Deneysel spinal kord travmasında dantrolen sodyumun nöroprotektif etkisi

Abstract

1.ÖZET İntrasellüler kalsiyum artışı, serbest oksijen radikal reaksiyonları, yağ asitlerinin biomembran fosfolipidlerden hidrolizi sekonder spinal kord hasar mekanizmalarında önemli bir yer tutmaktadır. Organizmada, normal fizyolojik olaylar sırasında serbest oksijen radikalleri yeni isimlendirme ile reaktif oksijen türleri (ROT) sürekli üretilmektedir. Spinal kord hasarı (SKH) gibi patolojik durumlarda ROT aşırı üretildiğinde veya antioksidan savunma mekanizmaları (ASM) yetersiz kaldığında lipid peroksidasyonu ve oksidatif stres açığa çıkarak biyomoleküllere ve dokuya zarar vermektedir. Sekonder hasar sonrasında spinal kordta oluşan iskemiye maruz kalan nöronlarda, eksitotoksik nöromediatörler salgılanmaktadır. Bu nöromediatörler kalsiyum kanallarını aktif hale getirerek intrasellüler kalsiyum artışına ve serbest radikal oluşumuna bağlı olarak nörotoksisiteye sebep olmaktadır. Dantrolen Sodyum (DS), bir iskelet kası gevşeticisi olup, sarkoplazmik retikulumdan intrasellüler kalsiyum salınımını inhibe etmektedir. DS'nin bu etkisi ile sitoprotektif bir ajan olduğu kanıtlanmış olup, SKH'de henüz çalışılmamıştır. Bu çalışmanın amacı deneysel SKH sonrasında ROT ve lipid peroksidasyonun sorumlu olduğu sekonder hasarda, DS'nin kalsiyum mekanizması üzerinden lipid peroksidasyonunu engelleyen nöroprotektif etkisini ortaya koymaktır. Bu deneysel çalışma Marmara Üniversitesi Nörolojik Bilimler Enstitüsü Biyomekanik Laboratuarında 45 adet erişkin Wistar sıçan 6 gruba ayrılarak yapılmıştır. Sıçanların T6-T9 spinöz prosesleri alınıp laminektomi yapıldıktan sonra, dura sağlam bırakılarak Allen'in tanımladığı metod ile spinal kordtravması yapılmıştır. Grup 1'de (kontrol), sadece laminektomi yapılarak travma oluşturulmadan nontravmatize doku örnekleri alınmıştır. Grup 2'de (travma) laminektomi yapılıp, ağırlık düşürme metodu ile spinal kordta travma oluşturulduktan 24 saat sonra doku örnekleri alınmıştır. Grup 3'de, laminektomi yapılıp, spinal kordta hasar oluşturulduktan hemen sonra intraperitoneal 30 mg/kg metilprednizolon sodyumsüksinat (MPSS) verilmiştir. Grup 4, 5 ve 6'da spinal kordta hasar oluşturulduktan hemen sonra sırasıyla 1 mg/kg, 10 mg/kg ve 30 mg/kg intraperitoneal DS verildikten 24 saat sonra doku örnekleri alınmıştır. örnekler, lipid peroksidasyon ölçme yöntemleri olan lusigenin ve luminol kemilüminesans ve TBARS yöntemleri kullanılarak Marmara Üniversitesi Biyokimya. Laboratuarında değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, deneysel SKH sonrası omurilikte serbest radikallerin arttığı gösterilmiştir. DS'nin intrasellüler kalsiyum salınımını inhibe ederek serbest radikallerin oluşumunu azalt iğ ı ve lipid peroksidasyonunu engellendiği saptanmıştır. DS'nin 1 mg/kg, özellikle 10 ve 30 mg/kg dozunun sekonder hasardan korunmada etkili olduğu bulunmuştur. Böylelikle DS'nin lipid peroksidasyonu engellediği, sekonder hasar mekanizmaların etkisini azalttığı ve nöroprotektif etkisinin olduğu kanıtlanmıştır. ANAHTAR SÖZCÜKLER. spinal kord hasan, serbest radikal, dantrolen

2. SUMMARY Intracellular calcium level rise, free oxygen radical reactions, hydrolysis of fatty acids from biomembrane phospholipids are some of the biochemical events that have important place in secondary spinal cord injury mechanisms. In the organism during normal physiological activities free oxygen radicals or as soon called reactive oxygen species (ROS) are produced continuously. When ROS is overproduced or antioxydant protection mechanisms fails, as in pathologycal conditions like spinal cord injury lipid peroxydation and oxydative stress occurs and give damage to biomolecules and tissues. The neurons affected by ischemia after secondary injury secrete excitotoxic neuromediators. These neuromediators activate calcium channels and in turn cause the increase of intracellular calcium and also cause neurotoxicity by formation of free radicals. Dantrolen sodium (DS) is a relaxant of striated muscles and inhibits intracellular calcium secretion from sarcoplasmic reticulum. While, with this effect it's proved that DS is cytoprotective, it hasn't been studied in spinal cord injury. The purpose of this study is to show the neuroprotective effects of DS through calcium mechanism which inhibits lipid peroxydation in secondary injuries in which ROS and lipid peroxydation are responsible after experimental spinal cord injury. This experimental study has been performed in The Biomechanical Laboratory of Marmara University Institute of Neurological Sciences on 45 adult Wistar rats divided in to 6 groups. After the T6-T9 spinous processes were excised and laminectomy was performed and keeping the dura intact spinal cord injury was made by Allen method. In group 1 (control) only laminectomy was performed and without making any trauma, non-traumatized tissue specimens were taken. In group 2 (trauma) laminectomy was performed and the trauma was made by Allen method tissue specimens were taken 24 hours later. In group 3 laminectomy was performed, trauma was made in the spinalcord and methylprednisolon sodium succinat (MPSS) was given intraperitoneally. In groups 4, 5 and 6 after making the spinal cord injury 1mg/kg, 10 mg/kg and 30 mg/kg DS were given intraperitoneally and tissue specimens were taken 24 hours later. The specimens were evaluated by lusigenin and luminol chemiluminesance and TBARS methods. As a result it is shown that free radicals increase in the spinal cord after experimental spinal cord injury. It is seen that DS decreases the formation of free radicals and lipid peroxidation by inhibiting intracellular calcium secretion. It was found that DS 1 mg/kg, but especially 10 and 30 mg/kg is effective in preventing secondary injury. By this way it is proved that DS inhibit lipid peroxidation and decreases effect of secondary injury mechanisms and has neuroprotective effect. KEY WORDS. spinal cord injury, free radicals, dantrolen