T.C.
TRAKYA ÜNĠVERSĠTESĠ
TIP FAKÜLTESĠ
KALP ve DAMAR
CERRAHĠSĠ
ANABĠLĠM DALI
Tez Yöneticisi Prof. Dr. Turan EGEALT EKSTREMĠTENĠN DENEYSEL
ĠSKEMĠ/REPERFÜZYON MODELĠNDE GELĠġEN
REPERFÜZYONA BAĞLI AKCĠĞER HASARINA
ĠLOPROST’UN ETKĠLERĠNĠN ARAġTIRILMASI
(Uzmanlık Tezi)
Dr. ġahin ĠġCAN
TEġEKKÜR
Uzmanlık eğitimim süresince mesleki bilgi ve deneyimimi arttırmamda büyük destek ve yardımlarını gördüğüm, bana cerrahi sanatını öğreten değerli hocam Trakya Üniversitesi Rektörü sayın Prof. Dr. Enver DURAN‟a, tez danışmanım Prof. Dr. Turan EGE‟ye, Kalp Damar Cerrahisi Anabilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Suat CANBAZ‟a, anlayışla eğitimime katkıda bulunan öğretim üyelerim sayın Prof. Dr. Mutasım SÜNGÜN, Prof. Dr. Murat DİKMENGİL, Yrd. Doç. Dr. Serhat HÜSEYİN, Yrd. Doç. Dr. Volkan YÜKSEL ve Yrd. Doç. Dr. Ahmet Coşkun ÖZDEMİR‟e, çalışmalarıma katkıda bulunan Patoloji Anabilim Dalı öğretim üyesi sayın Yrd. Doç. Dr. Tülin YALTA‟ya ve tüm çalışma arkadaşlarıma teşekkür eder, sevgi ve şükranlarımı sunarım.
1
ĠÇĠNDEKĠLER
GĠRĠġ VE AMAÇ
... 1GENEL BĠLGĠLER
... 3ĠSKEMĠ REPERFÜZYON HASARI ... 3
ĠSKEMĠ REPERFÜZYON HASAR MEKANĠZMASI ... 9
DAMAR CERRAHĠSĠNDE ĠSKEMĠ REPERFÜZYON ... 14
RADĠKALLERE KARġI SAVUNMA SĠSTEMLERĠ ... 16
AKCĠĞERĠN YAPI VE FONKSĠYONLARI VE ARDS ... 16
ĠLOPROST ... 19
GEREÇ VE YÖNTEMLER
... 23BULGULAR
... 27TARTIġMA
... 33SONUÇLAR
... 40ÖZET
... 41SUMMARY
... 42KAYNAKLAR
... 44EKLER
2
SĠMGE VE KISALTMALAR
AA : Araşidonik asit
ADP : Adenozin difosfat AMP : Adenozin monofosfat
ARDS : Akut respiratuvar distres sendromu ATP : Adenozin trifosfat
ET : Endotelin
HE : Hematoksilen eozin
H2O2 : Hidrojen peroksit
IL : İnterlökin
ĠR : İskemi reperfüzyon
NAD : Nikotinamid adenin dinükleotid
NO : Nitrik oksit
NOS : Nitrik oksit sentaz O2- : Süperoksit radikali
OH : Hidroksil radikali
PGI2 : Prostosiklin
PMNL : Polimorf nüveli lökositler SOR : Serbest oksijen radikalleri TNF : Tümör nekroz faktör alfa
1
GĠRĠġ VE AMAÇ
İskemi, bir dokuya veya organa gelen kan akımının azalması veya durması ile o dokunun metabolizmasının bozulması sonucunda oluşan atık ürünlerin yine dolaşım tarafından uzaklaştırılamaması olarak tanımlanır. Reperfüzyon ise, dokunun veya organın enerji ihtiyacının karşılanması ve metabolizması sonrasında oluşan toksik metabolitlerin uzaklaştırılması için iskemi sonrasında tekrar kan akımının sağlanması olayıdır. İskemiye uğrayan hücre ve dokular aerobik metabolizma yapamazlar. Anaerobik metabolizma yoluyla gerekli enerjiyi sağlamaya çalışırlar ve anaerobik metabolizma sonucu oluşan metabolitler yeterli perfüzyon olmadığından dokuda birikir, kan akımının normale döndürülmesiyle yani reperfüzyonla buradaki metabolitlerin oksidasyonu sonucu oluşan maddeler dolaşıma karışarak tüm vücuda yayılırlar (1,2).
İskemi reperfüzyon (İR) hasarı, öncelikle doku veya organdaki kan akımının azalması ya da tamamen kesilmesi ve sonrasında oksijenden zengin kan akımının tekrar sağlanması ile oluşur. İnfrarenal abdominal aortaya geçici süre kros-klemp konulması sırasında iskemik kalan alt ekstremite dokusuna oksijen ve diğer gereksinimler sağlanamadığı için oluşan artık maddeler dolaşım tarafından uzaklaştırılamaz ve dokuda birikir. İskemik bölgedeki hücreler daha önceden sürdürdükleri aerobik metabolizmayı idame ettiremezler ve anaerobik metabolizmayı kullanma yolunu seçerler.
Reperfüzyon ile nötrofil aktivasyonu, proinflamatuvar sitokinlerin salınımı, komplemanın aktivasyonu, serbest oksijen radikalleri (SOR) ve proteazların oluşumu, endotelin (ET), angiotensin ve katekolaminler gibi vazokonstrüktör ajanların salınımı İR hasarının lokal ve sistemik etkilerinden sorumludur (3).
2
Alt ekstremitelerde İR hasarı, kalp damar cerrahisi uygulamaları içerisinde en sık aort cerrahisinde abdominal aortaya geçici kros-klemp uygulamalarında, akut femoral arter tıkanıklıklarında, arteryal yaralanmalarda ortaya çıkmaktadır (4,5). Ayrıca serebrovasküler olaylar, miyokard infarktüsü, mezenter ve periferik arter embolilerinde uygulanan trombolitik tedaviler, organ transplantasyonu, sepsis, şok, yanık, pankreatit gibi cerrahi ve travmatik durumlarda ortaya çıkan iskemi ve hipovoleminin düzeltilmesi ile ayrıca ekstremitelere cerrahi girişim sırasında uygulanan turnikeler, diğer reperfüzyon hasarı sebepleridir (5).
Reperfüzyonda uzak organ hasarı etyolojisinde yer alan faktörlerden birisi „washout‟ fenomenidir. Reperfüzyon ile „washout‟ (yıkanma) etkisiyle sistemik dolaşıma birçok kimyasal mediyatör dağılır ve olası mikroembolilerle uzak organ kapillerlerini tıkayarak hasara katkıda bulunur (6,7).
Doku reoksijenasyonu ve toksik metabolitlerin washout etkisiyle oluşan reperfüzyon doku hasarını arttırır. Potasyum artışı, laktat, kreatin fosfokinaz ve myoglobinin açığa çıkması böbrek yetmezliği, solunumsal distres, dissemine intravasküler koagulasyon, şok ve ölüm ile sonuçlanır (8).
İskemi reperfüzyona bağlı hasarda anjiotensin, katekolaminler ve ET gibi mediatörlerin miktarı artar. Buna bağlı olarak vazokonstrüktör etkiler oluşur. Vazokonstrüktör etkisi olan bu moleküller organdaki hasarın artışına katkıda bulunur.
Abdominal aortaya klemp konulması sonrası oluşan İR hasarının böbrek, akciğer, karaciğer ve kalp başta olmak üzere birçok organ üzerine patolojik etkileri mevcuttur. İR, geçici reperfüzyon aritmilerinden, ölümcül olan çoklu organ yetmezliği sendromuna kadar birçok klinik tablo şeklinde karşımıza çıkabilir ve yoğun bakım mortalitesini %30-40 oranında arttırır (9).
Özellikle alt ekstremite İR dönemi sonrasında oluşan uzak organ hasarında akciğerler hedef organ konumundadır ve bu durum klinik olarak önem taşımaktadır. İR‟ye bağlı akciğer hasarı non-spesifik alveolar hasar ve akciğer ödemi ile karakterizedir (10).
Bu çalışmanın amacı, vazodilatör etkisi bilinen ve periferik damar hastalıklarında yeni yeni kullanımı yaygınlaşan iloprostun, alt ekstremite İR hasarı sonrası oluşan anjiotensin, katekolaminler ve ET gibi mediatörlerin akciğerler üzerine olan vazokonstrüktif ve toksik etkilerini geri döndürme üzerine olan etkisinin histopatolojik olarak incelenmesidir.
3
GENEL BĠLGĠLER
ĠSKEMĠ REPERFÜZYON HASARI
Bir organın damar yatağında bulunan arterlerde kan akımının kısmen veya tamamen kesilmesi sonucu iskemi tablosu oluşmaktadır. İskemiye uğrayan bölgedeki hücre ve dokular daha önceden sürdürdükleri aerobik metabolizmayı sağlayamadıkları için anaerobik metabolizma yoluyla gerekli enerjiyi sağlamaya çalışırlar. Anaerobik metabolizma sonucu oluşan metabolitler doku perfüzyonu olmadığından dokuda birikir, kan akımının normale döndürülmesiyle (reperfüzyonla) buradaki metabolitlerin oksidasyonu sonucu oluşan maddeler dolaşıma karışır ve kan ile tüm vücuda yayılırlar (1).
Reperfüzyonun ana amacı, o doku veya organın korunması ve yeniden fonksiyonlarını kazanması için tamir edilmesidir. Reperfüzyonla birlikte oluşan hasarın büyüklüğü iskemi süresi ve şiddeti ile ilişkilidir. Angina pektoris, miyokard infarktüsü, anjioplasti, trombotik stroke, periferik arterlerde gelişen tromboembolik olaylar, kardiyak cerrahi girişim veya organ transplantasyonları gibi pek çok olayda İR hasarı oluşmaktadır (1).
Reperfüzyon, kan akımının tekrar sağlanma zamanına bağlı olarak ve vasküler endotelyal disfonksiyon, endotelde adezyon moleküllerinin artışı, inflamatuar hücrelerin transendotelyal göçü, doku ödemi, infarkt ve apoptosis nedeniyle oluşan tetikleyici, mediatör ve son efektörleri kapsayan geniş bir hasara neden olan patolojileri ortaya çıkarır (11).
Reperfüzyon hasarı üzerine 1973 yılında Hearse ve ark. (1) tarafından yapılmış bir
çalışma, iskemik sıçan kalplerinde O2‟ye bağımlı enzim salınımının önemli rolü olduğunu
4
sırasında oluşan toksik hasar daha da şiddetlenmektedir. Bu nedenle dokuya O2 sunulması
sonucu oluşan bu duruma „„oksijen paradoksu‟‟ adı verilmiştir (1).
İskemik sahaya O2„nin ulaşması sonucu burada oluşan toksik maddelerden en
önemlileri SOR‟dur. Serbest radikaller dış yörüngelerinde bir veya daha fazla ortaklanmamış elektron içeren yapılardır. Normal aerobik metabolizma koşullarında SOR çok az miktarda meydana gelir ve vücut savunma sistemleri tarafından yok edilirler. İskemi sonrası reperfüzyon safhasında oluşan SOR düzeyi vücut savunma sistemlerini aştığından lokal ve sistemik etki oluşmasına neden olur (1).
Oluşan inflamatuar reaksiyonun postiskemik dokulardaki şiddeti, reperfüzyon cevabına bağlı olarak uzak organlarda da hasar oluşabilecek şekilde büyük olabilir. İR‟nin bu uzak etkisi en sık akciğer ile kardiyovasküler sistemde görülür ve sistemik inflamatuar cevap sendromu ve multiorgan yetmezliği gelişmesine neden olabilir. Bu iki sonuç da üçüncü derece yoğun bakımlardaki mortalitenin %30-40‟ını oluşturur (12).
Oksidatif Stress ve Hücre Hasarı
Oksidatif stres, süperoksit radikali (O2-), hidrojen peroksit (H2O2) ve hidroksil
radikalleri gibi reaktif O2 ürünlerinin oluşumu ile karakterizedir. Bu moleküller, özellikle
hidroksil radikalleri, kararsız hal sergilerler ve çevrelerindeki ilk yapı olan hücre membranının ilk komponenti ile reaksiyona girerler (10).
İskemi ve hipokside aerobik mekanizma devam edemediğinden dokuda varolan adenozin trifosfat (ATP)‟lar tüketilir ve yeni ATP üretimi yetersiz kaldığından enerji ihtiyacı için gerekli olan olayların sürekliliği sağlanamaz. ATP düzeyinin azalması ile iyon
gradiyentinin sürdürülmesi için hücrelerdeki Na+-K+ ATPaz enzimi fonksiyon göremez.
Sodyum pompası (Na+
-K+ ATPaz) uygun intraselüler elektrolit konsantrasyonunun
sağlanması (yüksek K+
ve düşük Na+) ve akciğerlerde de alveolar sıvı için gerekli açıklığın
sağlanmasında önemli bir etkendir (10). Bunun sonucu hücre içinde Na+
konsantrasyonu artar.
Hücre içinde artmış Na+„u dışarı çıkarmak için Na+
-Ca+2 antiporter sistemi çalışmaya başlar.
Bu sistem hücre içindeki artmış olan Na+‟dan bir adet dışarıya çıkarırken bunun yerine bir
adet Ca+2 içeriye taşır. Bunun sonucu olarak hücre içi Ca+2 miktarı artar (1). Artmış sitozolik
Ca+2 ksantin dehidrogenazın ksantin oksidaza dönüşümünü arttırır ve serbest radikallerin
mitokondri üzerine olan hasar verici etkisini arttırır (10). Buna karşılık mitokondrilerde şişme
ve matrikste hidroksiapatit kristallerinin birikmesine yol açmaktadır (1). Na+
eriğinin hücre içinde net artışı, suyun izoosmotik artışı ile birlikte olup akut hücresel şişme oluşturur. Bu
5
şişme, inorganik fosfatlar, laktik asit ve pürin nükleozitleri gibi diğer metabolitlerin birikimi ile artan osmotik yükle daha da artar (13).
İskemi reperfüzyon hasarında, bu aşama üzerine etkisi nedeniyle verapamil, nifedipin ve diltiazem gibi Ca kanal blokörlerinin kullanımının faydaları gösterilmiştir (10).
Yine hipoksi sırasında devam eden bir başka olay da ATP seviyesinin azalmasına karşın adenozin difosfat (ADP) düzeyinin artmasıdır. Artan ADP‟ler önce adenozin monofosfata (AMP), daha sonra adenozin, inozin ve en sonunda hipoksantine dönüşür (1).
İR‟de O2 radikali oluşumu Şekil 1‟de gösterilmiştir. Hipoksinin devamı durumunda ortamda
O2 olmadığından ksantin, nikotinamid adenin dinükleotid (NAD) ve H+ ile reaksiyona girerek
ürik asit, NADH ve H+
oluşturur. Eğer ortamda O2 varsa bu ksantinle reaksiyona girer ve
bunun sonucunda ürik asit, H2O2 ve O2- oluşur (1). Ksantinden serbest radikal oluşumu Şekil
2‟de gösterilmiştir.
Adenozin Trifosfat
Adenozin Monofosfat
Adenozin Ksantin Dehidrogenaz İnozin Ksantin Oksidaz
Hpoksantin O2•- + H2O2 O2 NADP NADPH Oksidaz NADPH O2 Reperfüzyon-Reoksijenasyon
NADP: Nikotinamid adenin dinükleotid fosfat, NADPH: Nikotinamid adenin dinükleotid fosfat. ġekil 1. Akciğerde iskemi-reperfüzyonda ve anoksi-reoksijenasyonda oksijen
radikali oluĢumu (10) Anoksi
6
Ksantin + NAD + 2 H+ Ürik Asit + NADH + H+
Ksantin + O2 Ürik asit + H2O2 + O2-
ġekil 2. Ksantinden serbest radikal oluĢumu (1)
Hücresel ATP‟de azalma ile birlikte AMP‟de artma da fosfofruktokinaz enzimini uyararak, glikojenden ATP üretimi ile hücrenin enerjisini temin amacıyla gelişen anaerobik glikoliz hızını arttırır. Sonuç olarak glikojen hızla tüketilir. Artan glikoliz de, fosfat esterlerinin hidrolizi ile laktik asit ve inorganik fosfatların birikimine neden olarak hücre içi pH‟nın düşmesine yol açar. Sonraki olay ribozomların granüllü endoplazmik retikulumdan ayrılması ve polizomlardan monozomların oluşumu ile protein sentezinde azalmadır (13).
Hipoksi düzelmezse mitokondriyal fonksiyonun daha da kötüleşmesi ve membran permeabilitesinin artması daha fazla morfolojik bozulmaya neden olur. Hücrenin ana hatları, mikrovilluslar gibi ultrastrüktürel özelliklerin kaybı ve hücre yüzeyinde kabarcıkların oluşumu ile bozulur. Mitokondriler, endoplazmik retikulum ve gerçekte tüm hücrelere osmotik regülasyonun kaybından dolayı çoğunlukla şişmiş görünür (13).
Bu aşamaya kadar hücredeki tüm değişiklikler O2 verilmesiyle geri döner ve geri
dönüşümlü zedelenme olarak tanımlanır. Buna rağmen iskemi devam ederse hücre geri dönüşümsüz hücre zedelenmesine doğru ilerler.
Hücrenin metabolik aktivitesi ve adaptasyon mekanizmalarına göre kritik iskemi süresi farklılık göstermekle birlikte, uzun süreli iskemide geri dönüşümsüz hasar ve nekroz kaçınılmazdır (14).
Geri dönüşümsüz hasar hücre zarının zedelenmesi ile oluşur. Morfolojik olarak mitokondri ve mitokondri kristalarında aşırı vakuolizasyon, plazma zarında aşırı yıkım, lizozomlarda şişme geri dönüşümsüz zedelenmeye yol açan hasarlardır (15).
Membran hasarı sonucu Ca+2, yüksek yoğunlukta bulunduğu hücre içinden hücre
dışına geçer. İskemik dokuda reperfüzyon sağlanırsa hücre içine kitlesel Ca+2
alımı olur.
Mitokondriler tarafından kolayca alınan amorf Ca+2‟dan zengin yapılar mitokondri
matriksinde gelişir ve kalıcı şekilde mitokondri hasarına yol açar (16). Şekil 3‟de hücre içi
Ca+2 artışının kaynakları gösterilmiştir.
Ksantin oksidaz
7 ATP: Adenozin trifosfat, Ca++: Kalsiyum.
ġekil 3. Hücre zedelenmesinde hücre içi kasiyum artıĢının kaynakları ve sonuçları (13)
Hücresel zarların tümünde gerçekleşen hasar, hücre organelleri ve hücrede şişme, protein, esansiyel koenzim ve ribonükleik asit kaybı, ATP sentezinde kullanılan metabolitlerin depolanamamasına bağlı yüksek enerjili fosfat depolarında azalma ve interstisyel alandaki makromoleküllerin hücre içine geçişiyle sonuçlanır. Lizozomal membran hasarı enzimlerin sitoplazma içine sızmasına yol açar (16).
Asit hidrolazlar, düşük sitoplazmik pH‟da, tüm hücresel elemanların enzimatik yıkımına neden olurlar. Lizozomal sindirim, hücre ölümü sonrası interstisyel alanda da devam eder (17).
Hücresel fonksiyonlar hücre ölümünden önce kaybolur. Hasarın morfolojik görünümü kritik biyokimyasal sistemlerde bozukluklar oluşup geri dönüşümsüz hasar oturduktan çok sonra belirgin hale gelir. Hücre şişmesi dakikalar içinde görülebilen geri dönüşümlü bir hasardır. Geri dönüşümsüz hasar 20-60 dakika içinde ışık mikroskobunda görülebilirken, hücre ölümü ancak 10-12 saatte belirgin hale gelir (17). Şekil 4‟te iskemik zedelenme dizisi gösterilmiştir.
8
Na+: Sodyum, Ca++: Kalsiyum, K+: Potasyum, H2O2: Hidrojen peroksit, ATP: Adenozin trifosfat, CK: Kreatin kinaz, LDH: Laktat dehidrogenaz, RNP: Ribonükleoprotein.
ġekil 4. Ġskemik zedelenmede olaylar dizisi (15)
Morfolojik olarak geri dönüşümsüz zedelenmeye mitokondrilerin daha şiddetli
vakuolizasyonu ve mitokondri matriksinde şekilsiz, Ca+2‟dan zengin yoğunlukların birikimi
eşlik eder. Burada aynı zamanda plazma membranlarının geniş hasarı ve lizozomların şişmesi
de vardır. Özellikle iskemik alan yeniden kanlandırılırsa hücre içine massif Ca+2
akışı olur.
Bu, yukarıda tanımlanan Ca+2‟a bağlı bozuklukların gelişimi ile sonuçlanır. Lizozomal
membranların zedelenmesi enzimlerin sitoplazma içine sızmasına yol açar. Asit hidrolazlar iskemik hücrenin azalmış hücre içi pH‟sında aktifleşerek sitoplazmik ve nükleer elemanları parçalar (13).
Hücre içi proteinlerin parçalanmış hücre membranından sızması, kan serum örneklerinde dokuya özgül hücre zedelenmesi ve ölümünü göstermeyi sağladığından değerli bir işarettir (13).
Geri dönüşümsüz zedelenmeyi birbiri ile uyumlu iki olay tanımlar. Birincisi mitokondriyal fonksiyon bozukluğunun kan akımı veya oksijenlenmenin düzelmesinden sonra bile geri döndürülmesinde yetersizlik, ikincisi membran fonksiyonlarında ileri derecede bozukluğun gelişimidir (13).
9
ĠSKEMĠ REPERFÜZYON HASAR MEKANĠZMASI
Arteriyel ya da venöz kan akımı azalmasına bağlı organ ve dokunun yetersiz
perfüzyonu sonucu bu doku veya organların O2‟den yoksun kalması şeklinde tanımlanan
iskemi, hücresel enerji depolarının boşalması ve toksik metabolitlerin birikmesi sonucunda hücre ölümüne yol açmaktadır. İskemik dokuya hem hücrenin rejenerasyonu, hem de toksik metabolitlerin temizlenmesi için yeniden kan akımı gerekir (18). Kan akışının sağlanması iskeminin dokuda yapmış olduğu hasarı arttırarak infarkt sahasının genişlemesine neden olur. Bu olayların tamamına birden “reperfüzyon hasarı” adı verilir (19). Ancak, iskemik dokunun reperfüzyonu dokuda paradoksal olarak sadece iskemi ile oluşan hasara göre çok daha ciddi bir hasara yol açar (18).
İskemi reperfüzyon hasarının fizyopatolojisi ile ilgili çeşitli faktörler ileri sürülmüştür. Bunlar birbirleri ile ilişkileri karmaşık, hücresel ve humoral olaylar serisidir.
Özellikle;
a) Serbest oksijen radikalleri, b) Polimorf nükleer lökositler, c) Kompleman sistemi,
d) Endotel hücreleri olmak üzere başlıca dört faktör hasarın nedenleri arasında yer almaktadır (18).
Serbest Oksijen Radikalleri
Serbest radikal, eşlenmemiş elektron içeren atom veya moleküldür. Genelde elektronlar atom veya molekülde eşlenmiş olarak bulunmaları nedeniyle molekül stabildir ve reaktif değildir. Ancak, moleküle bir elektron ilavesi ya da bir elektron kaybı onu reaktif hale getirir (20).
Serbest radikaller fizyolojik şartlarda ve dış etkenlere karşı organizmanın savunmasında da belirli oranda oluşur ve içsel mekanizmalarla organizmada oluşabilecek
zararlı etkiler önlenir. Biyolojik sistemlerde oluşan serbest radikallerin endojen kaynakları O2,
NO, uyarılmış nötrofil, mitokondriyal elektron transport sistemi, endoplazmik retikulum,
peroksizom ve plazma membranı olarak sayılabilir. Solunan O2‟nin %95‟inden fazlası
mitokondrilerde ATP şeklinde enerji oluşumunda kullanılırken, yaklaşık %5‟i de son yörüngelerinde ortaklanmamış elektron içerir ve bu özellikleri nedeniyle toksik serbest radikallere dönüşmektedir (18).
10
Aerobik canlılarda serbest radikaller için en önemli kaynak moleküler O2„dir. Normal
metabolizma sırasında O2‟nin %98‟i H2O‟ya indirgenmektedir. Geriye kalan yaklaşık %2‟lik
kısım ise O2• ve •OH radikaline dönüşür. En önemli SOR, süperoksit (O2- ) ve hidroksil (•OH)
anyonlarıdır (1).
Süperoksit, O2 molekülüne bir elektron ilavesi ile oluşur ve serbest radikal hasarına
karşı koruyucu antioksidan bir enzim olan ve oksidan hasar oluşumu ile birlikte artan
süperoksit dismutaz aracılığı ile H2O2‟ye indirgenir. H2O2 eşlenmemiş elektron içermediği
için tek başına radikal değildir (18).
Hidrojen peroksid biyolojik sistemlerde O2- oluşumu yoluyla sık olarak meydana
gelmektedir. Burada iki O2- molekülü iki H+„le reaksiyona girerek H2O2 ve O2 oluşturur.
Eşlenmemiş elektron içermediği için tek başına radikal değildir (1,21).
O2 O2-•
2O2-• + 2 H+ H2O2 + O2
Hidrojen peroksitin hücre içinde metabolizması birkaç şekilde olabilir.
1. H2O2, katalaz veya glutatyon peroksidaz (GSH-Px) tarafından toksik olmayan
ürünlere dönüşür:
a. 2H2O2 2H2O + O2
b. H2O2 + 2GSH GSH2 H2O + GSSG
c. H2O2 + NADPH + H+ NADP+ + 2GSH
2. H2O2 geçiş metallerinin varlığında toksik OH radikaline dönüşür: Bu reaksiyona
Fenton reaksiyonu denir (18).
H2O2 + Fe++ •OH + HO- + Fe+++
Hidroksil radikali oldukça reaktif ve toksik bir radikaldir. •OH, elektronegativitesi ve
büyük molekül yapısı nedeni ile DNA, protein, karbonhidrat ve lipitler gibi makromoleküllerle reaksiyona girerek oksidatif hasara neden olur (22).
11 Tablo 1. Oksijen bileĢikleri (1)
Reaktif oksijen bileĢikleri Radikal olmayanlar
O2•- = Süperoksit • OH = Hidroksil HO2• = Hidroperoksil RO• = Alkoksil ROO• = Peroksil NO• = Nitrik oksit NO2• = Azot dioksit H2O2 = Hidrojen peroksit O2 = Singlet oksijen
HOCl = Hipokloröz asit
ONOO- = Peroksinitrit radikali
O3 = Ozon
LOOH = Lipid hidroperoksit
Süperoksid (O2•-): Çok toksik olmayan bir serbest radikaldir. Diğer O2 bileşiklerinin
oluşumunda anahtar rol oynar. Zayıf oksidan etkisine karşın düşük pH değerlerinde protonlanarak hidroperoksil oluşur (1).
Hidrojen peroksid (H2O2): Metal iyonların yokluğunda stabil, zayıf oksidan, zayıf
redüktan, biyolojik memranları kolayca geçebilen ve uzun ömürlü bir reaktif O2 bileşiğidir
(1).
Hidroksil (•OH): Aşırı reaktif, kısa ömürlü radikaldir. Hücrede oluştuğu yerden daha
uzağa gidemez. Oluştuğu yerin hemen çevresinde oldukça büyük hasara yol açabilir (1).
Singlet oksijen (O2): Radikal değildir. Serbest O2 radikalleri ile birlikte olan reaktif O2
türüdür (1).
Hidroperoksil (HO2•): Süperoksit radikalinin protonlanmasıyla oluşur ve süperoksitten
daha reaktiftir. Biyolojik membranları kolay geçebilmesi ve yağ asitleriyle direkt etkileşime girebilmesi yönünden önemlidir (1).
Diğer serbest radikaller: Lipid, nükleik asit, karbonhidrat veya protein gibi biyolojik
molekülde (RH), oksidize radikal (OH• gibi) atağı sonucu oluşan karbon merkezli (R•) geniş
kapsamlı bir grubu oluştururlar. Bunlar O2 ile hızla reaksiyona girerek uygun peroksil
radikalini (ROO•) oluşturur. Bu peroksil radikaller alkoksil radikali (RO•)oluşturmak üzere
reaksiyona girebilirler. Glutatyonun oksidasyonunda olduğu gibi kükürt atomları serbest
radikalin merkezinde (thiyl radikali; RS•) olabilir (1).
Nitrikoksit (NO•): L-Arginin‟in guanidium grubundan, nitrik oksit sentetaz (NOS)
enzimi aracılığı ile endotelde sentezlenen serbest radikaldir. Üç farklı NOS enzimi vardır. Endotelial, nöronal ve normal koşullarda üretilmeyen ancak enflamasyon veya enfeksiyon durumlarında sitokinler veya endotoksinler tarafından indüklenebilen NOS (İNOS)‟dur. NO, süperoksit anyon radikali ile hızla reaksiyona girdiğinden hücre koruyucusu olarak düşünülebilir (1,23).
12
Ġskemi Reperfüzyon Hasarında Polimorf Nüveli Lökositler
İskemi reperfüzyon hasarında aktif hale gelen ilk hücreler nötrofiller olup, mikrovasküler permeabilitedeki artıştan başlıca sorumlu hücrelerdir (24). İR ile lökosit aktivasyonu, kemotaksis ve lökosit endotel hücre adezyonu meydana gelir. Diğer taraftan, polimorf nüveli lökositler (PMNL) yüksek miktarda SOR üretme kapasitesine de sahiptir. İR hasarında PMNL‟nin rolü ile ilgili bazı mekanizmalar öne sürülmüştür. Bunlar:
1. Mikrovasküler oklüzyon 2. SOR salınması
3. Sitotoksik enzim salınması 4. Vasküler permeabilite artışı 5. Sitokin salınımında artıştır (18).
Polimorf nüveli lökositlerin aktivasyon ve migrasyonları endotel hücrelerinde ve lökositlerde bulunan adezyon molekülleri aracılığıyla olur. Selektinler olarak bilinen adezyon moleküllerinin L, P ve E selektin olmak üzere bilinen 3 üyesi vardır. İR, endoteldeki P-Selektin ekspresyonunu arttırır. Bu molekül PMNL‟lerde bulunan P-selektin glikoprotein-1(PSGL-1) adlı reseptörü ile etkileşerek düşük afiniteli lökosit endotel bağlantısını oluşturur. İkinci aşamada, lökosit beta-2 integrinler (CD11a/CD18 ve CD11b/CD18) endoteldeki intraselüler adezyon molekülü 1 (ICAM-1) arasındaki etkileşim sonucunda lökosit adezyonu ve agregasyonu gelişir. Üçüncü aşama ile, trombosit-endotel hücresi adezyon molekülü 1 (PECAM-1) ile endotel hücre bağlantıları arasındaki etkileşim ile lökosit transmigrasyonu gerçekleşir. Aktive lökositler damar dışına ulaşınca hasar bölgesine doğru göç etmeye başlarlar (kemotaksis) (18).
Nötrofillerin dokuya gelebilmeleri için gerekli kemotaktik maddeler arasında C3a ve interlökin-1 (IL-1), lökotrien-B4 (LT-B4), trombosit aktive edici faktör ve prostaglandin türleri vardır. Aktif lökositler nükleer transkripsiyon faktörlerinin aktivasyonuna ve tümör nekrozis faktör (TNF) sentezine yol açar. Lökositlerin ürettiği serbest radikallerle etkileşen bu maddeler, mast hücrelerinden selektin ve ICAM gibi adezyon moleküllerini mobilize eden inflamatuar mediatörlerin salınımını uyarırlar. Aktif nötrofiller salgıladıkları maddelerle yol açtıkları hasarın yanı sıra, damar içinde oluşturdukları hücre toplulukları (agregatlar) ve aktif trombositlerle birlikte damar endoteline yapışarak mikrovasküler tıkanmaya da neden olurlar (18).
Dokuda aktive lökositlerin başlattığı yanıt şu mekanizmalar ile gerçekleştirilir (18): 1. Fosfolipaz A2 aktivasyonu araşidonik asit metabolitleri sonucu üretilir
13
2. Degranülasyon sonucu lizozomal enzimler salınır 3. SOR üretimi gerçekleşir
İskemik dokunun reperfüzyonu, arteriollerde endotel bağımlı dilatasyonun bozulmasına, kapillerlerde lökosit tıkaçlarının oluşmasına ve sıvı filtrasyonunun artmasına, postkapiller venüllerde plazma proteinlerinin damar dışına sızmasına ve böylece mikrovasküler fonksiyonun bazulmasına neden olur. Reperfüzyonun başlangıç dönemimde, mikrosirkülasyonun tüm segmentlerinde aktive edilmiş endotel hücrelerinden fazla miktarda
O2•- oluşurken NO oluşumu ise azalır. O2•- ile NO arasınadaki dengenin bozulması endotel
hücrelerinde trombosit aktive edici faktör, TNF gibi inflamatuar mediatörlerin salınmasına ve lökosit endotel hücre adezyonuna aracılık eden adezyon moleküllerinin biyosentezinin artmasına neden olur (24,25).
Serbest radikallerin oluşumunda ve İR hasarında önemli bir kaynak olan nötrofiller azurofilik granüllerinde oksidan etkili NADPH oksidaz, elastaz ve myeloperoksidaz enzimleri içerirler. Aktive nötrofillerde ksantin oksidazın artması ile SOR‟un salınması „solunum patlaması‟ olayını meydana getirir. İskemi sonrası reperfüzyonun başlaması ile birlikte,
dokuya sunulan O2‟nin yaklaşık %70‟i NADPH-bağımlı oksidaz ile O2•- iyonlarına
oksitlenmektedir. O2•- çoğu kez spontan dismutasyonla H2O2„ye dönüşür. H2O2 ise klorür
iyonlarının varlığında myeloperoksidaz enzimi aracılığı ile HOCl‟ye indirgenir. HOCl güçlü bir oksidandır ve birçok biyolojik molekülle kolayca reaksiyona girebilir. Nötrofillerin aktivasyonu ile nötrofil sekonder granüllerden salıverilen apolaktoferrin, plazminojen aktivatörü, kompleman aktive eden enzim, elastaz, kollejenaz ve jelatinaz gibi proteolitik enzimler damar endotelinde hasara neden olmaktadır (18).
Ġskemi Reperfüzyon Hasarında Endotel Hücresinin Rolü
Endotel kan ile dokuları birbirinden ayıran tek sıra dizilmiş hücrelerden oluşan bir bariyerdir. Damar fonksiyonlarının idamesinde görev alır. Seçici geçirgen bariyer özelliği sayesinde kan ve dokular arasında madde alış verişini sağlar (26,27).
Oksidatif stres endotel hücrelerinin aktivasyonuna ve işlevlerinin bozulmasına neden olur. Endotel, mikrovasküler homeostazdan sorumlu olan ET ve NO‟nun ana kaynağıdır (28). Endotel hücreleri SOR için potansiyel hedef konumundayken diğer taraftan da SOR üretim kaynağıdır. NO, arteriyel dolaşımda ET‟nin vazokonstrüktör etkisini tersine çevirme eğilimindedir. Venlerde ise bunun tersi söz konusudur. İR hasarında ET/NO oranı ET lehine bozulur. Sonuçta arteriyel vazokonstrüksiyon, venlerde vazodilatasyon olur (18).
14
Nitrik oksitin radikal olarak reaktivitesi düşüktür, ancak metal içeren bileşikler ve radikaller ile büyük bir hızla tepkimeye girerler. Özellikle lipit radikallerle tepkimeye girmesi NO‟ya antioksidan bir etki kazandırır. İndüklenebilir nitrik oksit sentaz enziminin idüksiyonu sırasında NO derişiminin artması ile oksidasyonu da hızlanır ve çeşitli reaktif nitrojen oksit türleri oluşur. Bu reaktif türler NO‟nun dolaylı etkilerinden sorumludur ve hücresel moleküllerin nitrolizasyonuna, nitrasyonuna, nitrozasyonuna yol açarak, proteinlerin ve enzimlerin aktivitelerinin sonlanmasına neden olabilirler (18).
Ġskemi Reperfüzyon Hasarında Komplemanın Rolü
Kompleman sisteminin aktivasyonu sonunda proinflamatuar komponentler oluşur. Bunlar C3a, C5a, iC3b ve C5b-9‟dur. C3a ve C5a anaflatoksinlerdir ve lökositleri aktive ederler. Lökosit aktivasyonu ve kemotaksisin uyarılmasına ek olarak C5a, makrofaj inflamatuar protein (MIP)-2, MIP-1a, MIP-1b, monosit kemoatraktan protein (MCP)-1, TNF, IL-1 ve IL-6 üretimini uyararak inflamatuar yanıtı amplifiye eder. Kompleman tarafından sentezi uyarılan lökosit adezyon molekülleri şunlardır:
1. Vasküler hücre adezyon molekülü 1 2. İnterselüler adezyon molekülü 1 3. E-selektin
4. P-selektin
C5b9 endotelde IL-1a, IL-8 ve MCP-1 salgısını uyararak lökosit aktivasyonu ve kemotaksisi arttırır. Aynı zamanda endotel bağımlı vazodilatasyonu inhibe ederek ve endotelde siklik guanozin monofosfatı azaltarak vasküler tonusu bozar (18).
DAMAR CERRAHĠSĠNDE ĠSKEMĠ REPERFÜZYON
Reperfüzyon sendromunda esas olarak iki önemli komponent vardır. Bunlardan biri iskemik sahada oluşan lokal hasar, diğeri de iskemik dokudan uzak doku veya organlarda yetmezlikle sonuçlanan uzak organ hasarlarıdır (1).
İskemiye karşı doku töleransı, dokunun yapısı ve kolleteral akımla yakından ilişkili olmakla birlikte, sıcaklık ve doku kitlesi de önemli etkenlerdir. Normotermide iskemik dokular için kritik iskemi süreleri kas doku için 4 saat, sinir doku için 8 saat, yağ doku için 13 saat, cilt doku için 24 saat ve kemik doku için 4 gündür.
15
İskemiye karşı töleransın en az olduğu doku kas dokusudur (1). İskelet kası büyük kütle olması ve iskemik hasara en hassas dokulardan olması nedeniyle alt ektremite iskemi reperfüzyon hasarında önemli rol oynar. Reperfüzyon hasarında prognoz kas hasarı miktarına bağlıdır (29).
Doku hasarının ilerlemesinde önemli noktalardan biri pıhtılaşma sonucu oluşan inflamatuar mediatörlere bağlıdır. Bu nedenle yapılan bazı çalışmalarda yüksek doz heparinin permeabilite değişikliklerini azaltabileceği, kollateral akımı düzeltebileceği ve iskemik demarkasyon seviyesini azaltabileceği gösterilmiştir (1,30).
Uzak organ hasarı İR hasarının en önemli sonuçlarından biri olup, yüksek morbitide ve mortaliteyle birlikte seyreder. Akut akciğer hasarı İR‟nin ilk ortaya çıkan ve ölümcül seyreden komplikasyonudur. İleri derecede alt ekstremite iskemisi, kompartman sendromu eşlik etsin veya etmesin çizgili kas yıkımına neden olur. Kas yıkımı sonucu ortaya çıkan miyoglobin, kreatin fosfokinaz ve diğer kas bileşenleri sistemik dolaşıma geçer. Yapılan çalışmalarda kas yıkımı sonrası hastalarda %10-50 arasında akut böbrek yetmezliği geliştiği bildirilmiştir. Akut böbrek yetmezliğinin anahtar komponenti miyoglobinüridir. Miyoglobin doğrudan nefrotoksik olup, hipovolemi, dehidratasyon ve asidüri myoglobinin böbrek üzerindeki toksik etkilerini arttırır. Böbreklerde görülen patoloji akut tübüler nekrozun patolojisi ile benzer karakterdedir (31).
İskemi reperfüzyon hasarından kardiyovasküler sistem ciddi derecede etkilenebilir. Vasküler sistem endotel sayesinde vücutta devamlılık arz ettiğinden, inflamasyon sırasında üretilen kemotaktik ajanlar nötrofillerin hasar bölgesine göç etmesine yol açar. Nötrofillerden salınan kimyasal mediyatörler endotel hasarına ve vasküler geçirgenlikte artışa neden olur. Yapılan çalışmalarda lokalize ya da sistemik İR sonrası vasküler geçirgenlikteki artışın neden olduğu protein kaçağı kardiyojenik olmayan interstisyel ödeme yol açar (32).
Ekstremitede, İR‟yi izleyen dönemde renal yetmezlik sonucu önemli mortalite artışının olduğu bilinmektedir. Burada iskemik dokudan salınan miyoglobin veya diğer toksik faktörlerin önemli rol oynadığı kabul edilmektedir (12,29).
Ayrıca akciğer, karaciğer, santral sinir sistemi, gastrointestinal sistem ve miyokard disfonksiyonu görülebilir (12). Oluşan komplikasyonların şiddeti tutulan doku kitlesi ve iskemi süresi ile ilişkilidir, morbidite ve mortaliteyi azaltmak amacıyla kas hasarı oluşmadan önceki kritik safhada kan akımının düzeltilmesi gerekmektedir (29).
16
RADĠKALLERE KARġI SAVUNMA SĠSTEMLERĠ
Organizmada normal metabolik olaylar sırasında sürekli olarak oluşan serbest radikaller endojen antioksidanlar adı verilen moleküller tarafından etkisizleştirilir (1).
Oksidan maddeler belirli düzeyde kaldıklarında organizmanın yabancı cisimlere, maddelere ve infeksiyon ajanlarına karşı önemli savunma molekülleridir. Belirli düzeyin üstüne çıktığında ve antioksidan savunma sistemleri yetersiz kaldığında serbest radikaller lipid, protein, karbonhidrat ve nükleik asit gibi hücrenin bazal yapı taşlarını hasara uğratarak zararlı olmaktadır (1).
Memeli hücrelerini oksidanlara karşı savunan beş mekanizma önemlidir (1). a) Metal iyonlarının bağlanması ile toksik radikal oluşumunun önlenmesi, b) Oluşan radikallerin toplanması ve bastırılması,
c) Radikal zincir reaksiyonlarının kırılması,
d) Hedef molekülün hasar sonrası tamiri veya tamir edilemeyecek durumdaki moleküllerin uzaklaştırılması,
e) Antioksidan kapasitenin arttırılması.
Antioksidanlar
1. Endojen Antioksidanlar: Enzim ve enzim olmayanlar olarak ikiye ayrılır.
-Enzim olan endojen antioksidanlar: Süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz,
glutatyon S-transferaz, katalaz, mitokondrial sitokrom oksidaz sistemi,
hidroperoksidaz (33).
-Enzim olmayan endojen antioksidanlar: Melatonin, seruloplazmin, transferrin, myoglobin, ferritin, bilirubin, glutatyon, sistein, metiyonin, ürat, laktoferrin, albumin (34).
2.Eksojen Antioksidanlar: Vitamin E, karoten, vitamin C, folik asit, allopürinol, oksipürinol, NADPH oksidaz inhibitörleri (adenozin, kalsiyum kanal blokörleri), rekombinant süperoksit dismutaz, endojen antioksidan aktiviteyi arttıranlar (ebselen, asetilsistein), nonenzimatik serbest radikal toplayıcılar (mannitol, albumin), nötrofil adezyon inhibitörleri, demir şelatörleri (18).
AKCĠĞERĠN YAPI VE FONKSĠYONLARI
Solunum sistemi dış ortamla gaz değişiminin gerçekleştiği bölümler arasındaki bağlantıyı sağlayan tüpler sistemi ile akciğerleri içerir (35). Alt ekstremite iskemisi sonrası uzak organ reperfüzyon hasarında akciğerler hedef organ konumundadır (36). Alveoller,
17
akciğerlerin büyük bölümünü içeren kese şeklinde özelleşmiş yapılardır. Akciğerlerin başlıca
görevi solunan hava ile kan arasında CO2 ve O2 değişiminin gerçekleştiği esas bölge
olmasıdır. Trakeadan alveol kanallarına kadar tüpleri düz kas demetleri kuşatır. Solunum sisteminin iletici bölümü giderek solunum bölümüne dönüşür. İçerdiği düz kas ve elastik lifler giderek artarken, silyalı epitel hücresi, goblet hücresi ve kıkırdak içeriği azalır. İletici bölümün büyük kısmı goblet hücrelerinden zengin silyalı yalancı çok katlı prizmatik epitelle döşelidir. Bronş ağacının derin bölümlerinde bu epitel tek katlı yassı epitele doğru dönüşüm gösterir. Bronşlar bronşiyollere ayrılınca yalancı çok katlı epitel, tek katlı prizmatik epitele dönüşür ve giderek en küçük (terminal) bronşiyollerde tek katlı kübik epitel olur. Zengin goblet hücre topluluğu küçük bronşlarda giderek azalır ve terminal bronşiyollerin epitelinde tamamen ortadan kaybolur (35).
Silyalı prizmatik hücreler solunum epitelinde en bol olan hücre tipidir. Her hücre apikal yüzeyinde yaklaşık 300 silya içerir. Silyaların altında bol miktarda mitokondri bulunur. Silya hareketi için ATP gereklidir. İkinci en sık bulunan hücre tipi muköz goblet hücreleridir (35).
Terminal bronşiyol epiteli aynı zamanda klara hücrelerini de içerir. Bu hücrelerin silyaları yoktur, apikal stoplazmalarında salgı granülleri bulunur. Bronşiyol yüzeyini koruyan glukozaminoglikanları salgıladıkları bilinmektedir. Her terminal bronşiyol, solunum sisteminin iletici bölümü ile solunum bölümü arasında geçiş bölgesi olan iki ya da daha fazla respiratuvar bronşiyole ayrılır. Respiratuvar bronşiyol mukozası, duvarında gaz değişiminin gerçekleştiği çok sayıda kese şeklinde alveoller bulunması dışında terminal bronşiyol mukozası ile aynı yapıdadır. Respiratuvar bronşiyol bölümleri silyalı kübik epitel ve klara hücreleri ile döşelidir. Respiratuvar bronşiyoller boyunca distale doğru bronşiyol duvarına açılan alveol sayısı artar ve sonuçta duvarda alveolden başka bir yapı bulunmaz hale gelir ve tüp artık alveol kanalı (duktus alveolaris) adını alır. Alveoller, respiratuvar bronşiyoller, alveol kanalları ve alveol keselerinde bulunan kese şeklinde çıkıntılardır. Akciğerlerin süngerimsi yapısını sağlayan alveoller, bronş ağacının son bölümleridir. Bu yapılarda hava ile
kan arasında CO2 ve O2 değişimi gerçekleşir. İnteralveoler septumda kapillerler, fibroblastlar,
elastik ve retiküler lifler ile makrofajlar bulunan iki ince yassı epitel tabakasından oluşur. Alveoler septumunun interstisyumunda organizmanın en zengin kapiller ağı yer alır (35).
18 Akciğer Hasarı
Akut akciğer hasarının klinik bulguları olarak; hipoksemi, pulmoner hipertansiyon, azalmış akciğer kompliansı ve nonhidrostatik pulmoner ödem görülür. Oluşan hasar çoğunlukla subklinik seyreder ve hastaların büyük bir kısmında geri dönüşümlüdür. Ancak enflamasyon devam ederse, artmış kapiller permeabilite plazmanın alveollere geçmesine ve surfaktan inaktivasyonuna neden olur. Bunun sonucunda yatan hastada erken hava yolu kapanması, pulmoner ödem, bölgesel ventilasyon-perfüzyon uyumsuzluğu ve akut akciğer hasarından Akut Respiratuvar Distres Sendromu‟na (ARDS) doğru ilerleme gözlenir. Hasarı başlatan mekanizma ne olursa olsun sonuç olarak artmış PMNL aktivitesi, kemoatraksiyonu ve infiltrasyonu, en sonunda PMNL degranülasyonuna sebep olmaktadır. Degranülasyon sonrası artan SOR ve proteazlar akciğer endotel hasarı ve buna bağlı gelişen artmış pulmoner kapiller permeabiliteye sebep olmaktadır. Yapılan klinik çalışmalarda akut akciğer hasarı ve ARDS‟nin sistemik enflamatuvar yanıtın sonucu olduğu ve bu yanıtın oluşmasında da nötrofil aktivasyonunun ve kapiller permeabilite artışının önemli rol oynadığı gösterilmiştir (37).
Akut Respiratuvar Distres Sendromu
Akut repiratuvar distres sendromu, sistemik inflamatuvar cevap oluşturan durumlar sonucunda her iki akciğerde oluşan yaygın inflamatuvar bir olaydır. Akut bir başlangıcı
olmalıdır. Arteriyel O2 oranında düşme, akciğer grafisinde bilateral infiltrasyonlar, pnömoni
kuşkusunun olmayışı ve düşük sol atrial basınç görülür (38). Sepsis, kan ürünü transfüzyonu, kateter sepsisi, pulmoner kontüzyon, kardiyopulmoner bypass ve pankreatit ARDS‟ye predispozisyon oluşturur (39).
Akut repiratuvar distres sendromu progresif bir hastalıktır. Akut ve eksüdatif faz
respiratuar yetmezlikte hızlı bir başlangıçla ortaya çıkar. O2 desteğine rağmen dirençli hipoksi
karakteristik özelliğidir. Bilgisayarlı tomografide akveoler dolum, konsolidasyonlar ve atelektazi alanları görülür. ARDS ilerlediği takdirde persistan hipoksemi ile alveoler fibrosis, artmış alveoler ölü boşluk ve azalmış akciğer kompliyansı görülür (38). İlerleyen günlerde akciğerlerde Tip1 ve Tip2 pnömositlerin hasarı sonucu alveolün doku bütünlüğü ve surfaktan yapımı bozulur. Hiyalen membran formasyonu gelişir. Mortal seyretmeyen hastalarda iyileşme genellikle 7-14 günlerde olmaktadır. Proliferatif faz olarak isimlendirilen fazda anormal kollajen ile doku istilası söz konusudur. Buna bağlı olarak interstisyel fibrosis gelişir. Ödemin yerini fibrozisin alması akciğer mekaniğinin bozulmasına ve bronkospazma neden
19
olur. Ölü boşluk artar (>%70-80), dakika ventilasyonu artar (> 15 L/dak) ve pulmoner hipertansiyon gelişir. Tedavisinde mekanik ventilasyon hayat kurtarıcıdır (40).
ĠLOPROST
Araşidonik asit (AA) metaboliti karekterinde yeni bir molekül olan iloprost 1976‟da Moncada ve Vane tarafından keşfedilmiştir. İloprost prostasiklinin (PGI2) 2. kuşak bir yapısal analoğudur. İloprost EP1 reseptörlerine bağlanır. Normalde damar duvarı ve trombositlerden sentezlenen tromboksan A2 (TxA2) normal hemostaz kontrolünde PGI2 ile dengelenir. Trombositlerde bulunan AA, siklooksijenaz yolu ile vasokonstriktör TxA2‟ye çevrilir. Kan dolaşımında PGI2 seviyeleri oldukça düşüktür ve aterosklerozda vasküler dokularda PGI2 sentezi azalır (41).
Prostasiklin, TxA2‟nin etkilerinin aksine, vazodilatasyon ve trombosit
agregasyonunun inhibisyonunu sağlar (42). Sağlam hayvanlarda vazodilatör, hipotansif, antidiüretik ve kanama zamanı uzatıcı etkileri vardır. Ayrıca endotelden makrofaj ve trombositten büyüme faktörü salgılatarak damar düz kas proliferasyonunu stimüle eder. Sağlıklı bireylerde mikrovasküler kan akımında, savunma sistemlerinde, hemostaz ve inflamasyonun regülasyonunda önemli rol oynar (41).
Siklooksigenaz yolunun bir metaboliti olan PGI2, lökositleri inaktive eder, lökotrienler gibi AA‟nın toksik metabolitlerini inhibe eder ve reperfüzyon hasarından iskemik dokunun mikrosirkülasyonunu korur. PGI2‟nin mikrovasküler kan akımı, trombosit agregasyonunun inhibisyonu ve vazodilatasyon üzerine önemli rolü vardır. İloprost benzer farmakokinetik özelliklere sahip bir PGI2 analoğudur. Bu olumlu etkiler, iloprostun mikrosirkülasyonda artış sağlaması ile elde edilmektedir. Ayrıca iloprostun adezyon moleküllerinin ve koagülasyon son ürünlerinin üretimini azaltarak endotel hücreleri üzerinde koruyucu etkisi de vardır. Yüksek iloprost dozlarında; artmış vazodilatasyon kan akımının deriden kasa yönelmesiyle çalma fenomeni ile sonuçlanır. İloprostun antiplatelet ve diğer olumlu etkileri azalır. Ayrıca yüksek doz iloprost, koroner arter hastalarında koroner akımdan çalma etkisine neden olmaktadır (15).
Ġloprost Farmakolojisi
İloprostun etki mekanizması komplekstir ve net olarak tanımlanamamıştır. Etkilerini, PGI2 reseptörleriyle etkileşerek; trombosit adezyonunu ve agregasyonunun inhibisyonuyla damar duvarında media tabakasındaki düz kas hücrelerinin proliferasyonunun inhibisyonu il
20
gerçekleştirir. Vazodilatör etkileri yanında, lökositlerin aktivasyonunun ve kemotaksisin inhibisyonu, lökositler tarafından üretilen süperoksit anyonlarının azaltılması, trombosit-lökosit etkileşiminin azaltılması, kolleteral sirkülasyon formasyonunun ve büyümesinin sitimüle edilmesi ve mikrovasküler sistemde akımın regüle edilmesi gibi etkileri de vardır (43).
Ticari ġekli
Ticari takdim şekli İlomedin® 20 mcg/ml 1 ml (İlomedin®, Bayer Schering Pharma AG, Berlin, Germany) olup, sulu solüsyon içinde 0,027 mg iloprost trometamol (0,020 mg iloprost‟a eşdeğer) içerir. İloprostun moleküler yapısı şekil 5‟te gösterilmektedir.
ġekil 5. Ġloprostun moleküler yapısı (47) Ġloprostun Farmakokinetiği
İntravenöz infüzyon başladıktan 10-20 dakika gibi kısa bir süre sonra kararlı durum plazma düzeylerine ulaşır. Kararlı durum plazma seviyeleri infüzyon hızı ile doğru orantılıdır. 3ng/kg/dk infüzyon hızı ile yaklaşık 135pg/ml plazma konsantrasyonu elde edilir. İnfüzyonun sona erdirilmesinden sonra yüksek metabolizma hızı nedeni ile iloprost plazma konsantrasyonu hızla düşer. Plazma yarı ömrü 0,5 saattir. Bunun sonucu olarak infüzyonun sona ermesinden hemen 2 saat sonra madde düzeyi denge konsantrasyonunun %10‟un altına düşer. Karaciğer sirozlu hastalarda ve diyalize gerek gösteren kronik böbrek yetmezlikli hastalarda iloprost klirensi 2-4 misli azalır. İloprost plazma albüminine %60 oranında bağlanır. İloprost metabolitlerine dönüşerek elimine olur. Ana metabolit Tetranor-İloprost‟tur
21
ve farmakolojik olarak inaktiftir. İloprost metabolitlerinin %80‟i böbrek yoluyla, %20‟si safra yolu ile atılır (44).
Ġloprostun Yan Etkileri
Sıklıkla duyulan ve doz bağımlı olan yan etkiler; flushing ve baş ağrısıdır. Kırıklık, bulantı, kusma, kramp benzeri yan ağrısı, diyare, terleme, sıcağa hassasiyet daha ziyade uzun süreli infüzyon sonrasında meydana gelen yan etkilerdir. Parestezi, ateş, üşüme, konfüzyon, apati, sedasyon, ajitasyon kan basıncı değişiklikleri, taşikardi, aritmi ve ekstrasistoller bildirilmiştir. Tüm yan etkiler doz azaltma ile düzelir. Artralji ve alerjik reaksiyonlar meydana gelebilir. Çok yaşlı aterosklerozlu hastalarda kalp yetmezliği ve akut akciğer ödemi, astımlılarda dispne bildirilmiştir. Özellikle koroner kalp hastalarında anginayı provake edebilir (45).
Ġloprostun Kullanımının Kontrendikasyonları
Gebelik ve laktasyon döneminde, iloprosta aşırı duyarlılık hallerinde kontrendikedir. Kanama riskini arttırabileceği hallerde (aktif peptik ülser, intrakranial hemoraji gibi) kullanılmamalıdır. Ciddi koroner arter hastalığı olanlarda, unstabil anjina pektoris olanlarda, son altı ay içinde myokard infarktüsü geçirmiş olanlarda anjinayı provake edebileceğinden kontrendikedir (44).
Ġlaç EtkileĢmeleri
Farmakolojik deneylerde iloprostun β-reseptör blokerlerinin, Ca+2 antagonistlerinin ve
vazodilatatörlerin antihipertansif aktivitesi üzerine additif etkisi ve anjiotensin dönüştürücü enzim inhibitörlerinin antihipertansif aktivitesi üzerine potansiyelize edici etkisi olduğu görülmüştür. Önemli hipotansiyon görülürse bu iloprost dozu azaltılarak düzeltilebilir (43).
İloprost trombosit fonksiyonlarını inhibe ettiğinden, diğer hemostatik mekanizmaları etkileyen heparin veya warfarin tipi antikoagülanlar ile beraber kullanıldığında teorik olarak kanama riskini arttırabilir. Bu durumda iloprost infüzyonu sona erdirilmelidir. Diğer trombosit agregasyon inhibitörleri (asetilsalisilik asit, diğer nonsteroid antiinflamatuvar ilaçlar, fosfodiesteraz inhibitörleri ve nitrovazodilatörler) ile beraber kullanıldığında iloprostun trombosit fonksiyonları üzerine additif veya supraadditif etkisi vardır (46).
22 Ġloprostun Terapötik Kullanımı
Temelinde tıkayıcı arter hastalığı bulunan, kritik ekstremite iskemisi olgularında, cerrahi ve kateter müdahalesinden sonuç alınamadığında ya da yararsız oldukları kanıtlandığında iloprost tedavisi denenir. Buerger Hastalığı, bağ dokusu hastalıkları, perioperatif greft açıklığını arttırma, medulla spinalis koruması ve İR hasarından koruma gibi amaçlarla kullanımı da mevcuttur. İloprost‟un, İR ile oluşmuş lokal organ hasarından korunmada etkin olduğu, böbrek, akciğer, kalp, spinal kord, mezenterik, karaciğer ve iskelet kası İR modellerinde gösterilmiştir (47).
23
GEREÇ VE YÖNTEMLER
Bu çalışma Trakya Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulu‟nun TÜHDYEK-2011/43 protokol, 2011.07.03 karar nolu onayı alındıktan sonra Trakya Üniversitesi Tıp Fakültesi Deney Hayvanları Birimi Laboratuvarı‟nde yapıldı (Ek-1). Sıçanlar Deney Hayvanları Birimi‟nden temin edildi. Çalışmada yaklaşık 3,5-4 aylık, dişi, 190-250 gr ağırlığında, 24 adet Sprague-Dawley sıçan kullanıldı. Sıçanlar randomize olarak eşit sayıda (n=8) 3 gruba ayrıldı. Sıçanlar deney süresince 12‟şer saatlik aydınlık-karanlık ışıklandırması
olan, ısısı 20-22 0C ve nem oranı %45-50 olan, otomatik olarak ayarlanan odalarda yaşatıldı.
Bu süreçte tüm sıçanlar şeffaf kafeslerde tutuldu. Sıçanların beslenmesinde standart ticari pellet yemi ve çeşme suyu kullanıldı. Deneye başlamadan önce hayvanların bir hafta ortam koşullarına adaptasyonları sağlandı. Tüm sıçanların bakımı, Tıbbi Araştırmalar Ulusal Derneği tarafından biçimlendirilen „Deney Hayvanlarının Bakım Prensipleri‟ne ve Laboratuvar Hayvanı Kaynakları Enstitüsü tarafından hazırlanıp Ulusal Sağlık Enstitüsü tarafından yayınlanan (NIH basım no.85-23, 1985 revize edildi) „Laboratuvar Hayvanlarının Bakım ve Kullanımı için Kılavuz‟una uygun olarak yapıldı. Deneyde kullanılacak tüm sıçanlar yapılacak işlemler öncesinde tartılarak vücut ağırlıkları kaydedildi.
DENEKLERĠN HAZIRLANMASI VE CERRAHĠ TEKNĠK
Deneyde kullanılacak tüm sıçanlara 8 saatlik açlık sonrasında ketamine HCl 40 mg/kg
(Ketalar® 50mg/ml flakon, Pfizer İlaçları Ltd. Şti. İstanbul, Türkiye) + ksilazin hidrokorür 5
mg/kg (Rompun® 23.32mg/ml, 50 ml flakon, Bayer Türk Kimya San. Tic. Ltd. Şti. İstanbul,
24
olduğunda deney süresince bir kez olmak üzere Ketamine HCI ek doz yapılması planlandı. İşlem boyunca sıçanların solunumları spontan olarak devam edecek şekilde uygulandı. Sıçanlar ısıtıcı lamba altında supin pozisyonda masaya yatırıldı. Tüm sıçanların ciltleri aseptik olarak hazırlandıktan sonra ksifoidin hemen altından pubisin 0,5 cm üstüne kadar orta hat median laporotomi yapıldı. Laporotomi sonrası barsaklar nemli bez yardımı ile sağa deviye edildi. İnfrarenal abdominal aorta künt diseksiyonla eksplore edildi. Tüm sıçanlara
antikoagülan amaçlı düşük doz (100 ü/kg) heparin (Nevparin® 25000 IU 5ml flakon, Mustafa
Nevzat İlaç Sanayi A.Ş., İstanbul, Türkiye) yapıldı. Deney süresince sıvı resüsitasyonu amacıyla 10 ml/kg %0,9‟luk NaCl kuyruk veninden verildi. Tüm infüzyonlar perfüzatör (Perfusor Compact, B. Braun®, Melsungen, Almanya) yardımı ile gerçekleştirildi. İnfrarenal
abdominal aortaya atravmatik mikrovasküler klemp (Novaclip® 12 mm Angle, Plymouth,
ABD) kondu. Klemp sonrasında peritoneal boşluğa yaklaşık 5 ml ılık serum fizyolojik sıkıldı. Sıvı kaybını önlemek için karın 3 adet ipek dikiş ile yaklaştırıldı. 1 saatlik iskemiyi takiben infrarenal abdominal aortadaki atravmatik mikrovasküler klemp kaldırıldı ve 2 saatlik reperfüzyon periyodu uygulandı. Aortik iskemi klempleme işlemi sonrasında aortada pulsasyon kaybı, reperfüzyon ise klempin kaldırılmasından sonra aortada pulsasyon varlığı ile takip edildi. Deneyin sonunda tüm gruplarda sıçanların akciğerleri alındı. İşlem sonrası sıçanlar sakrifiye edildi. Akciğer dokuları %10‟luk formaldehit solüsyonu içinde saklandı.
DENEK GRUPLARI
Kontrol Grubu
Cerrahi hazırlık ve anestezi indüksiyonu sonrasında median laparatomi yapılarak infrarenal aort eksplore edildi. Aort künt diseksiyonla dönüldü. Aorta klemp konulmadı. Karın içine ılık serum fizyolojik enjekte edilerek, karın üç adet ipek ile yaklaştırıldı. Diğer gruplara uygulanan bir saat iskemi, iki saat reperfüzyon süresi tamamlandı. İşlem sonunda sıçanların akciğerleri alınarak sakrifiye edildi.
Ġskemi Reperfüzyon Grubu
Cerrahi hazırlık ve anestezi indüksiyonu sonrasında median laparatomi yapılarak infrarenal aort eksplore edildi. Aort künt diseksiyonla dönüldü ve atravmatik mikrovasküler klemp yerleştirildi. Aorta distalinde pulsasyon kaybı olduğu görüldü. Karın içine ılık serum fizyolojik enjekte edilerek, karın üç adet ipek ile yaklaştırıldı. Bir saatlik iskemi ardından
25
ipekler alındı. Mikrovasküler klemp kaldırıldı. Aorta distalinde pulsasyonun tekrar başladığı görüldü. Karın katları tekrar yaklaştırıldı. İki saatlik reperfüzyon periyodunun ardından sıçanların akciğerleri alınarak sakrifiye edildi.
Ġskemi Reperfüzyon+Ġloprost Grubu
Cerrahi hazırlık ve anestezi indüksiyonu sonrasında median laporotomi yapılarak
infrarenal aort eksplore edildi. Aort künt diseksiyonla dönüldü ve atravmatik mikrovasküler klemp yerleştirildi. Aorta distalinde pulsasyon kaybı olduğu görüldü. Karın içine ılık serum fizyolojik enjekte edilerek, karın üç adet ipek ile yaklaştırıldı. Bir saatlik iskemi ardından ipekler alındı. Mikrovasküler klemp kaldırıldı. Aorta distalinde pulsasyonun tekrar başladığı görüldü. Karın katları sıvı kaybını engellemek amacıyla tekrar yaklaştırıldı. Klemp kaldırılmadan, reperfüzyon başlamadan 15 dakika önce iloprost 0,45 µg/kg/h (İlomedin 20 mcg/1 ml flakon, Schering, Berlin, Germany) infüzyonuna başlandı ve reperfüzyon süresince devam edildi. İnfüzyon kuyruk veninden gerçekleştirildi. Reperfüzyon süresinin sonunda ipek sütürler alınarak batın tekrar açıldı. Sıçanların akciğerleri alınarak sakrifiye edildi.
AKCĠĞER DOKUSUNUN HĠSTOPATOLOJĠK ĠNCELENMESĠ
Histopatolojik inceleme için akciğer dokuları ayrı ayrı %10‟luk tamponlu nötral formaldehit çözeltisinde fikse edildi. Örneklerden parafin bloklar hazırlandı. Bu parafin bloklardan mikrotom yardımı ile kesitler alınarak hematoksilen eozin ile boyandı. Histopatolojik inceleme ışık mikroskobu ile yapıldı.
Histopatolojik Skorlama
Skorlama yapılırken preparatlarda; akciğer dokusundaki PMNL yoğunluğu, konjesyon, interstisyel ödem ve hemoraji semikantitatif olarak değerlendirildi. Histopatolojik skorlama; 0 puan: değişiklik yok, +1 puan: fokal, hafif değişiklikler, +2 puan: multifokal, orta dereceli değişiklikler, +3 puan: multifokal, belirgin değişiklikler, +4 puan: yaygın, belirgin değişiklikler olarak derecelendirildi.
ĠSTATĠSTĠKSEL ANALĠZ
Sonuçlar medyan (minimum-maksimum) ya da sayı (yüzde) olarak ifade edildi. Verilerin gruplar arası karşılaştırmalarında Kruskal Wallis testi kullanıldı. P<0.05 değeri istatistiksel anlamlılık sınırı olarak kabul edildi. Gruplar arası fark bulunduğunda farklılığın
26
hangi gruplar arasında olduğunu belirlemede Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testi kullanıldı. Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testinde p<0,0167 değeri istatistiksel anlamlılık sınırı olarak kabul edildi. İstatistiksel analizlerde Trakya Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyoistatistik Anabilim Dalı‟nın SPSS 19.0 (Lisans no=10240642) istatistiksel paket programı kullanıldı.
27
BULGULAR
Çalışmamızda, işlem sonunda alınan sıçan akciğer dokusundaki PMNL yoğunluğu, konjesyon, interstisyel ödem ve hemoraji semikantitatif olarak değerlendirildi. Yapılan değerlendirme sonucunda Tossiopoulos ve ark. (48)‟nın kullandıkları skorlama sistemi kullanılarak akciğerlerde oluşan hasarın büyüklüğü saptandı. Akciğerlerde saptanan hasarın büyüklüğü Tablo 2‟de gösterilen skorlama kullanılarak belirtildi.
Tablo 2. Hasar derecesinin belirlenmesinde kullanılan histopatolojik skorlama (48)
Hasarın niteliği Hasar derecesi
Değişiklik yok 0
Fokal, hafif değişiklikler 1
Multifokal, orta değişiklikler 2
Multifokal, belirgin değişiklikler 3
Yayın, belirgin değişiklikler 4
Tüm gruplardaki akciğer doku kesitlerine ait histopatolojik skorlama Tablo 3‟te gösterilmiştir.
28 Tablo 3. Tüm gruplara ait histopatolojik sonuçlar
Sıçanlar Grup 1 Kontrol grubu Grup 2 İskemi/Reperfüzyon grubu Grup 3 İskemi/Reperfüzyon +İloprost grubu 1 0 3 2 2 0 3 2 3 0 3 1 4 0 2 1 5 0 2 2 6 0 3 1 7 0 2 2 8 0 3 1
Çalışmamızda kontrol grubundaki tüm sıçanlarda hiçbir histopatolojik değişikliğe rastlanmamıştır. İR grubundaki 5 sıçanda (%62,5) multifokal, belirgin histopatolojik değişiklikler ve 3 sıçanda (%37,5) multifokal, orta derecede histopatolojik değişiklikler saptanmıştır. İR+İloprost grubunda 4 sıçanda (%50) multifokal, orta derecede histopatolojik değişiklikler ve 4 sıçanda (%50) fokal, hafif histopatolojik değişiklikler saptanmıştır. Çalışmamızda hiçbir grupta yaygın, belirgin histopatolojik değişiklikler saptanmamıştır.
Gruplar arası çapraz tablolama sonucunda elde edilen veriler Tablo 4‟te verilmiştir. Tüm gruplara ait akciğer doku kesitlerinin mikroskobik değerlendirmesine ait veriler Kruskal Wallis testi kullanılarak karşılaştırıldı. Kruskal Wallis testine ait istatistiksel veriler, medyan, minimum, maksimum ve p değerleri Tablo 5‟te verilmiştir.
Kruskal Wallis testiyle üç grup karşılaştırıldığında anlamlılık değeri p<0,001‟in altında hesaplanmış olup, p<0,05‟in altında olduğundan gruplar arasında anlamlı fark olduğu tespit edilmiştir.
29
Tablo 5. Gruplara ait histopatolojik değerlendirme sonuçları
Gruplar Grup 1 (n=8) Grup 2 (n=8) Grup 3 (n=8) p Patoloji skoru
0 (0 – 0) 3 (2 – 3) 1,5 (1 – 2) <0.001
Medyan (minimum – maksimum). Kruskal Wallis Test.
İkili gruplar arası istatistiksel değerlendirmede Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testi kullanıldı. P<0.0167 değeri istatistiksel anlamlılık sınırı olarak kabul edildi.
Kontrol grubu ile İskemi/Reperfüzyon grubu Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testi kullanılarak karşılaştırıldığında p=0,000 saptanmış ve p<0,0167‟nin altında olduğundan anlamlı kabul edilmiştir.
Tablo 4. Gruplar arası çapraz tablolama sonucunda elde edilen veriler Grup
Toplam
1 2 3
Puan 0 Sayı 8 0 0 8
Patolojik skor içinde % 100,0% ,0% ,0% 100,0%
Grup içinde % 100,0% ,0% ,0% 33,3%
1 Sayı 0 0 4 4
Patolojik skor içinde % ,0% ,0% 100,0% 100,0%
Grup içinde % ,0% ,0% 50,0% 16,7%
2 Sayı 0 3 4 7
Patolojik skor içinde % ,0% 42,9% 57,1% 100,0%
Grup içinde % ,0% 37,5% 50,0% 29,2%
3 Sayı 0 5 0 5
Patolojik skor içinde % ,0% 100,0% ,0% 100,0%
Grup içinde % ,0% 62,5% ,0% 20,8%
4 Sayı 0 0 0 0
Patolojik skor içinde % ,0% ,0% ,0% ,0%
Grup içinde % ,0% ,0% ,0% ,0%
Toplam Sayı 8 8 8 24
Patolojik skor içinde % 33,3% 33,3% 33,3% 100,0%
30
Kontrol grubu ile İskemi/Reperfüzyon+İloprost grubu Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testi kullanılarak karşılaştırıldığında p=0,000 saptanmış ve p<0,0167‟nin altında olduğundan anlamlı kabul edilmiştir.
İskemi reperfüzyon grubu ile İskemi/Reperfüzyon+İloprost grubu Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testi kullanılarak karşılaştırıldığında p=0,003 saptanmış ve p<0,0167 altında olduğundan anlamlı kabul edilmiştir.
İkili gruplar arası istatistiksel değerlendirmede elde edilen sonuçlar Tablo 6‟da gösterilmiştir.
Tablo 6. Ġkili gruplar arası istatistiksel analiz
P Anlamlılık
Kontrol-ĠR P=0,000 P<0,0167
Kontrol-ĠR+Ġ P=0,000 P<0,0167
ĠR-ĠR+Ġ P=0,003 P<0,0167
ĠR: İskemi reperfüzyon, ĠR+Ġ: İskemi reperfüzyon+İloprost. Ġ: İloprost
* Bonferroni düzeltmeli Mann Whitney U testi, *p<0,0167
Oluşan akciğer hasarının gruplar içerisinde karşılaştırılması sonucunda elde edilen grafik Şekil 6‟da gösterilmiştir.
ġekil 6. OluĢan akciğer hasarının gruplar içerisinde karĢılaĢtırılması
Akciğer doku kesitlerine ait histopatolojik kesitler Şekil 7, Şekil 8 ve Şekil 9‟da verilmiştir. 0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 puan 1 puan 2 puan 3 puan 4 puan
Grup 1 Grup 2 Grup 3
31
ġekil 7. Kontrol grubunda izlenen normal akciğer dokusu (Hematoksilen Eozinx100)
ġekil 8. Ġskemi grubunda akciğer dokusunda izlenen belirgin iltihabi hücre artıĢı, konjesyon ve ödem(Hematoksilen Eozinx100)
32
ġekil 9. Ġloprost verilen grupta konjesyon, ödem ve iltihabi hücre infiltrasyonu. Ġskemi grubuna göre oldukça azaldığı izlenmektedir (Hematoksilen Eozinx100)
33
TARTIġMA
Ekstremite iskemisi periferik vasküler cerrahi, aort cerrahisi, ekstremitelerin reimplantasyonu, ezici yaralanmalar, periferik vasküler yaralanmalar ya da akut arteriyel tıkanıklıklar sırasında karşılaşılan bir durumdur (49). İR hasarı özellikle aort cerrahisinde aortaya geçici süreyle klemp konulması sonucu oluşmaktadır. İskemik kalan ekstremitede lokal hasar oluşur, iskemik alanın dışındaki bölgelerde de uzak organ hasarı meydana gelir (50).
Akut ekstremite iskemisi kollaterallerin gelişmiş olduğu kronik ateroskleroz varlığında bile ciddi mortalite ve morbiditeye yol açabilen klinik bir sorundur. Ekstremitenin reperfüzyonu tam olarak sağlansa bile ekstremite kaybına, akut böbrek ve solunum yetmezliğine yol açabilir. Kalp, akciğer, barsak, beyin, dalak gibi dokularda fonksiyon bozukluğu gelişebilir. Cerrahi müdahalenin gecikmesi bu riskleri daha da artırır (49).
Akut alt ekstremite iskemisinde kan akımının tekrar sağlanması bile sistemik komplikasyonlara ve beklenmedik mortalitelere neden olabilir. Reperfüzyon sonrasında oluşan sistemik inflamatuar cevap, multıpl organ disfonksiyonuna kadar gidebilen mortalite
ve morbiditelere neden olabilir (51). Reperfüzyon, hızlı O2 oluşumuna neden olarak lokal ve
uzak organ hasarına neden olur. Uzak organ hasarında akciğerler hedef organlardır (52). Bu çalışmanın amacı, sıçan infrarenal abdominal aortasının oklüzyonu ve reperfüzyonu sonrası akciğer dokusunda oluşan hasara iloprostun etkisini araştırmaktır.
Deneysel alt ekstremite iskemi reperfüzyon hasarının akciğerlere verdiği zarar sıçanlarda çok iyi belirlenmiştir ve çalışmaların çoğunda sıçanlar tercih edilmiştir (53,54). Biz çalışmamızda da Sprague Dawley cinsi dişi sıçanlar kullanıldık.
34
İskemi reperfüzyon sonrasında oluşan akciğer hasarı nötrofil infiltrasyonu, konjesyon, interstisyel ödem ve hemoraji ile karakterize pulmoner disfonksiyona yol açar ve bazı olgularda uzamış ventilatör ve inotropik destek gereksinimine neden olabilir. Akciğer hasarının gelişmesinde IL-6, IL-8, TNF, trombosit aktive edici faktör gibi sitokinlerle, ksantin
oksidaz, O2•- , •OH, H2O2 gibi SOR da ortaya çıkmaktadır (50). Oluşan toksik serbest O2
radikalleri yağ asitleri ile etkileşip hücre hasarı oluştururlar (55).
İskemi reperfüzyon hasarının akciğerler üzerine etkisinin araştırıldığı ve birçok antioksidan etkili ilacın bu hasar üzerine yararının araştırıldığı çalışma vardır.
Askorbik asit indirgeyici etkisiyle serbest O2 radikallerini ortamdan kaldıran ve oluşan
hasarı önleyen güçlü bir antioksidandır (56). Akciğerlerde reperfüzyon hasarının gelişmesinde yer alan en önemli etken aktive olan nötrofillerin endotel duvarına yapışarak SOR ve proteolitik enzimleri ortaya çıkartmasıdır. Bu artmış PMNL aktivitesi, kemoatraksiyonu ve infiltrasyonu, PMNL degranülasyonuna sebep olur. Bunu takiben artan SOR ve proteazlar akciğer endotel hasarı ile sonrasında artmış pulmoner kapiller permeabiliteye neden olurlar. Ortaya çıkan SOR‟ların olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için süperoksit dismutaz, allopürinol, katalaz, lipid peroksidaz ve mannitol gibi çeşitli ajanlar kullanılmıştır. Bu çalışmaların sonucunda İR sonrasında ortaya çıkan uzak doku organ hasarına karşı antioksidan maddelerin pulmoner mikrovasküler permeabilite artışını ve akümülasyonunu önleyerek koruyucu etki sağladıkları gösterilmiştir (50). Bu maddeler arasındaki suda eriyen
antioksidan olan Vitamin C hücre içi Ca+2
birikimini ve SOR hasarını baskılayarak İR hasarının baskılayabilir (50,56).
Bir proteaz inhibitörü olan aprotinin de aktive nötrofillerin salgıladıkları proteazların neden olduğu endotel harabiyetini önleyerek ve bradikinin düzeyini düşürerek daha iyi mikrosirkülasyon sağlar ve akciğer hasarının önlenmesinde etkilidir (50).
Akciğerlerde İR hasarının önlenmesinde takrolimus, Vitamin E, allopürinol, L-arginin, NO, karnitin, melatonin, mannitol, N-asetil sistein ve desferroksamin gibi çeşitli antioksidan ve antiinflamatuvar ilaçlar da tercih edilmektedir (50).
Akut alt ekstremite iskemisinin güncel tedavisi, iskemik hasarın derecesinin artmaması için mümkün olduğunca hızlı bir şekilde iskemik ekstremiteye kan akımının tekrar sağlanmasını içermektedir. Klinik kontrendikasyon olmadığı takdirde heparin kullanımı artık gelenekselleşmiştir. Akut alt ekstremite iskemisinde heparin kullanımı Blaisdell ve ark. (29) tarafından operatif yaklaşıma alternatif olarak önerilmiştir. Heparin, tekrarlayan emboli insidansını ve trombüsün distal dolaşımda büyümesini azaltır. Ayrıca, heparinin
