Sıçanlarda deneysel karaciğer iskemi-reperfüzyon modelinde karaciğer ve uzak organ hasarının değerlendirilmesi ve bu hasara quercetinin etkileri

Abstract

Bu çalışmanın amacı karaciğerde yapılan deneysel 1 saatlik iskemi sonrası 4. saatte karaciğer ve uzak organlar olan akciğer, böbrek ve kalpte meydana gelen değişikliklerin, Quercetin kullanılarak giderilip giderilemediğini histopatolojik ve immünohistokimyasal olarak göstermektir.Çalışmada 18 adet dişi Sprague Dawley tipi sıçan kullanıldı. Sıçanlar her grupta 6' şar sıçan olmak üzere 3 gruba ayrıldı; 1. Grup (Sham Grubu): Deney öncesi 3 gün gavajla 1 ml. distile su verildi, deney günü sıçanların batını açılıp 1 saat beklenip kapatıldıktan sonra 4 saat daha beklendi. 2. Grup (İR Grubu): 1 saatlik iskemi sonrasında 4 saat reperfüzyon yapıldı. 3. Grup (İR+Q Grubu): Deney öncesi 3 gün gavajla Quercetin verildi, 1 saatlik iskemi sonrasında 4 saat reperfüzyon yapıldı. Deney süresi bitiminde sıçanlar kansızlaştırma ile sakrifiye edilip karaciğer, akciğer, böbrek ve kalpleri alındı.Karaciğer, akciğer, böbrek ve kalp doku örnekleri ışık mikroskobunda Hematoksilen-Eozin (H&E), Masson Trikrom, Periyodik Asit-Schiff (PAS); ayrıca apoptozu değerlendirmek için TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) deoxyuridine triphosphate nick end labeling assay) boyama teknikleri ile boyandı ve histopatolojik olarak değerlendirildi. Yapılan histopatolojik değerlendirmelerde karaciğerde İR grubunda hepatositlerde eozinofilik sitoplazmalı piknotik nükleus, sitoplazmik vakuolizasyon ve hücre sınırlarının kaybıyla birlikte hepatosit dejenerasyonu, sinüzoidal dilatasyon ve konjesyon, sentrilobüler nekroz, hemoraji, apoptotik hepatositler, hepatositlerde glikojen birikiminde azalma ve yüksek karaciğer hasar skoru gözlendi. İR+Q grubunda ise İR grubu ile kıyaslandığında az miktarda sinüzoidal dilatasyon, yer yer eozinofilik sitoplazmalı ve bazen de piknotik çekirdekli hepatositler, apoptoziste azalma, hepatositlerde glikojen birikiminde artış ve azalmış karaciğer hasar skoru izlendi. Akciğerde İR grubunda alveol epitel kalınlığında artış, vasküler konjesyon, interalveoler hemoraji, intraalveolar ödem, nötrofil infiltrasyonu, apoptoziste ve goblet hücrelerinde artış bariz görülmekteyken; İR+Q grubunda İR grubuna kıyasla yer yer hafif derecede alveol epitelinde kalınlaşma, interalveoler hemoraji, apoptoziste ve goblet gücrelerinde azalma izlendi. Gruplar arasında akciğer hasar skoru istatistiksel olarak anlamlı değildi. Böbrekte İR grubunda kortekste tübül epitel hücrelerinde lümene dökülme ve vakuolizasyon, tübüler dilatasyon, intertübüler vasküler konjesyon, yer yer hafif derecede intertübüler kollajen artışı bulguları görülürken; böbrek medullasında ise tübül lümeninde kast yapılarıyla birlikte tübül epitelyal hücrelerde dökülme ve nekroz izlendi. İR+Q grubunda ise kortekste yer yer intratübüler konjesyon, tübül epitelyal hücrelerde dökülme, vakuolizasyon; medullada İR grubuna göre nadir olmak üzere yine tübül lümeninde kast yapılarıyla birlikte tübül epitelyal hücrelerde dökülme ve nekroz görüldü. Böbrek PAS boyama ile değerlendirildiğinde H&E boyaması ile görülen bulgulara ek olarak İR grubunda bariz olmak üzere; çok az sham ve yer yer de İR+Q gruplarında fırçamsı kenarlı epitel ve bazal membran yapıları kesintiye uğradığı görüldü. Böbrek hasar skoru, gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulundu. Kalp İR grubunda kalp kası liflerinde dejenerasyon ve çizgilenme kaybı, kas lifleri arasında ve perinükleer ödem, vasküler hemoraji, apoptoziste artış bulguları görülürken; İR+Q grubunda yer yer perinükleer ve kas lifleri arasında ödem, apoptoziste azalma izlendi. Miyokardiyal hücre dejenerasyonu açısından gruplar arasında anlamlı farklılık yoktu.Elde ettiğimiz bulgular, karaciğerde deneysel olarak oluşturulan İR modelinin karaciğer ve uzak organ olarak akciğer, böbrek ve kalpte histopatolojik olarak hasar oluşturduğu ve bu hasarda Quercetin kullanımının apoptozisi ve iskemi reperfüzyon hasarını azaltarak iyileşme sağlayabileceği sonucuna varıldı.Anahtar Kelimeler: Karaciğer, Uzak Organ, İskemi-Reperfüzyon Hasarı, Quercetin

The aim of this study is to histopathologically and immunohistochemically demonstrate whether Quercetin can prevent the changes in the liver and remote organs, including the lungs, kidneys and heart, at 4 hours following a 1 hour of experimental ischemia of the liver.Eighteen female Sprague-Dawley rats were used in this study. Rats were randomly assigned to three groups of 6 rats each. Group 1 (Sham Group): Rats were given 1 ml distilled water via gavage for 3 days before the experiment and on the day of the experiment, the abdomens of the rats were opened and left open for 1 hour until closure and 4 hours were allowed to pass before sacrification. Group 2 (IR Group): Four hours of reperfusion was performed after 1 hour of ischemia. Group 3 (IR+Q Group): Quercetin was given via gavage for 3 days before the experiment and 4 hours of reperfusion was performed after 1 hour of ischemia. At the end of experimental period, rats were sacrificed by bleeding and their livers, lungs, kidneys and hearts were resected.Liver, lung, kidney and heart tissue samples were stained with Hematoxylin-Eosin (H&E), Masson Trichrome and Periodic Acid-Schiff (PAS) for light microscopy; in addition, samples were stained with TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) deoxyuridine triphosphate nick end labeling assay) staining and histopathologically examined to assess apoptosis.Histopathological examination of the liver samples revealed degeneration of hepatocytes with pyknotic nuclei and eosinophilic cytoplasm, cytoplasmic vacuolization, and disappearance of cell borders, sinusoidal dilatation and congestion, centrilobular necrosis, hemorrhage, apoptotic hepatocytes, decrease in glycogen accumulation in hepatocytes and high hepatic damage scores in the IR group. A lower degree of sinusoidal dilatation, hepatocytes with areas of eosinophilic cytoplasm and some hepatocytes with pyknotic nuclei, decrease in apoptosis, increase in glycogen accumulation in hepatocytes and decreased hepatic damage scores were observed in the IR+Q group when compared to the IR group. Increase in alveolar epithelial thickness, vascular congestion, intraalveolar hemorrhage, intraalveolar edema, neutrophil infiltration and increase in apoptosis and goblet cells were apparent in the lung samples of the IR group, while areas of mild thickening of alveolar epithelium, interalveolar hemorrhage and decrease in apoptosis and goblet cells were observed in the IR+Q group compared to the IR group. There was no statistically significant difference between the groups in terms of lung damage score. In kidney samples of the IR group, shedding of tubular epithelial cells into the lumen and vacuolization, tubular dilatation, intertubular vascular congestion and areas of mild increase in intertubular collagen were found in the cortex, while casts in the tubular lumen together with shedding of tubular epithelial cells and necrosis were observed in renal medulla. In the IR+Q group, areas of intratubular congestion, shedding of tubular epithelial cells and vacuolization were found in the cortex, while in the medulla, casts in the tubular lumen together with shedding of tubular epithelial cells and necrosis were observed, although less frequently when compared to the IR group. When renal samples were evaluated with PAS staining, in addition to the findings observed with H&E staining, areas of disruption of brush border and basal membrane were observed, which were prominent in the IR group, very few in the sham group and rare in the IR+Q group. Renal damage score was statistically significantly different between the groups. In the heart samples, degeneration and loss of striation, intermyofibrillar and perinuclear edema, vascular hemorrhage and increase in apoptosis were found in the IR group, while areas of perinuclear and intermyofibrillar edema and decrease in apoptosis were observed in the IR+Q group. There was no significant difference between the groups in terms of myocardial cell degeneration.Based on our findings, we concluded that experimental hepatic IR model induces damage in the liver and target organs, including the lungs, kidneys, and heart, and Quercetin may reduce this damage by decreasing apoptosis and ischemia reperfusion injury.Key Words: Liver, Remote Organ, Ischemia-Reperfusion Injury, Quercetin