Siyatik sinirin farklı hasar modellerinde melatonin uygulamasının sinir rejenerasyonu üzerine etkisinin ultrastrüktürel ve biyokimyasal incelenmesi

Abstract

Sinir ezisi, kesisi ve greftleme gibi pek çok yaralanma modelleri üzerinde melatoninin nöroprotektif etkileri çalışılmıştır. Ancak, melatoninin 50 mg/kg/gün dozunda hem sinir ezisi hemde sinir kesisi rejenarasyonu üzerine olan korucu etkisini değerlendirip karşılaştıran araştırmalar literatürde azdır. Çalışmamızda, siyatik sinirde kesi ve ezi hasarı sonrası, rejenerasyonu arttırma potansiyeli olan melatoninin etkisinin araştırılması ve melatoninin dejenerasyon görülen alanlarda olumlu etkisinin olacağı hipotezinin test edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmamızda, 90 tane Rattus norvegicus dişi Wistar sıçan kullanılmış ve denekler altı gruba ayrılmıştır. (Grup 1: Kontrol, Grup 2: Sham, Grup 3: Kesi, Grup 4: Kesi + melatonin , Grup 5: Ezi, Grup 6: Ezi + melatonin ). Birinci postoperatif günden itibaren altı hafta boyunca saat 16:00-17:00 arasında günde bir kez melatonin, 50 mg/kg/gün dozunda intraperitoneal olarak enjekte edilmiştir. Siyatik sinir rejenerasyonu, yürüme pattern analizi, pinch, elektrofizyolojik testler, ışık ve elektron mikroskopi analizleri yapılmış ve melatoninin olası antioksidan etkisi biyokimyasal testlerle değerlendirilmiştir. Preoperatif dönemde yürüme patern analizi sonucunda elde edilen siyatik fonksiyon indeksi (SFI) değerlerinde deney grupları ile kontrol grubu arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmamıştır (p>0.05). 3. ve 4. postoperatif haftada, grup 3 ve 4, grup 5 ve 6 arasında anlamlı bir fark bulunmuştur (p<0.05). Pinch test sonucunda kontrol ve sham gruplarında geri çekme refleksine tam yanıt (Grade 3) alınmıştır. Grup 4 ve 6'da geri çekme refleksine tam yanıt (Grade 3) 3. haftada alınmıştır. Aynı haftada bu reflekse tam yanıt grup 5'de grup 6'ya kıyasla çok daha düşük sayıdaki denekte alınmıştır. Buna karşın, grup 3'de bulunan deneklerin hiçbirinden tam bir geriçekme yanıtı (Grade 3) alınmamıştır. Elektron mikroskopik değerlendirme sonucunda grup 4 ve 6'da, grup 3 ve 5'e kıyasla daha az oranda fagositik aktivite gösteren hücre infiltrasyonu ve yeni oluşmaya başlamış ince myelin kılıflara sahip çok sayıda myelinli sinir lifi tespit edilmiştir. Elektrofizyolojik analiz sonucunda sham grubu ile karşılaştırıldığında grup 3 ve 5'in tüm somatosensoriyel uyarılmış potansiyel (SEP) bileşenlerinin (P1, N1, P2, N2) latenslerinde istatistiksel olarak anlamlı artış olduğu saptanmıştır (p<0.001). Grup 4 ve 6'nın tüm SEP bileşenlerinin latensleri karşılaştırıldığında latenslerin, grup 3 ve 5'e göre anlamlı düzeyde kısaldığı tespit edilmiştir. İki grup arasında istatistiksel olarak anlamlı farkın oluştuğu saptanmıştır (p<0.001). Biyokimyasal analiz sonucunda, melatonin tedavisi uygulanan kesi ve ezi gruplarının doku Süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), glutatyon peroksidaz (GPx) enzimlerinin değerleri, kesi ve ezi gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı derecede (p<0.001) artarken, doku tiyobarbitürik asit reaktif ürünlerinin (TBARS) değerleri ise azalmıştır.

Several kinds of injury models, such as crush, cut and graft repair have been well studied in terms of neuroprotective effect of melotonin. However, definitive experimental studies are lacking on neuroprotective effect of melatonin (50 mg/kg/day) in both cut and crush injuries. In the present study, our aim was to study the effect of melatonin on recovery of the sciatic nerve after cut or crush injuries. A total number of 90 Wistar rats were used for this purpose and divided into six groups (Group 1: Control, Group 2: Sham-operated, Group 3: Cut, Group 4: Cut + melatonin, Group 5: Crush, Group 6: Crush+ melatonin). After operation, melatonin administration was performed from the first to the end of the sixth postoperative week between 16:00-17:00. Sciatic nerve regeneration was evaluated by walking track analysis, pinch test, light and electron microscopy and antioxidant effect of melatonin was evaluated by biochemical analysis. In the preoperative day, SFI values of the experimental group showed no significant deference (p>0.05) compared with the control group. However there was statistical significance between group 3, 4 and group 5, 6 in the 3rd and 4th postoperative weeks (p<0.05). In control and sham-operated groups withdrawal responses to pinch were full (Grade 3). The onset day of full withdrawal response (Grade 3) to pinch stimulation was in the 3rd postoperative week. At the same week, number of the animals of group 5 showing withdrawal was higher than those in group 6. In spite of that group 3 had no full response in the 3rd postoperative week. Electron microscopic analysis revealed more less phagocytic cells and lamellar separation of the myelin sheaths in animals administered Melatonin than those of sciatic nerve injury performed. As a result of electrophysiologic analysis revealed that components P1, N1, P2 and N2 were significantly (p<0.001) increased in group 3 an 5 compared with the Sham group and these components were also prolonged in the Group 4 and Group 6 with respect to the group 3 and 5 (p<0.001). Biochemical analysis showed that treatment with melatonin in both crush and cut injury groups induced a significant increase in tissue MDA levels, but a decrease in tissue SOD, CAT, GPx activities (p<0.001).