Deneysel kalp iskemi-reperfüzyon modelinde likopen`in koruyucu rolünün araştırılması

Abstract

İskemi, doku hasarı ile sonuçlanan, dokuya yetersiz oksijen ve besin desteğine yol açan kan akımı durması veya azalmasını ifade eder. Kalp dokusunun yaşamının devam edebilmesi için iskemik alanın erken reperfüzyonu önemlidir. Ancak reperfüzyonun kendisi de, reperfüzyon hasarı olarak adlandırılan kalp hücrelerinin ölümü ile sonuçlanır. Kalp iskemi sonrası reperfüzyonun yol açtığı ağır oksidatif stres ciddi işlevsel ve yapısal hasara yol açmaktadır. Bu hasardan başlıca serbest oksijen radikalleri sorumlu tutulmaktadır. Kalp cerrahisinde uygulanmakta olan anestezi teknikleri kalbi koruma yöntemleri ve cerrahi tekniklerdeki gelişmelere rağmen, kalp iskemi reperfüzyon hasarı mortalite ve morbiditenin halen en önemli nedenlerinden biridir. İskemi sonrası reperfüzyonun yol açtığı ağır oksidatif stres ciddi işlevsel ve yapısal hasara yol açamaktadır. Bu hasardan başlıca serbest oksijen radikalleri sorumlu tutulmaktadır. Son yıllarada farklı organlarda yapılan çalışmalarda reperfüzyon kaynaklı hasara karşı iskemik önkoşullama gibi yöntemlerin yanı sıra birçok antioksidan maddenin koruyucu etkileri gösterilmiştir.Likopen, sebze ve meyvelerde doğal olarak bulunan karoten ailesine ait bir pigmenttir. Domatese ek olarak ürünleri de likopen açısından zengindir. Likopen aynı zamanda antioksidan bir maddedir. Likopen, hücreleri serbest radikal hasarından korunmasının yanı sıra, hücreler arasındaki bağları güçlendirmekte ve hücre metabolizmasını geliştirmektedir. Yağda çözünen, yağ miktarı fazla doku ve organlarda etkinliği artan likopen, yağ içeriği oldukça fazla olan ciltte de antioksidan koruyucu etki gösterdiği saptanmıştır. Diğer bir yararlı etkisi, ultraviole ışınlara karşı koruma sağlamasıdır. Likopen aynı zamanda kolesterol düşürücü özelliğede sahiptir. Gögüs, rahim, karaciğer, prostat kanserlerinden koruyan, Alzheimer hastalığını önleyen, kalp damar hastalıkları, kemik ve cilt sağlığı açısından koruyucu etkisi bulunan likopen antioksidan özelliğiyle yaşlanma sürecini de yavaşlatmaktadırİlk defa yapılan bu çalışmamızda, Likopenin kalp iskemi-reperfüzyon hasarına olan biyokimyasal ve histopatolojik etkileri 24 ergin erkek rat üzerinde araştırıldı. Ratlar randomize olarak üç gruba ayrıldı; kontrol (n=8), sham (n=8) ve Likopen tedavi grubu (n=8). Sham ve Likopen grublarındaki ratlara deneyden, iki gün öncesinden başlanarak günde bir kez 1 mL serum fizyolojik (% 0,9 NaCI/kg/gün ve 50 mg /kg/gün Likopen intraperitoneal yolla verilirken kontrol grubundakilere hiç bir şey uygulanmadı. Daha sonra tüm gruptaki ratlara girişim ve cerrahi işlemden sonra kalpte 10 dakika iskemi ve 10 dakika reperfüzyona oluşturuldu. Reperfüzyonun takibinde sham ve Likopen grublarındaki ratlara tekrar 1mL (tek doz) serum fizyolojik ve Likopen (tek doz) intraperitoneal yolla verilirken kontrol grubundakilere hiç bir şey uygulanmadı. Deneyin sonunda tüm ratlar sakrifiye edildi ve kalp dokusunda oksidatif/nitrozatif stresin biyobelirteçleri olarak katalaz (CAT), superoksit dismutaz (SOD), malondialdehit (MDA), nitrik oksit (NO) ve nitrotirozin (3-NT) düzeyleri ölçüldü. Biyokimyasal ve histopatolojik incelemeler sonunda sham, kontrol ve tedavi grupları birbirleriyle kıyaslandığında anlamlı farklılık bulundu. (p<0,05). Kontrol ve sham gruplarında Likopen tedavi grubuna göre MDA, NO ve 3-NT düzeyleri yüksek iken, CAT ve SOD aktiviteleri oldukça düşük bulundu (p<0,05). Kontrol ve sham grupları arasında MDA, NO, 3-NT, CAT ve SOD düzeyleri açısından istatiksel olarak anlamlı farklılıklar saptandı (p<0,05). Histopatolojik olarak kontrol ve sham grubunda PNL infiltrasyonu, ödem, hemoraji ve miyositolizis gözlenirken Likopen tedavi grubunda sadece hemoraji gözlendi.Bulduğumuz veriler neticesinde, Likopen tedavi grubunda antioksidan aktivitenin yüksek, oksidatif/nitrozatif stres düzeylerinin düşük olduğu saptandı. Buna ek olarak Polimorf Nüveli Lökositlerinin filtrasyon derecesinin de daha düşük olduğu gözlendi. Bu durum, Likopenin kalp iskemi-reperfüzyon hasarı üzerine antioksidan olma özelliğine bağlı olarak koruyucu etkisi olabileceğini düşündürmektedir.

Oxidative stress due to reperfusion after ischemia causes severe functional and structural damage. Free oxygen radicals are responsible for this damage. Besides techniques such as ischemic preconditioning the protective effects of many antioxidant substances has been shown in many of the lately carried out studies. Ischemia refers to the reduction or cessation of blood flow which results in tissue damage and causes insufficient oxygen and nutrition to the tissues. For the continuity of heart tissue, the early reperfusion of the ischemic area is essential. However; the reperfusion itself, too results in the death of the heart cells which is called reperfusion injury. After the cardiac ischemia, the oxidative stress caused by the reperfusion leads to serious functional and structural damage. Free oxygen radicals are held responsible for this damage. Despite the anesthesia techniques being applied in cardiac surgery, heart protection methods and improvements in surgical techniques, cardiac ischemia-reperfusion injury is one of the most important reasons of mortality and morbidity. In this study, for the first time, Lycopene 's biochemical and histopathological effects on cardiac ischemia-reperfusion injury were investigated on 24 adult male rats. Rats were randomly divided into 3 groups: Control (n=8), Sham (n=8) and Lycopene therapy group (n=8). While 2 days before the experiment, 1 mL normal saline (%0,9 NaCl /kg/day and 50 mg /kg/day) was started to apply to the rats in sham and lycopene groups intraperitoneally once a day, nothing was implemented on the control group. Then; after the venture and surgical procedure applied to the all rats groups, 10 minutes ischemia and 10 minutes reperfusion of the heart was created. In pursuit of the reperfusion, again 1 mL normal saline (single dose) and Lycopene (single dose) were applied to the rats of sham and lycopene groups while nothing was implemented on the control group. At the end of the experiment, all rats were sacrificed and as the markers of oxidative/ nitrosative stress on heart tissues, the levels of catalese (CAT), superoxide dismutase (SOD), malandialdehyde (MDA), nitric oxide (NO) and the nitrotirozin (3-NTx) were measured.At the end of biochemical and histopathologic examinations, sham, control and treatment groups were significantly different when compared to each other (p<0,05). The MDA, NO, and 3-NT levels were higher in the control and sham group than in the lycopene treatment group, but CAT and SOD activities were significantly lower. (p<0,05). There were statistically significant differences between control and sham groups in terms of MDA, NO, 3-NT, CAT and SOD levels. (p<0,05). Histopathologically, PNL infiltration, edema, hemorrhage, and myocytolysis were observed in the control and sham group, but only hemorrhage was observed in the lycopene treatment group.As a result of the data we found, high levels of antioxidant activity and low oxidative / nitrosative stress levels were found in the lycopene treatment group In addition, the infiltration rate of polymorphic core leucocytes was also lower. This suggests that lycopene may be protective against cardiac ischemia-reperfusion injury due to its antioxidant properties.