects of the endothelin receptor antagonist Bosentan on ischaemia/reperfusion injury in rat skeletal muscle. Eur J Pharmacol 2001;424:59-67.

35) Tekeli A, Akgün S, Civelek A, İşbir S, Ak K, Çobanoğlu A ve ark. Alt ekstremite iskemi reperfüzyonu sonucunda gelişen akciğer hasarının önlenmesinde farklı bir ajan: FK 506 (takrolimus). Türk Göğüs Kalp Damar Cer Derg 2001;9:242-6.

36) Şirin H, Sarıbülbül O, Cerrahoğlu M, Aksoy Ö, Baltalarlı A, Saçar M. Alt ekstremite iskemi reperfüzyonunun yol açtığı pulmoner hasarda aprotininin koruyucu etkinliği. Türk Göğüs Kalp Damar Cer Derg 2001;9:233-7.

37) Göktürk EA, Seber S, Özakçe H, Uslu B, Paşaoğlu Ö, Önder E. İskelet kası iskemi-reperfüzyon zedelemesinde dimethyl sulfoxide’in koruyucu etkisi. Anadolu Tıp Dergisi 1989;11:173-89.

38) Yassin MM, Barros D\'Sa AA, Parks G, Abdulkadir AS, Halliday I, Rowlands BJ. Mortality following lower limb ischemia-reperfusion: a systemic inflammatory response? World J Surg 1996;20:961-6.

39) Akar H, Sarac A, Konuralp C, Yildiz L, Kolbakir F. Comparison of histopathologic effects of carnitine and ascorbic acid on reperfusion injury. Eur J Cardiothorac Surg 2001; 19:500-6.

40) Sakamaki F, Hoffmann H, Muller C, Dienemann H, Messmer K, Schildberg FW. Reduced lipid peroxidation and ischemiareperfusion injury after lung transplantation using low-potassium dextran solution for lung preservation. Am J Respir Crit Care Med 1997;156(4 Pt 1):1073-81.

41) Okutan H, Savas C, Delibas N. The antioxidant effect of melatonin in lung injury after aortic occlusion–reperfusion. Interactive Cardiovasc and Thorac Surg 2004;3:519-22.

42) Celik H, Ayar A, Tug N, Simsek M, Ozercan I, Cikim G, et al. Effects of melatonin on noncardiogenic pulmonary edema secondary to adnexial ischemia-reperfusion in guinea pig. Neuro Endocrinol Lett 2002;23:115-8.

43) Inci I, Inci D, Dutly A, Boehler A, Weder W. Melatonin attenuates posttransplant lung ischemia-reperfusion injury. Ann Thorac Surg 2002;73:220-5.

44) Wagner FM, Weber AT, Ploetze K, Schubert F, Pfeiffer S, Albrecht S, et al. Do vitamins C and E attenuate the effects of reactive oxygen species during pulmonary reperfusion and thereby prevent injury? Ann Thorac Surg 2002;74:811-7; discussion 817-8.

45) Tanahashi Y, Takeyoshi I, Aiba M, Ohwada S, Matsumoto K, Morishita Y. The effects of FK409 on pulmonary ischemia-reperfusion injury in dogs. Transpl Int 1999;12:402-7.

Keywords : Lung/pathology; melatonin/therapeutic use; reperfusion injury
Viewed : 14961
Downloaded : 2885