Oksaliplatin ve sisplatinin sıçan periferal sinir uyarılabilirlik ve iletim parametrelerine etkilerinin karşılaştırmalı araştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, günümüzde yaygın olarak kullanılan kemoterapik ajanlardan sisplatin (SİS) ve oksaliplatinin (OKS) sıçan izole siyatik siniri ve kuyruk kaudal sinirinin iletim ve uyarılabilirlik parametreleri üzerinde oluşturduğu etkiler karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır. Deneylerde 38 adet Wistar albino türü erkek sıçan, kontrol (KON, N=6), oksaliplatin (OKS, N=9) ve sisplatin (SİS, N=9) olmak üzere üç gruba ayrıldı. Dört buçuk hafta süresince OKS grubuna 8 mg/kg/hafta oksaliplatin, SİS grubuna 4 mg/kg/hafta sisplatin verilirken KON grubuna herhangi bir uygulama yapılmadı. SİS grubu sıçanlarda KON ve OKS grubuna göre önemli miktarda kilo kaybı gözlendi Enjeksiyon sonrasında ilk olarak, sıçanların kuyruk kaudal sinirinden eşik izleme (`threshold tracking`) yöntemi ile uyarılabilirlik parametrelerinin belirlenmesi amacıyla sırasıyla şiddet-süre zaman sabiti, akım-eşik azalması (`current-threshold reduction`), eşik elektrotonus, toparlanma döngüsü (`RC: recovery cycle`) incelemelerini içeren bir kayıt protokolü uygulandı. Eşik izleme kayıtlarını takiben her bir sıçan sakrifiye edildi ve siyatik siniri izole edilerek bileşik aksiyon potansiyeli (BAP) kayıtları alınmak üzere `suction` kayıt sistemi fizyolojik koşulların sağlandığı (37 °C, pH=7,4) izole organ banyosuna alındı ve proksimal tarafından 1 ms süreli izole puls uyaran ile uyarılarak, distal ucundan `suction` pipeti ile BAP kayıtları alındı. BAP alanı, maksimum depolarizasyon (MD), MD iletim hızı gibi BAP parametrelerinde KON grubuna göre SİS grubunda anlamlı düzeyde farklılıklar gözlenmiştir (p<0,05). Her iki kemoterapik ajan için en hızlı ileten lif grubunun iletim hızlarında, maksimum türev değerine ulaşma süresi ( ), reobaz ve kronaksi değerlerinde anlamlı fark gözlenmemiştir. Bu izole sinir bulguları, sisplatinin orta ve yavaş ileten lif gruplarında anlamlı değişimlere neden olduğunu göstermiştir. Eşik izleme yöntemi ile maksimum BAP genliğinin % 40'ı için elde edilen eşik elektrotonus eğrilerinin karşılaştırılmasında yine SİS grubu KON grubuna göre anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur. Bu sonuç, sisplatinin orta grup liflerin pasif zar özelliklerinde anlamlı düzeyde etkileri olduğunu göstermektedir. BAP genliğinin %20'si için elde edilen eşik elektrotonus eğrilerinde ise ajanların ikisi için de fark bulunmamış, bu sonuç ajanların hızlı ileten lif grubuna herhangi bir etkisi olmadığı şeklinde yorumlanmıştır. Eşik izleme yöntemi ile maksimum BAP genliğinin %40'ı için eşik yük değeri-uyaran süresi, eşik akım şiddeti-eşik değer azalması ve toparlanma döngüsü eğrilerinin analizi sonucunda yine SİS grubu, tüm uyarılabilirlik parametreleri açısından anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (p<0,05). Elde edilen tüm veriler bir arada değerlendirildiğinde sisplatin ve oksaliplatinin belirtilen doz değerlerinin, hızlı ileten liflerin iletim ve uyarılabilirlik parametrelerinde anlamlı değişimlere neden olmadığı, bununla birlikte yalnızca sisplatinin orta ve yavaş ileten lif gruplarının iletiminin tamamen blokajına ve uyarılabilirlik parametrelerinin bozulmasına neden olduğu belirlenmiştir. Sisplatinin önemli düzeyde kilo kaybına da neden olduğu düşünüldüğünde, bu tez çalışmasında detaylı şekilde incelenmiş olan nörotoksik yan etkiler açısından, oksaliplatin ajanının tercih edilmesi uygun olacaktır. Eşik izleme yöntemi, yüzeyel elektrotlarla hem insan hem de hayvan çalışmalarına uygun olması, non-invazif şekilde sinir veya kas hücresine ait zar pasif özellikleri, kanalların tür ve aktiviteleri hakkında bilgi vermesi, istenilen iletim hızı gurubundaki liflerin tüm uyarılabilirlik özelliklerini sağlayabilmesi nedeniyle sinir elektrofizyolojisiyle ilgili pek çok çalışmada tercih edilebilir. Anahtar Sözcükler: Bileşik aksiyon potansiyeli, eşik-izleme yöntemi; sıçan siyatik siniri; sisplatin, oksaliplatin; `suction` yöntemi.

In this thesis study, the effects of widely used chemotherapeutic agents cisplatin (SIS) and oxaliplatin (OKS) on nerve conduction and excitability parameters of rat isolated sciatic nerve and tail caudal nerve were comparatively investigated. The experiments consisted of 38 Wistar albino type male rats equally divided into three groups for control (KON, N=6), oxaliplatin (OKS, N=9) and cisplatin (SIS, N=9). During 4,5 weeks, OKS group was administered an injection of oxaliplatin (8 mg/kg/week) and SIS group was administered cisplatin (4 mg/kg/week), while KON group was not injected. Compared to KON and OKS groups, significant weight loss was observed in SIS group. After the injections, in order to compute the excitability parameters from the rats' tail caudal nerve via Threshold-Tracking Method, a protocol including (in exact order) strength-duration time constant (SDTC), current-threshold reduction, threshold electrotonus, and recovery cycle was applied. Following the Threshold-Tracking recordings each rat was sacrificed and, in order to realize Compound Action Potential (CAP) recordings, sciatic nerve was transferred to an isolated tissue bath fulfilling physiological conditions (37 °C, pH=7,4), connected to the suction recording system. CAPs were recorded from the distal end of the nerve via a suction pipette, while stimulating from the proximal end with isolated pulse stimuli lasting 1 ms. In terms of CAP-related parameters, such as area under CAP, maximum depolarization (MD), conduction velocity at MD, significant difference was found in SIS group, as compared to KON (p<0,05). On the other hand, no significant difference was observed for neither of the chemotherapeutic agents, in terms of conduction velocities, instants of reaching the maximum time derivative ( ), and, rheobase and chronaxie of the fastest conducting fibers. These findings for the isolated nerve have demonstrated that cisplatin causes significant changes in middle and slow conducting fiber groups. When threshold electrotonus curves computed using Threshold-Tracking Method for 40% of the maximum CAP amplitude, SIS group was found again significantly different, compared to KON group. This result means that cisplatin has significant effects on passive membrane properties of fibers with mid-range conducting velocity. However, no significant difference was found in threshold electrotonus curves computed for 20% of CAP amplitude for neither of the agents, and this result was interpreted as the agents' not having any effect on fast conducting fiber group. The results for the analysis of threshold charge-stimulus duration, threshold current-threshold decrease, and recovery cycle curves for 40% of CAP amplitude, again demonstrated significant difference of the SIS group, in terms of all excitability parameters (p<0.05). When all results are interpreted together, it can be concluded that the given doses of cisplatin and oxaliplatin do not cause any significant change in conduction and excitability parameters of fast conducting fibers; only cisplatin, on the other hand, causes total blocking of the conduction of medium and slow conducting fiber groups, and disturbance in excitability parameters. Interpreted together with the finding that cisplatin causes significant amounts of mass loss, it would be appropriate to clinically prefer oxaliplatin to cisplatin in terms of neurotoxic side effects. Given its compatibility via surface electrodes in both human and animal studies and also considering that it makes possible to non-invasively acquire information about passive membrane properties of nerve or muscle cells and excitability properties of fiber conductivity group of interest, Threshold-Tracking Method can be chosen as the preferred method of choice in many different nerve electrophysiology-related studies. Keywords: Cisplatin, oxaliplatin; compound action potential; rat sciatic nerve; suction method; threshold-tracking method