Enerji içeceği ve alkol tüketiminin ratlar üzerinde orta dönemde miyokard üzerinde oluşturduğu etkiler, akut dönemde doku düzeyinde iskemi-reperfüzyona etkileri

Abstract

Amaç: Enerji içecekleri (Eİ) yaklaşık 40 yıldır tükeltilmesine rağmen kardiyovasküler sistem üzerindeki etkileri gerek hayvan modelleri ile gerek insanlar üzerinde araştırılmaya devam etmektedir. İlk olarak spor aktivitelerinde sıvı ve enerji ihtiyacını karşılamak ayrıca konsantrasyonu arttırmak sloganıyla piyasaya sürülse de günümüzde en sık kullanıldığı alan eğlence sektörü olmuştur. Alkol intoksikasyon bulgularını hafifletmesi sebebiyle tüketilebilen alkol miktarını arttırması ve alkol tüketimine bağlı ertesi gün olumsuz etkilerini azalttığından tüketimi giderek yaygınlaşmaktadır. Bununla birlikte içeriğinde yüksek oranlarda şeker, kafein, taurin, sodyum bulundurması ve tüketilebilen alkol miktarını arttırması sebebiyle bireyde gastrointestinal, nörolojik ve kardiyak semptomlara neden olmaktadır. Bu çalışmada Eİ ve alkolün ayrı ayrı ve birlikte tüketiminin ratlar üzerinde orta dönem miyokard üzerindeki, akut dönem doku düzeyindeki iskemi- reperfüzyon hasarına etkilerini, biyokimyasal ve histopatolojik belirteçlerle araştırmayı amaçladık.Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada 40 adet Wistar Albino türü rat kullanıldı. Ratlar her grupta 10 adet olmak üzere 4 gruba ayrıldı. Birinci gruba Red Bull marka Eİ, ikinci gruba Binboa marka votka, üçüncü gruba Eİ ve votka birlikte verildi. Dördüncü grup ise kontrol grubu olarak ayrıldı. Hayvanların günlük tükettikleri içme sularına belirlenen dozlarda Eİ ve votka eklenerek, 1 ay boyunca serbest tüketmeleri sağlandı. Bir ayın sonunda anestezi altında laporotomi yapılarak abdominal aortalarına infrarenal seviyede `Bulldog` klemp kondu. 20 dk süresince alt ekstremitede iskemi oluşturuldu. İskemi sonrası `Bulldog` klemp alınarak 20 dk boyunca reperfüzyon sağlandı. Reperfüzyon sonrası alt ekstremiteden kas örneği, intrakardiyak olarak sağ ventrikülden kan örneği alındıktan sonra kardiyektomi yapıldı. Doku örnekleri Hematoksilen & Eozin Boyama ile mikroskobik olarak incelendi, kan örneklerinden ise kan gazı ve biyokimya analizi çalışıldı. Sonuçlar gruplar arasında karşılaştırıldı.Bulgular: Histopatolojik düzeyde yapılan kardiyak incelemede Eİ+ alkol grubunda diğer gruplardan anlamlı farkla çok sayıda inflamatuvar hücre infiltrasyonu görüldü. Kalp kası hücrelerinde fazla sayıda hasar görüldü. Bazı kalp duvarında bulunan damar endotellerinde anormal yapılanma görüldü. Çizgili kas örneklerinde ise kontrol, Eİ ve alkol grubunda normal morfolojide çizgili kas lifleri gözlenirken Eİ+ alkol grubunda bazı alanlarda hasarlı kas lifleri gözlendi. Kan gazı parametrelerinde Eİ tüketen hayvanların karbondioksit retansiyonu ve hipoksiye daha eğilimli oldukları, bunun sonucu olarak respiratuvar asidoz tablosunun bu hayvanlarda daha derin olduğu görüldü (p=0.05). Laktat değerlerinin yine sadece Eİ tüketen grupta diğer gruplara göre anlamlı olarak yüksek olduğu görüldü (p=0.003).Biyokimya analizinde Eİ ve Eİ+ Alkol grubunun glukoz konsantrasyonlarının daha yüksek olduğu görüldü (p=0.003). Serum AST ve ALT düzeylerinin Eİ ve Eİ+ Alkol grubunda azaldığı görüldü (p=0.05 ve p=0.01 sırasıyla). Eİ+ Alkol grubunda HDL ve Total Kolesterol düzeyleri anlamlı olarak düşük bulundu (p=0.001 ve p=0.005 sırasıyla).Sonuç: Enerji içeceği ve alkol birlikte tüketen rat grubundan alınan patoloji örneklerinde çizgili kaslarda daha fazla hasarlı lif görülmesi, iskemik hadiselere karşı en dayanıklı vücut bölümlerinden olan çizgili kasların dahi iskemiye duyarlılığıın arttığını gösteriyor. Miyokard iskemi modeli oluşturmadığımız halde kalp kasında ve endotelde gördüğümüz anormal yapılanmalar, uzun dönem Eİ ve alkol kullanımının kalp ve endotel üzerinde hasar oluşturabileceğini göstermektedir. Anahtar Sözcükler: Alkol, enerji içeceği, iskemi- reperfüzyon, rat

ABSTRACTAim: Although energy drinks (ED) have been consumed for about 40 years, their effects on the cardiovascular system continue to be investigated both with animal models and humans. Although it was first launched with the slogan of compensating the fluid and energy needs in sports activities and increasing the concentration, the entertainment industry has been the most used area today. Its use is becoming increasingly common as it increases the amount of alcohol that can be consumed because it alleviates alcohol intoxication symptoms and reduces its negative effects the next day due to alcohol consumption. However, as it contains high amounts of sugar, caffeine, taurine, sodium and increases the amount of alcohol that can be consumed, it causes gastrointestinal, neurological and cardiac symptoms. In this study, we aimed to investigate the effects of consuming ED and alcohol separately and together on the myocardium at mid-term, acute ischemia-reperfusion injury at the tissue on rats using biochemical and histopathological markers.Materials and Methods: In this study, 40 Wistar Albino rats were used. Rats were divided into 4 groups, 10 rats in each group. Red Bull branded ED was given to the first group, Binboa branded vodka to the second group, ED and vodka to the third group. The fourth group was separated as the control group. The animals were allowed to consume freely for 1 month by adding ED and vodka to the drinking water they consume daily. At the end of one month, a `Bulldog` clamp was placed at the infrarenal level in the abdominal aorta by performing laporotomy under anesthesia. Ischemia was formed in the lower extremity for 20 minutes. After the ischemia, `Bulldog` clamp was removed and reperfusion was provided for 20 minutes. After reperfusion, a muscle sample was taken from the lower extremity and cardioectomy was performed after blood sample was taken intracardiacly from the right ventricle. Tissue samples were examined microscopically with Hematoxylene & Eozine Staining, and blood gas and biochemistry analysis were studied from blood samples. The results were compared between groups.Results: In histopathological level, a large number of inflammatory cell infiltrations were observed in the EI + alcohol group with a significant difference from other groups. A large number of damage at the heart muscle cells was seen. Abnormal structuring was seen in the vascular endothelium in some heart wall. Striped muscle fibers were observed in normal morphology in the control, ED and alcohol groups in the striped muscle samples, while damaged muscle fibers were observed in some areas in the ED + alcohol group.In blood gas parameters, it was observed that animals consuming ED were more inclined to carbondioxide retention and hypoxia, as a result, the respiratory acidosis situation was deeper in these animals (p=0.05). Lactate values were found to be significantly higher only in the group consuming ED compared to other groups (p = 0.003).In biochemistry analysis, it was observed that glucose concentrations of ED and ED + Alcohol group were higher (p = 0.003). Serum AST and ALT levels were decreased in the ED and ED + Alcohol group (p = 0.05 and p = 0.01 respectively). HDL and Total Cholesterol levels were significantly lower in the ED + Alcohol group (p = 0.001 and p = 0.005, respectively).Conclusion: The more damaged fiber in the striped muscles in the pathology samples taken from the group of rats consuming ED and alcohol together, shows that even the striped muscles, one of the most resistant body parts against ischemic events, have increased sensitivity to ischemia. Although we don't create a myocardial ischemia model, the abnormal structures we see in the heart muscle and endothelium show that long-term ED and alcohol use may cause damage to the heart and endothelium.Key Words: Alcohol, energy drink, ischemia-reperfusion, rat