C1 esteraz inhibitörü`nün ekstremitede iskemi/reperfüzyon hasarı üzerindeki etkisi

Abstract

Giriş: İskemi / reperfüzyona (I/R) bağlı doku yıkımı klinikte sıkça karşılaşılan, yüksek morbidite ve mortaliteyle seyreden bir durumdur. Kan akımındaki azalma etkilenen dokularda moleküler ve yapısal değişikliklere yol açar. Ardından reperfüzyon ise kompleks bir inflamatuar yanıtı tetikler. Kompleman sisteminin bu inflamatuar sürecin başlamasında önemli rol oynadığı düşünülmektedir. Çalışmamızda kompleman klasik yolunun majör inhibitörü olan C1 esteraz inhibitorünün (C1 INH) alt ekstremite I/R hasarında damar endoteli, iskelet kası, periferik sinir ve derideki lokal doku hasarını önlemedeki etkilerini araştırdık.Materyal ve Metod: Yirmi dört adet Wistar-Albino rat rastgele ve eşit sayıda (n=6) dört gruba ayrıldı. Ratların sol alt ekstremitelerine turnike ile 3 saat iskemi ve ardından 3 saat reperfüzyon uygulandı. Kontrol grubunda sadece I/R hasarı gerçekleştirilirken deney gruplarına sırasıyla iskemiden 10 dakika önce (I-10), reperfüzyondan 20 dakika önce (R-20) veya reperfüzyondan 10 dakika önce (R-10) 100 IU/kg C1 INH intraperitoneal olarak verildi. Deney sonunda tüm ratlar sakrifiye edilerek femoral arter, gastroknemius kası, siyatik sinir ve deriden doku örnekleri alındı. Doku örneklerinde MDA düzeyleri ölçüldü, histopatolojik incelemeler yapıldı ve TUNEL testi ile immünfloresan mikroskobunda apopitotik hücre ölümü değerlendirildi.Bulgular: Damar endoteli, iskelet kası, periferik sinir ve deride MDA enzim aktivitesi açısından gruplar arasında anlamlı fark bulunmadı. Kontrol grubu ile I-10, R-20 ve R-10 grupları karşılaştırıldığında iskelet kası dejeneratif histoloji skorlarında azalma olmasına karşın aradaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı (p=0,061). Femoral arter, gastroknemius kası ve siyatik sinirde reperfüzyondan önce C1 INH uygulanan gruplarda (R-20 ve R-10) apopitotik hücre sayısında istatistiksel olarak anlamlı azalma görüldü (p=0,050; p=0,003; p=0,041). Deride gruplar arasında apopitotik hücre sayısı açısından anlamlı fark izlenmedi (p=0,247).Sonuç: Çalışmamızda C1 INH'nün; oksidatif hasarı tamamen engelleyemediği görülmüştür. Ancak reperfüzyondan önce C1 INH verilmesinin iskemi reperfüzyona bağlı gelişen damar endoteli, iskelet kası ve periferik sinir yıkımını azalttığı ve en önemlisi apopitozda koruyucu olduğu gösterilmiştir. Elde ettiğimiz bulgular C1 INH'nün koruyucu etkisini serin proteaz inhibitör aktivitesinden bağımsız, direkt anti-apopitotik aktivite ile gösterdiğini desteklemektedir. Bu sonuçlar doğrultusunda C1 INH'nün periferik I/R hasarını önlemede etkin ve klinik uygulama için umut verici olduğu düşünülmektedir.

Introduction: Ischemia/reperfusion (I/R) injury which is frequently seen, is characterized by high morbidity and mortality. Deprivation of blood supply leads to molecular and structural changes in the affected tissue. A complex inflammatory response is activated upon reperfusion. It is believed that complement system has a significant role in triggering this inflammatory response. In our study we tested the local effects of C1 esterase inhibitor (C1 INH), which is the main inhibitor of the complement classical pathway, on vascular endothelium, skeletal muscle, peripheral nerve and skin for prevention of lower extremity ischemia / reperfusion injury.Material and method: Twent-four Wistar rats were divided into four groups (n=6). Rats were subjected to 3 hour left hind limb ischemia by tourniquet and following 3 hour reperfusion. In control group only I/R was performed whereas in experimental groups 100 IU/kg C1 INH was administered intraperitoneally 10 minutes before ischemia, 20 minutes before reperfusion or 10 minutes before reperfusion respectively. At the end of the experiments, rats were sacrificed and tissue samples of femoral artery, gastrocnemius muscle, sciatic nerve and skin were taken for subsequent analyses. In tissue samples MDA levels were measured, histological assessments were carried out and in immunfluorescence microscope apoptotic cell death was evaluated by TUNEL assay.Results: No inter-group differences were found for MDA enzyme activity in vascular endothelium, skeletal muscle, peripheral nerve and skin. Although there was a decrease in degenerative histological scores in skeletal muscle, there was no statistical difference between control and experimental groups (p=0,061). C1 INH treatment before reperfusion led to a significant reduction of apoptotic cells in femoral artery, gastrocnemius muscle and sciatic nerve (p=0,050; p=0,003; p=0,041). No difference was found for number of apoptotic cells in skin (p=0,247).Conclusion: In our study no antioxidant effect of C1 INH was determined. However C1 INH administration before reperfusion reduced vascular endothelium, skeletal muscle, peripheral nerve damage caused by I/R and it was shown that C1 INH is significantly protective against apoptosis. Our data supports that C1 INH improves the outcome of I/R injury via anti-apoptotic activity independent of its serine protease inhibitory activity. In conclusion, C1 INH is effective to reduce peripheral I/R injury and might be a promising therapy.