KRONİK STZ-DİYABETİK SIÇAN KALBİNDE İSKEMİ-REPERFÜZYON HASARI VE

94  Download (0)

Tam metin

(1)

KRONİK STZ-DİYABETİK SIÇAN KALBİNDE İSKEMİ-REPERFÜZYON HASARI VE

ARDKOŞULLAMANIN KORUYUCU ETKİNLİĞİNİN İNCELENMESİ

Hande Özge ALTUNKAYNAK

FARMAKOLOJİ ANABİLİM DALI DOKTORA TEZİ

DANIŞMAN

Prof. Dr. A.Tanju ÖZÇELİKAY

2012- ANKARA

(2)
(3)

İÇİNDEKİLER

Kabul ve Onay ii

İçindekiler iii

Önsöz v

Simgeler ve Kısaltmalar vi

Şekiller vii

Çizelgeler viii

1. GİRİŞ 1

1.1. Miyokardiyal İskemi-Reperfüzyon Hasarı 1

1.2. İskemi-Reperfüzyon Hasarına Karşı Kardiyak Koşullama 4

1.2.1. Kardiyak İskemik Önkoşullama 5

1.2.2. Kardiyak İskemik Ardkoşullama 8

1.2.3. Diabetes Mellitus 14

1.2.3.1. Tip 1 Diyabetik Hayvan Modelleri 16

1.2.3.2. Diyabetik Kalpte İskemi-Reperfüzyon Hasarı 17

1.2.3.3. İ/R Hasarına Dirençli Diyabetik Kalpler 18

1.2.3.4. İ/R Hasarına Duyarlı Diyabetik Kalpler 26

1.2.3.5. İ/R Hasarına Farklı Yanıt Göstermeyen Diyabetik Kalpler 29

1.2.3.6. Diyabetik Kalpte Kardiyak Koşullama 32

2. GEREÇ VE YÖNTEM 35

2.1. Kullanılan Gereçler 35

2.1.1. Malzemeler 35

2.1.2. Kimyasal Maddeler 36

2.1.3. Deney Hayvanları 37

2.2. Kullanılan Yöntemler 37

2.2.1. Deneysel Diyabetin Oluşturulması 37

2.2.2. Deney Grupları 38

2.2.3. İzole Organ Banyosu Deneyleri (Langendorff Kalp Preparatı) 38

2.3. İstatistiksel Analiz 39

3. BULGULAR 40

3.1. Kontrol ve diyabetik hayvanların genel özellikleri 40

3.2. Spontan atım yapan kontrol ve diyabetik hayvanlarda ölçülen kardiyak parametreler 42

(4)

3.3. Elektriksel uyarı ile çalıştırılan kontrol ve diyabetik hayvanlarda ölçülen kardiyak

parametreler 45

3.4. Ardkoşullama protokolünün uygulandığı elektriksel uyarı ile çalıştırılan kontrol ve diyabetik hayvanlarda ölçülen kardiyak parametreler 47

4. TARTIŞMA 49

5. SONUÇ VE ÖNERİLER 58

ÖZET 59

SUMMARY 60

KAYNAKLAR 61

ÖZGEÇMİŞ 84

(5)

ÖNSÖZ

Klinik veriler diyabetiklerin iskemik hasara daha yatkın olduğunu bulmuş olsa da bu konuda yapılan deneysel çalışmalar çelişkili sonuçlar ortaya koymaktadır. Bu nedenle tezin içeriğini, streptozotosin ile tip 1 diyabet modeli oluşturulan sıçan kalplerinin 8 haftalık süre sonunda in vitro koşullarda İ/R hasarına karşı verdiği yanıt ve bu yanıtta diyabetik kalpte gelişen bradikardinin rolüyle birlikte bu kalplerde ardkoşullamanın koruyucu etkisinin araştırılması oluşturmaktadır.

Doktora eğitimim süresince, gerek bilgi birikimi ve tecrübesiyle gerekse laboratuvara ve deneysel çalışmalarıma olan katkısıyla her zaman bana destek olan, yardımını esirgemeyen dolayısıyla bu süreçteki gelişimimde önemli rolü olan, hoşgörüyle bana yol gösteren danışman hocam Sayın Prof.Dr. A.Tanju ÖZÇELİKAY’A,

Vizyonuyla, farmakolojiyle ilgili konularda, farklı düşünmemi sağlayan bu sayede gelişimime katkıda bulunan, entellektüel anlamda da gerek okuduğu kitaplarla, dinlediği müziklerle, gezdiği yerlerle ve hayata bakış açısıyla yaşamımıza renk katan, Sayın Anabilim Dalı Başkanı Prof.Dr. V.Melih ALTAN’A,

Deneysel çalışmalarım sırasında birçok şeyi öğrendiğim ve birlikte çalışmaktan keyif aldığım, bilimsel vizyonu ve öngörülerinden yararlandığım, desteği ve hoşgörüsüyle hayatımı kolaylaştıran, Sayın Doç.Dr. Müge TECDER ÜNAL’A,

Desteklerini benden hiçbir zaman esirgemeyen değerli öğretim üyeleri Prof.Dr. Meral TUNCER, Prof.Dr. Nuray ARI, Prof.Dr. Gülgün OZANSOY ve Doç.Dr. Arzu Onay BEŞİKÇİ’YE,

Doktora çalışmalarım boyunca yardımları ve destekleriyle yanımda olan, hayatımda benim için ayrı yerleri bulunan sevgili arkadaşlarım Dr.Ecz. Ebru ARIOĞLU İNAN, Dr.Ecz. Işıl ÖZAKCA, Uzm.Ecz. Gizem KAYKİ MUTLU’YA, A.Ü.E.F. Farmakoloji Anabilim Dalı çalışanlarına,

Bana olan sonsuz güven ve sevgileriyle her zaman yanımda olan, bugünlere gelmem için büyük emek sarfeden, varlıklarıyla hayatımı farklı, anlamlı, değerli ve güzel kılan, aslında sözün bittiği yerde başlayan ve devam eden, sevgili aileme; annem Muhterem ALTUNKAYNAK, babam Celal ALTUNKAYNAK ve kardeşim Caner ALTUNKAYNAK’A sonsuz teşekkürler…

(6)

SİMGELER ve KISALTMALAR

ADA American Diabetes Association ATP Adenozin Trifosfat

ERK Extracellular Signal Regulated Kinase GSK-3β Glikojen Sentaz Kinaz-3β

HR Kalp Atım Hızı İ/R İskemi-Reperfüzyon KATP ATP’ye Duyarlı Potasyum

LVEDP Sol Ventrikül Sonu Diyastolik Basınç LVDP Sol Ventrikül İçi Gelişen Basınç L-NAME NG-Nitro-L-Arginin Metil Esteri

MAPK Mitojenle Aktive Edilen Protein Kinazlar mPTP Mitochondrial Permeability Transition Pore NAC N-Asetil-L-Sistein

PI3K Fosfatidilinozitol 3-Kinaz PKC Protein Kinaz C

RISK Reperfusion Injury Salvage Kinase ROS Reaktif Oksijen Türleri

RPP Hız Basınç Ürünü

SERCa Sarkoplazmik Retikulum Ca+2 ATPaz SAFE Survivor Activating Factor Enhancement

STAT Sinyal Transdüktörü ve Transkripsiyon Aktivatörü STZ Streptozotosin

(7)

ŞEKİLLER

Şekil 1.1. Ardkoşullamada rol oynayan kardiyoprotektif mekanizmalar 11 Şekil 1.2. Diyabetik kalbi iskemi reperfüzyon sonrası infarktüse daha çok ya da daha az duyarlı yapan olası mekanizmalar 26 Şekil 3.1. LVDP’deki değişiklikleri gösteren orijinal kayıtlar 41 Şekil 3.2. Spontan atım yapan kontrol ve diyabetik kalplerde reperfüzyon sonundaki kardiyak performans 44 Şekil 3.3. Elektriksel uyarı (300 atım/dak) verilerek çalıştırılan kontrol ve di- yabetik kalplerde reperfüzyon sonundaki kardiyak performans 46 Şekil 3.4. Ardkoşullama uygulanmış kontrol ve diyabetik kalplerdeki

reperfüzyon sonundaki kardiyak performans 48

(8)

ÇİZELGELER

Çizelge 1.1. Diyabetik kalbin iskemik hasara daha az duyarlı olduğu

yönündeki çalışmalar 19 Çizelge 1.2. Diyabetik kalbin iskemik hasara daha duyarlı olduğu yönün- deki çalışmalar 27 Çizelge 1.3. Diyabetik kalbin iskemik hasara karşı duyarlılığında farklı-

lığın olmadığına işaret eden çalışmalar 31 Çizelge 3.1. Kontrol ve diyabetik gruptaki sıçanların 8 hafta sonundaki kan glukoz düzeyleri, vücut ağırlıkları, yem ve su tüketimleri 40 Çizelge 3.2. Spontan atım yapan kontrol ve diyabetik kalplerdeki

iskemi öncesi ve reperfüzyon sonu ölçülen kardiyak

parametreler 42 Çizelge 3.3. Elektriksel uyarı (300 atım/dak) verilerek çalıştırılan kontrol ve diyabetik kalplerde iskemi öncesi ve reperfüzyon sonunda ölçülen kardiyak parametreler 45

(9)

1.GİRİŞ

1.1. Miyokardiyal İskemi-Reperfüzyon Hasarı

Kalpte adenozin trifosfat (ATP) üretimi büyük oranda aerobik metabolizmayla gerçekleşir (Dobson ve Himmelreich, 2002; Solaini ve Harris, 2005). Kardiyak miyositlerde hidroliz edilen ATP’nin yaklaşık üçte ikisi kontraksiyon için kullanılırken geri kalanı iyon dengesini sürdüren aktif transport pompaları tarafından değerlendirilir (Solaini ve Harris, 2005). Miyokardiyal kan akımının kesilmesi veya azalması sonucu oluşan iskemi sırasında ATP üretimi artık mitokondriyal oksidatif fosforilasyonla karşılanamaz. Bu durumda enerji gereksinimi için glikojenoliz ve anaerobik glikoliz uyarılır. Fakat sonuçta laktat, hidrojen iyonları ve indirgenmiş nikotinamid adenin dinükleotid birikimi anaerobik enerji üretimini inhibe eder (Opie, 1976; Stanley ve ark., 1997).

Sitoplazmik asidifikasyonun (Renlund ve ark., 1985) Na+-H+ değiş tokuşunu uyarabilmesi (Lazdunski ve ark., 1985; Piwnica-Worms ve ark., 1985) sonucu hücre içi Na+ konsantrasyonu artar. Buna ek olarak, ATP eksikliği sonucu (Fiolet ve ark., 1984; Ferrari ve ark., 1985; Steenbergen ve ark., 1985) Na+- K+ ATPaz aktivitesinin inhibisyonu (van Echteld ve ark., 1991) ise hücre içi Na+ konsantrasyonunun daha da artmasına neden olur. Hücre içi Na+ düzeyindeki bu değişim, sonuçta Na+-Ca+2 değiştiricisinin ters yönde çalışmasını aktive ederek, hücre içi Ca+2 düzeyinin aşırı miktarda artmasına (Ca+2 overload) yol açar (Stone ve ark., 1989). İskeminin 9-15 dakikası içerisinde oluşan (Steenbergen ve ark., 1987; Marban ve ark., 1989) hücre içi Ca+2 düzeyindeki bu artışın ise kontraktil disfonksiyona neden olabileceği bildirilmiştir (Ferrari ve ark., 1985; Steenbergen ve ark., 1987; Marban ve ark., 1989).

İskemide mitokondriyal hasar sonucu biriken uzun zincirli yağ asitleri ve türevlerinin membran proteinlerinin fonksiyonunu bozduğu ve buna bağlı olarak da artan membran geçirgenliğinin de hücre içi Ca+2 düzeyindeki artışa katkıda bulunabileceği ileri sürülmüştür (Philipson ve Ward 1985; Donck ve

(10)

ark., 1986; Wu ve Corr, 1992; Dhalla ve ark., 1992). Ayrıca ATP eksikliğine bağlı olarak, Ca+2’un depolanması ve hücre dışına atılmasında rol oynayan sarkolemmal ve sarkoplazmik retikulum Ca+2 ATPaz (SERCa) aktivitelerinin azalması (Tani, 1990) da hücre içi kalsiyum düzeyinin yükselmesine katkıda bulunur (Osada ve ark., 1998). Sarkoplazmik retikulumdaki fonksiyonel anormalliklerin altında yatan temel mekanizmanın onun fonksiyonunda rol oynayan proteinlerin fosforilasyonu ve defosforilasyonuyla ilişkili olduğu düşünülmektedir(Osada ve ark., 1998; Temsah ve ark., 1999).

Hücre içi Ca+2 konsantrasyonundaki artış mitokondriyal Ca+2 içeriğindeki artışla birlikte görülmektedir (Dhalla ve ark., 2001, Bölüm 53). Sitozolik Ca+2 mitokondriyal Na+-Ca+2 değiştiricisinin regülator kısmına bağlanarak Ca+2’un mitokondri dışına çıkmasını inhibe ederek burada aşırı kalsiyum birikmesine neden olur (Hayat ve Crompton, 1982). Bunun sonucu olarak hücre içinde Ca+2-bağımlı dejeneratif mekanizmalar aktive olabilmektedir(Steenbergen ve ark., 1987).

Hücre içi Ca+2 düzeyinin aşırı miktarda artması ve serbest radikal üretimindeki artış reperfüzyon hasarından sorumlu tutulan önemli mekanizmalardandır (Peuhkurinen, 2000). Reperfüzyon, iskemik miyokardiyumun korunmasında gerekli olmasına karşın sitoplazmik Ca+2 düzeyinde artışa neden olmaktadır. Reperfüzyon sırasında miyokardiyal pH, hidrojen iyonlarının uzaklaştırılmasıyla tekrar normal düzeye gelir. Ancak bu durum proton gradiyenti yaratarak Na+-H+ değiştiricisini aktive eder (Karmazyn, 1988; Avkiran ve Ibuki, 1992). Hücre içi Na+ düzeylerindeki artış sonucu Na+-Ca+2 değiş tokuşunun aktive edilmesi(Sheu ve ark., 1986), hücre içi Ca+2 birikimine neden olur. Bu etki ayrıca deprese edilmiş sarkolemmal Na+-K+ ATPaz aktivitesiyle de ilişkilidir(Dhalla ve ark., 1988). Hücre içi Ca+2 düzeyinin aşırı miktarda artması, sarkolemmal Ca+2 ATPaz pompa aktivitesinin deprese edilmesi sonucu (Yoshida ve ark., 1990) ya da L-tipi kalsiyum kanallarından artmış kalsiyum girişiyle (du Toit ve Opie, 1992) de oluşabilir.

(11)

Reperfüzyonla birlikte oksijen sunumunun yeniden sağlanması normalde hücresel fonksiyonların sürdürülmesi için mitokondride ATP üretimi için gerekli olmasına karşın, bu sırada mitokondriyal Ca+2 düzeyinde aşırı artışın oluşması, oksijenin ATP sentezinden daha çok artmış sitozolik Ca+2 düzeyinin tamponlanması için kullanılmasına neden olmaktadır (Ferrari, 1996). Buna ek olarak, ⍺-ve β-adrenerjik sistemdeki değişiklikler kadar sinir uçlarından aşırı noradrenalinin salgılanması (Schömig ve ark., 1985) ve reaktif oksijen türleri (ROS) oluşması da miyokardiyuma ekstraselüler kalsiyumun girişini artırabilir (Corr ve ark., 1981). Sonuçta Ca+2 düzeyindeki aşırı artış; miyokard fonksiyonu, yapısı ve metabolizması üzerinde olumsuz etkilere yol açar ve kardiyak kontraktür(Steenbergen ve ark., 1990), hücresel hasar ve kardiyak disfonksiyon gelişmesinde rol oynar(Nayler ve Daly, 1989;

Buja ve ark., 1990; Billman ve ark., 1991).

Reperfüzyon sırasında serbest radikal üretiminden sorumlu mekanizmalar ise ksantin oksidaz reaksiyonu, mitokondriyal solunum zinciri (oksidasyon/redüksiyon reaksiyonları), nötrofil aktivasyonu ve katekolaminlerin otooksidasyonudur (Peuhkurinen, 2000). Serbest oksijen radikallerinin aşırı miktarda olması sarkolemma ve sarkoplazmik retikulum hasarına yol açarak aritmileri başlatabilecek elektrofizyolojik bozukluklara neden olabilir (Renlund ve ark., 1985). Cerbai ve ark.ları (1991), serbest oksijen radikallerinin, ventrikül miyositlerinde intraselüler kalsiyum ve spesifik iyon akımlarını değiştirebildiğini göstermişlerdir. Bu ise, kalpte ventriküler aritmilerin görülmesine neden olabilmektedir (Pallandi ve ark., 1987).

Mitokondriyal permeabilite geçiş poru (mPTP, mitochondrial permeability transition pore), iskemi-reperfüzyon (İ/R) hasarında önemli rol oynayan önemli bir faktördür. Mitokondri iç membranında yer alan bu por; kalsiyum, redüksiyon-oksidasyon, voltaj ve pH’ya duyarlıdır (Honda ve ark., 2005).

mPTP’nin açılması, mitokondriyal şişme ve mitokondri dış membranının parçalanmasıyla sonuçlanır (Honda ve ark., 2005; Logue ve ark., 2005). Bu

(12)

durum sitokrom C ve apoptozisi indükleyen faktör gibi proapoptotik moleküllerin salımına yol açar (Gottlieb, 2001; Gottlieb, 2003). Her iki molekül de apoptotik süreç sonucu kardiyomiyosit ölümüne neden olur (Gottlieb, 2001; Gottlieb, 2003; Honda ve ark., 2005; Logue ve ark., 2005).

İ/R hasarı ile ilgili kardiyak disfonksiyonda Ca+2’la aktive edilen proteazların (kalpainlerin) da rolü vardır. Troponin I ve Troponin T(Di Lisa ve ark., 1995), kalspektin (Yoshida ve ark., 1995) ve SERCa pompasının(Yoshida ve ark., 1990) aktive edilmiş kalpainlerin substratı olduğu düşünülmektedir. İskemi ve reperfüzyona uğramış miyokardiyumda, Troponin I, Troponin T, tropomiyosin ve miyosin hafif zinciri gibi miyofilament proteinlerinin yıkımı ve salımı maksimum güç üretimindeki azalmayla ilişkilidir(Van Eyk ve ark., 1998).

İ/R hasarına aracılık eden tüm bu faktörler sonuç olarak reperfüzyon aritmilerine, ‘‘myocardial stunning’’ (sersemleme), miyokardiyal hibernasyona ve ‘‘no-reflow’’ fenomenine (yetersiz hücre perfüzyonu) neden olurlar (Di Napoli ve ark., 2002).

1.2. İskemi-Reperfüzyon Hasarına Karşı Kardiyak Koşullama

Murry ve ark. (1986), anestezi altındaki köpeklerde sol ön inen koroner arterin, 40 dakikalık oklüzyonundan hemen önce birkaç defa kısa süreyle (4’er kez 5’er dakika) oklüzyonu ve reperfüzyonunun, bu arterin beslediği alanda infarkt oluşumunu etkili bir şekide azalltığını göstermişlerdir. Bu durum iskemik önkoşullama (preconditioning) kavramının doğmasına neden olmuştur. Bu koruyucu yaklaşım, lethal iskemi sonrasında da uygulanarak İ/R hasarına karşı koruyucu etkinliğin araştırıldığı yeni çalışmalara yön vermiştir.

(13)

1.2.1. Kardiyak İskemik Önkoşullama

Kardiyak iskemik önkoşullama, uzun süreli lethal iskeminin hemen öncesinde bir veya birden fazla kısa süreli iskemi ve reperfüzyon periyotların uygulanmasıyla gerçekleştirilir. İskemik önkoşullamanın; infarktüse (Ferdinandy ve ark., 2007), apoptozise (Zhao ve Vinten-Johansen, 2002), aritmilere (Schulz ve ark., 2001a; Ferdinandy ve ark., 2007) karşı koruyucu olduğu ve ayrıca infarktüs sonrası sol ventrikülün gerek fonksiyonel geri dönüşü gerekse yeniden şekillenmesi üzerinde olumlu etkileri olduğu gösterilmiştir (Cohen ve ark., 2000; Solomon ve ark., 2004). Klinikte önceden planlanmış cerrahi prosedürlerde (kardiyak cerrahi, kardiyak transplantasyon, perkütan koroner girişim gibi), iskemik önkoşullamayla sağlanan bu koruyucu etkilerden yararlanılabilir (Hausenloy ve Yellon, 2009). Nitekim, Yellon ve ark.

(1993), koroner arter bypass uygulanan hastaların kalplerinde, aortun klemplenmesiyle miyokardiyal ATP düzeylerinin korunabildiğini, Jenkins ve ark. (1997) ise aynı hasta grubunda iskemik önkoşullamanın miyokardiyal hasarı azaltabileceğini göstermişlerdir. Bundan sonra birçok çalışma kardiyak bypass ameliyatlarında, aortun klemplenmesiyle oluşturulan iskemik önkoşullamanın kardiyoprotektif etkisini araştırmıştır (Perrault ve ark., 1996;

Lu ve ark., 1997; Cremer ve ark., 1997; Kaukoranta ve ark., 1997; Szmagala ve ark., 1998; Wu ve ark., 2000; Wu ve ark., 2001; Laurikka ve ark., 2002;

Teoh ve ark., 2002; Wu ve ark., 2002; Ghosh ve ark., 2003; Wu ve ark., 2005; Codispoti ve ark., 2006; Ji ve ark., 2007). Ayrıca başka çalışmalar anjiyoplasti ile iskemik önkoşullamanın oluştuğunu ve buna bağlı olarak anjinal rahatsızlığın, ST segment kaymasının ve ortalama pulmoner arter basıncının daha düşük, hız-basınç ürününün, kardiyak ven akımının ve miyokardiyal laktat oluşumunun daha az olduğunu göstermiştir (Deutsch ve ark., 1990; Claeys ve ark., 1996; Bolli ve ark., 1997; Tomai ve ark., 1997;

Tomai ve ark., 1999; Lee ve ark., 2002). Ancak hem cerrahi iskemik önkoşullamanın invaziv olması hem de aortun tekrarlayan klemplenmesi ve klempin açılmasına bağlı olarak gelişebilecek riskler iskemik önkoşullamanın klinik uygulamasını sınırlandırmaktadır (Hausenloy ve Yellon, 2009). Bu

(14)

noktada, bir takım farmakolojik ajanların (ATP’ye duyarlı potasyum kanal açıcıları, nitrik oksit donörleri, A1 ve A3 reseptör agonistleri, Na+-H+ değiştirici inhibitörleri) iskemik önkoşullama benzeri fenotip göstermesi, bu ajanların gelecekte klinik kullanıma girmeleri açısından ümit vericidir (Andreadou ve ark., 2008). Bu nedenle iskemik önkoşullamanın İ/R hasarına karşı koruyucu etkisine ilişkin mekanizmalarının tam olarak aydınlatılabilmesi ve bu mekanizmaları hedefleyen farmakolojik ajanların kullanılması büyük önem taşımaktadır.

İskemik önkoşullamanın miyokardiyal İ/R hasarına karşı koruyucu etkisi iki farklı dönemde görülmektedir. Erken dönem koruyucu etki (korumanın birinci penceresi), uyarıyı takiben birkaç dakika içinde gelişir ve 2-4 saat içinde sonlanır (Huffmyer ve Raphael, 2009). Geç dönem koruyucu etki (korumanın ikinci penceresi) ise daha yavaş gelişir (12-24 saat sonra) ve daha uzun sürer (3-4 gün) (Marber ve ark., 1993; Huffmyer ve Raphael, 2009). Erken dönemdeki koruyucu etki var olan proteinlerin hızlı posttranslasyonal modifikasyonlarıyla, geç dönem koruyucu etki ise yeni kardiyoprotektif proteinlerin senteziyle gerçekleşir (Huffmyer ve Raphael, 2009).

İskemik önkoşullama aracılı koruyucu etkinin oluşmasında, tetikleyiciler (uzun süreli iskemi öncesi etki ederek sinyal mekanizmalarının alt basamaklarını aktive eden faktörler) ve mediyatörler/efektörler (uzun süreli iskemi sırasında etki ederek koruyucu etkiye aracılık eden faktörler) rol oynar (Andreadou ve ark., 2008). Adenozin iskemik önkoşullamanın bir parçası olarak tanımlanan ilk sinyal transdüksiyon tetikleyici faktördür (Eisen ve ark., 2004).

Adenozininin önkoşullamadaki bu rolüne A1 ve A3 reseptörleri, aracılık eder.

Bu reseptörlerin uyarılmasıyla aktive olan protein kinaz C (PKC) ise ATP’ye duyarlı potasyum (KATP) kanallarının açılmasını sağlar (Germack ve Dickenson, 2005). İskemik önkoşullamayı tetikleyen bir diğer endojen ajan olan bradikinin ise bu etkisini B2 reseptörleri üzerinden nitrik oksit ve prostasiklin aracılığıyla gösterir (Goto ve ark., 1995a; Schulz ve ark., 1998;

Marktanner ve ark., 2006). İskemik önkoşullamanın infarkt alanı azaltıcı

(15)

etkisinin opioid reseptör antagonisti naloksan ile inhibe olması opioidlerin de bu koruyucu etkide rol oynadığını düşündürmektedir (Schulz ve ark., 2001b).

Reseptörleri aracılığıyla önkoşullamayı tetikleyen adenozin, bradikinin ve opioidler kalpte inhibitör G proteini ile kenetlidirler (Downey ve Cohen, 2006).

Bu üç tetikleyici maddeyle sağlanan korumanın PKC inhibitörleriyle bloke edilmesi üçünün de ortak hedefinin PKC olduğunu göstermektedir (Goto ve ark., 1995a; Sakamato ve ark., 1995; Baines ve ark., 1997; Miki ve ark., 1998). Kalpte inhibitör G proteini ile kenetli diğer reseptörlerin ligandlarının (katekolaminler (Banerjee ve ark., 1993), anjiyotensin II (Liu ve ark., 1995) ve endotelin (Wang ve ark., 1996)) da PKC aktivasyonuyla iskemik önkoşullamayı taklit edebildikleri gösterilmiştir. Ne var ki; bu ligandların reseptörlerinin inhibisyonunun iskemik önkoşullama için eşik seviyesini artırmaması bu ligandların iskemik önkoşullamada rol oynayabilecek düzeyde salınmadıklarını düşündürmektedir (Downey ve ark., 2007).

Nitrik oksit ve ROS ise önkoşullamada rol oynayan reseptör bağımsız tetikleyici faktörlerdir (Eisen ve ark., 2004). ROS, ilginç olarak bir taraftan reperfüzyon hasarında neden olurken diğer taraftan iskemik önkoşullamada rol oynar (Baines ve ark., 1997; Downey ve ark., 2007). ROS’un önemli hedeflerinden biri PKC’dir (Downey ve ark., 2007). Nitrik oksitin ise iskemik önkoşullamanın hem erken hem de geç dönemindeki koruyucu etkilerde rolü vardır. Nitrik oksit bu etkisini, peroksinitrit aracılığıyla doğrudan veya PKC’nin aktivasyonu sonucu açılan KATP kanalları aracılığıyla göstermektedir (Sasaki ve ark., 2000; Csonka ve ark., 2001).

İskemik önkoşullamaya ilişkin koruyucu etkinin ortaya çıkmasına aracılık edecek sinyal transdüksiyon yolağında birçok protein kinaz mediyatör olarak rol oynamaktadır (Ferdinandy ve ark., 2007). Bunlar arasında, PKC dışında, fosfatidilinozitol 3-kinaz (PI3K) ve onun substrat kinazı Akt (protein kinaz B) (Tong ve ark., 2000; Mocanu ve ark., 2002; Mocanu ve Yellon, 2007), p38 mitojenle aktive edilen protein kinazlar (MAPK) (Weinbrenner ve ark., 1997;

Mocanu ve ark., 2000; Schulz ve ark., 2001a;, Steenbergen, 2002), p42/p44

(16)

MAPK/Ekstraselüler sinyalle düzenlenen kinazlar (ERK, extracellular signal regulated kinase) (Ping ve ark., 1999; Strohm ve ark., 2000), Src ailesinin reseptör tirozin kinazları (Maulik ve ark., 1996; Vahlhaus ve ark., 1998;

Oldenburg ve ark., 2003) ve janus kinaz/sinyal transdüktörü ve transkripsiyon aktivatörü (STAT) yolağı (Hattori ve ark., 2001; Barry ve ark., 2007) sayılabilir. Tüm bu protein kinazların önkoşullanmış miyokardiyumda fosforillendiği, translokasyona uğradıkları ya da aktivitelerinin arttığı saptanmıştır. Buna ek olarak, söz konusu protein kinazların farmakolojik inhibitörlerinin iskemik önkoşullamanın koruyucu etkisini azalttığı ya da tamamen ortadan kaldırdığı gösterilmiştir (Ferdinandy ve ark., 2007).

İskemik önkoşullamaya aracılık eden tüm bu sinyal transdüksiyon yolaklarının çoğunun ortak hedefi mitokondridir. Bu sinyal transdüksiyon yolaklarının iskemik önkoşullamayla aktive edilmesi sonucu, ATP sentezinin korunması, reperfüzyon sonrası mPTP oluşumunun engellenmesi ve mitokondriyal KATP kanallarının aktivasyonunun İ/R hasarına karşı koruyucu olduğu düşünülmektedir (Ferdinandy ve ark., 2007).

1.2.2. Kardiyak İskemik Ardkoşullama

Jennings ve ark. (1960) tarafından, reperfüzyon başlangıcında bir takım morfolojik değişikliklerin (kardiyomiyosit şişmesi, kalsiyum fosfat depolarında amorf bileşikler, sarkomer organizasyonunun kaybı gibi) oluştuğunun gösterilmesi reperfüzyona bağlı olarak da hasar oluşabileceğini ortaya koymuştur. Bundan sonra birçok çalışma ile reperfüzyona bağlı hasarın mekanizmaları yoğun şekilde araştırılmıştır. Reperfüzyonun özellikle ventriküler aritmiler (özellikle ventriküler fibrilasyon), geçici mekanik disfonksiyon (miyokardiyal stunning) ve hatta miyokardiyal hücre ölümü gibi ciddi patolojik durumlarla sonuçlanması konunun önemini bir kat daha artırmıştır (Zughaib ve ark., 1994). Dolayısıyla bu hasarın önlenmesi veya azaltılmasına yönelik çalışmalar da önemini ve güncelliğini korumuştur.

(17)

Zhao ve ark. (2003), uzun süreli iskemi sonrası reperfüzyon başlangıcında kısa süreli reperfüzyon ve iskemi periyotlarının uygulanmasıyla kalbin infarkt alanı üzerinde önemli bir azalmaya neden olduğunu göstermişler ve iskemik ardkoşullama kavramını ortaya atmışlardır. Benzer şekilde daha sonra yapılan birçok çalışmanın sonuçları, iskemik ardkoşullamanın infarktüse karşı koruyucu etkinliğini göstermiştir (Hansen ve ark., 2010; Vinten-Johansen ve ark., 2011). Buna ek olarak iskemik ardkoşullamanın aritmilere karşı da koruyucu olduğu bulunmuştur (Na ve ark., 1996; Galagudza ve ark., 2004;

Kloner ve ark., 2006).

Akut miyokard infarktüsü gibi letal iskeminin öngörülemediği klinik durumlarda iskemik ardkoşullamanın uygulanabilir olması önem taşımaktadır (Hausenloy ve Yellon, 2009). Klinik çalışmalarla, infarktla ilgili koroner artere stentin yerleştirilmesini takiben koroner anjiyoplasti balonunun 4 kez 1 dakikalık düşük basınçlı şişirilmesi ve söndürülmesiyle yapılan ardkoşullamanın gerek akut gerekse 6 aylık miyokardiyal infarkt alanını azalttığı ve 1 yılda sol ventriküler ejeksiyon fraksiyonunu düzelltiği gösterilmiştir (Laskey, 2005; Staat ve ark., 2005; Thibault ve ark., 2008).

Bununla birlikte, bu hasta gruplarında iskemik ardkoşullamanın klinik sonuçlara olan etkisinin gösterileceği daha fazla sayıda çok merkezli klinik çalışmalara ihtiyaç bulunmaktadır. Öte yandan, iskemik ardkoşullamanın da invaziv bir girişim olması klinik kullanımını kısıtlamaktadır. Bu nedenle iskemik ardkoşullamayla sağlanan kardiyoproteksiyonun mekanizmalarının tam olarak aydınlatılması bu hedefe yönelik farmakolojik ajanların geliştirilip kullanılabilmesi açısından büyük önem taşımaktadır.

İskemik ardkoşullamanın koruyucu etkisinin oluşmasında da iskemik önkoşullamayla benzer şekilde bir takım tetikleyiciler, mediyatörler ve efektörler rol oynar. İskemik ardkoşullama sırasında salınan çeşitli endojen otakoid maddeler (tetikleyiciler) G-proteini ile kenetli veya hücre membranında bulunan diğer reseptörleri aktive ederler. Sonrasında tetiklenen transdüksiyon mekanizmaları ise, bazı ara ürünlerin oluşumunu

(18)

sağlayarak ardkoşullama ile ilişkili yolakları etkilerler. Bundan sonraki hedef noktaları ise mPTP ve KATP kanallarıdır (Shi ve Vinten-Johansen, 2012).

Bunların dışında doku asidozunun sürdürülmesi gibi bir takım fizyolojik faktörler de bu koruyucu etkiye katkıda bulunur (Shi ve Vinten-Johansen, 2012). (Şekil 1).

Adenozin, iskemik ardkoşullamanın koruyucu etkisinde tetikleyici rol oynar (Shi ve Vinten-Johansen, 2012). Adenozin reseptörlerinin farmakolojik antagonistleriyle blokajının iskemik ardkoşullamanın koruyucu etkisini bozduğu gösterilmiştir (Kin ve ark., 2005; Yang ve ark., 2005, Philipp ve ark., 2006). İskemik ardkoşullama, bradikinin-2 reseptörü, opioid reseptörü ve sfingozin-1 fosfat reseptörlerinin aktivasyonuyla da tetiklenebilir (Vessey ve ark., 2009; Vinten-Johansen ve Shi, 2011).

İskemik ardkoşullamanın koruyucu etkisinde tetikleyici rol oynayan diğer bir endojen madde nitrik oksittir. Tavşan kalbinde reperfüzyondan hemen önce nitrik oksit sentaz inhibitörüyle nitrik oksit sentezinin engellenmesinin iskemik ardkoşullamanın sağladığı infarkt alandaki azalmayı bloke ettiği gösterilmiştir (Yang ve ark., 2004).

Reperfüzyonun başlangıcında süperoksit anyonlarının üretimi artar (Zhao ve.

Vinten-Johansen, 2006). Ardkoşullamanın süperoksit anyonu üretimini in vivo olarak azalttığı ve plazma lipid peroksidasyonu ürünlerinde (malondialdehid gibi) de azalmaya yol açtığı bulunmuştur (Zhao ve ark., 2003; Kin ve ark., 2004). Buna karşın, ROS süpürücüsü olan N-asetil-sisteinin (NAC) izole sıçan kalbinde ardkoşullama protokolünün hemen öncesinde uygulanmasının ardkoşullamanın infarkt alanını azaltıcı etkisini bloke etmesi (Penna ve ark., 2006) ROSların aynı zamanda ardkoşullama mekanizmasında rol oynadığını düşündürmektedir (Zhao ve. Vinten-Johansen, 2006).

(19)

MOLEKÜLER MEKANİZMALAR FİZYOLOJİK MEKANİZMALAR Tetikleyiciler

Farmakolojik Sitokin benzeri Otakoidler Miyosit Endotel Adenozin İL-6 Adenozin ↓Ca+2 ↓İnflamasyon

Anestezikler TNFα Bradikinin ↓ROS ↓Koagülasyon NO donörleri Opioidler ↓pH ↓Vazokonstriksiyon

↓ROS NO.

Adenozin (?)

Moleküler yolaklar RISK

SAFE

Mitokondri KATP

mPTP ROS

KARDİYOPROTEKSİYON (-) No-reflow

Şekil 1.1. Ardkoşullamada rol oynayan kardiyoprotektif mekanizmalar. NO: Nitrik oksit, İL-6:

İnterleukin 6, TNFα: Tümör nekroz faktörü α, ROS: Reaktif oksijen türleri, KATP: ATP’ye duyarlı potasyum kanalları, mPTP: Mitochondrial permeability transition pore, RISK:

Reperfusion injury salvage kinase, SAFE: Survivor activating factor enhancement (Shi ve Vinten-Johansen, 2012).

(20)

PKC ise önkoşullamada olduğu gibi iskemik ardkoşullamadan da sorumlu bir mediyatördür. PKC inhibitörü keleritrinin reperfüzyondan beş dakika önce uygulanmasının, in vivo koşullarda, ardkoşullamanın infarkt azaltıcı etkisini bloke ettiği gösterilmiştir (Zatta ve ark., 2006). Ardkoşullamanın, PKC’nin kardiyoprotektif izoformu olan PKCɛ’yi artırdığı buna karşın İ/R hasarında kötüleştirici etkisi olduğu gösterilen PKC izoformunu azalttığı da gösterilmiştir (Inagaki ve ark., 2003; Inagaki ve ark., 2005; Penna ve ark., 2006).

‘‘Reperfusion Injury Salvage Kinase’’ (RISK) yolağı iskemik ardkoşullamada major rol oynar (Shi ve Vinten-Johansen, 2012). İskemik ardkoşullama, PI3K ve ERK 1/2 fosforillenmesine ve sonuçta endotelyal nitrik oksit sentaz ve p70S6 kinazın aktivasyonuyla glikojen sentaz kinaz 3β (GSK 3β)’nın inhibisyonuna neden olur (Shi ve Vinten-Johansen, 2012). Bu moleküller dışında Akt (Tsang ve ark., 2004; Yang ve ark., 2004; Zhu ve ark., 2006), p38 MAPK, c-jun amino terminal kinazlar, protein kinaz G ve PKC de RISK yolağı ile ilişkilidir (Ovize ve ark., 2010; Hausenloy ve ark., 2011). Ancak ardkoşullamanın koruyucu etkisine aracılık edecek RISK yolağıyla ilgili kinaz tipi türe göre değişir ve hatta RISK dışındaki yolakların da devreye girdiği düşünülebilir. Örneğin; fare ve tavşanlarda ardkoşullamanın koruyucu etkisinin Akt aktivasyonuyla değil sadece ERK aktivasyonuyla ilişkili olduğu gösterilmiştir (Darling ve ark., 2005; Przyklenk ve ark., 2008). Domuzlarda ardkoşullamanın Akt ve ERK 1/2 aktivasyonuna neden olduğu fakat infarkt alanını azaltmadığı bulunmuştur (Schwartz ve ark., 2006). Buna karşın anestezi altındaki domuzlarda ardkoşullamanın infarkt alanını azalttığı fakat bu koruyucu etkiye RISK yolağının aracılık etmediği gösterilmiştir (Musiolik ve ark., 2010).

Janus kinaz-STAT yolağı aktivasyonunun, RISK yolağına alternatif bir yolak olduğu düşünülmektedir (Ovize ve ark., 2010). Bu alternatif yolak, ‘‘Survivor Activating Factor Enhancement’’ (SAFE) yolağı olarak adlandırılmıştır

(21)

(Lecour, 2009; Lacerda ve ark., 2009). İskemik ardkoşullamanın STAT3 fosforilasyonunu artırdığı ve gerek bu fosforilasyonun inhibisyonu gerekse STAT3 delesyonunun iskemik ardkoşullamanın kardiyoprotektif etkisini bozduğu bulunmuştur (Boengler ve ark., 2008). İskemik ardkoşullamada STAT3’ün fosforilasyonunu stimule edebilecek moleküller arasında TNF⍺, güçlü bir aday olarak görülmektedir (Lacerda ve ark., 2009).

Yukarıda tartışılan tüm sinyal yolaklarının etkilediği yer mitokondridir.

Mitokondri hem mPTP hem de KATP kanallarını içermesi açısından İ/R hasarında önemli bir hedef noktasıdır. Özellikle son yıllarda yapılan çalışmalar letal İ/R hasarına karşı koruyuculuğun sağlanmasında mitokondrinin önemine işaret etmektedir. Mitokondri iç membranında bulunan mPTP, voltaj- ve Ca+2-bağımlı yüksek kondüktanslı bir kanal olarak tanımlanmaktadır (Ovize ve ark., 2010). mPTPnin moleküler yapısı tam olarak aydınlatılamamış olsa da adenin nükleotid translokaz ve voltaj-bağımlı anyon kanalının mPTPnin önemli bileşenleri olduğu düşünülmektedir (Ovize ve ark., 2010). Ayrıca matriks proteini siklofilin D’nin mitokondri iç membranına bağlanmasıyla mPTPnin açılmasını kolaylaştırdığı gösterilmiştir (Di Lisa ve Bernardi, 2009). mPTPnin açılmasının İ/R sonrası hücre ölümünde anahtar bir rol oynadığı düşünülmektedir (Griffiths ve Halestrap, 1993; Di Lisa ve ark., 2001). mPTP, iskemi sırasında çoğunlukla kapalı durumda kalırken reperfüzyonun başında pH, ROS artışı ve matriksdeki yüksek Ca

+2 ve inorganik fosfat konsantrasyonu gibi optimal koşulların sağlanmasına bağlı olarak açılma ihtimali artar (Becker ve Ambrosio, 1987;

Griffiths ve Halestrap, 1995). Ardkoşullamanın, reperfüzyon başında siklofilin D’yi düzenleyerek, ROS ve Ca+2 birikimini azaltarak ve doku asidozunun sürdürülmesini sağlayarak mPTPnin açılmasını önlediği düşünülmektedir (Shi ve Vinten-Johansen, 2012). GSK 3β (RISK) ve STAT3 (SAFE), ardkoşullamada mPTPnin düzenlenmesinde direkt rol oynamaktadırlar (Boengler ve ark., 2010).

(22)

Ardkoşullamanın mitokondrideki diğer önemli hedefi mitokondriyal KATP

kanallarıdır (Mykytenko ve ark., 2008). Ardkoşullamanın mitokondriyal KATP

kanallarını açtığı gösterilmiştir. Bu etki protein kinaz G bağımlı olup PKCɛ ile de ilişkilidir (Quinlan ve ark., 2008). Mitokondriyal KATP kanallarının açılması ise ROS’un kardiyoprotektif sinyalinin oluşmasına yol açar (Penna ve ark., 2007). Çalışmaların bir kısmı ardkoşullamanın infarkt alanını azaltıcı etkisinde hem sarkolemmal hem de mitokondriyal KATP kanalların (Yang ve ark., 2004) aracılık ettiğini gösterirken, diğerleri ise sadece mitokondriyal KATP kanalların (Mykytenko ve ark., 2007) bu koruyucu etkide rol oynadığını ileri sürmektedir.

Ardkoşullamanın kardiyoprotektif etkisinde doku asidozunun sürdürülmesi önemli rol oynar (Heusch, 2004). Cohen ve ark. (2008), reperfüzyon başında asidozun sürdürülmesinin mPTPnin açılmasını inhibe ettiğini öne sürmüştür.

NaHCO3 ile doku pHsının nötralize edilmesinin ardkoşullamanın infarkt azaltıcı etkisini kötüleştirmekle kalmayıp aynı zamanda miyokardiyumda Akt ve ERK fosforilasyonunu da bozduğu gösterilmiştir (Fujita ve ark., 2007).

Reperfüzyon başında asidozun sürdürülmesi ayrıca protein kinaz G-bağımlı yolak aracılı Na+/H+ değiştiricisinin inhibisyonuyla da ilgilidir (Inserte ve ark., 2011).

1.2.3. Diabetes Mellitus

Diabetes mellitus pankreastan insülin salıverilmesindeki eksikliğe ya da dokuların insüline duyarlılığının azalmasına bağlı olarak karbohidrat, yağ ve protein metabolizmalarının bozulması ile tanımlanan metabolik bir hastalıktır.

Hiperglisemi ve başka bazı biyokimyasal bulgularla tanısı konan diyabetin karakteristik semptomları poliüri, polifaji, polidipsidir. Dünya Sağlık Örgütü (1980) tarafından, Tip 1 diabetes mellitus (insülin-bağımlı diyabet ya da IDDM) ve Tip 2 diabetes mellitus (insülin-bağımsız diyabet ya da NIDDM) şeklinde yapılan sınıflandırmanın dışında, Amerikan Diyabet Derneği (ADA,

(23)

American Diabetes Association, 2008); gestasyonel diyabet, pankreas β hücrelerinde ya da insülin aktivitesindeki genetik defektler, ekzokrin pankreas hastalıkları, endokrinopatiler, ilaçlar, infeksiyonlar, immun sistem bozuklukları, diyabetle ilişkili genetik hastalıklarla indüklenen diyabet tiplerinin de olduğunu ortaya koymuştur. ADA (2008)’nın sınıflandırmasına göre Tip 1 diyabet, pankreastaki β hücrelerinin hasarı nedeniyle insülin üretiminin yokluğu durumunda oluşmakta ve genellikle çocukluk ya da ergenlik döneminde aniden ortaya çıkmaktadır. Tip 2 diyabet ise, hedef dokuların insülinin metabolik etkilerine duyarlılıklarının azalmasından kaynaklanan insülin rezistansı ya da relatif insülin eksikliğine bağlı olarak ileri yaşlarda gözlenmekte ve tüm diyabet olgularının %90-95’ini kapsamaktadır (National Diabetes Fact Sheet, 2007)

2030 yılında dünya genelinde diyabetik hasta sayısının 438 milyon kişiye ulaşacağı öngörülmektedir (International Diabetes Federation, 2009).

Diabetes mellitus, konjestif kalp yetmezliği ve iskemik kalp hastalığı (miyokardiyal infarktüs de dahil) için önemli bir risk faktörüdür (Kannel ve McGee, 1979; Dubrey ve ark., 1994). Hem tip 1 hem de tip 2 diyabetik ölümlerin başlıca nedeni kardiyovasküler bozukluklardır (Fowler, 2008) Diyabetik kardiyomiyopati ve anjiyopati, iskemik kalp hastalığı gelişiminde önemli rol oynar (Butler ve ark., 1998). Diyabetik kardiyomiyopati, yapısal değişikliklere yol açarak kalpte disfonksiyona neden olur. Sonuçta bu değişiklikler, sol ventrikül hipertrofisine ve diyastolik/sistolik disfonksiyona neden olabilir (Hayat ve ark., 2004). Diyabetik anjiyopati ise, kronik diyabetik hastalarda, mikroanjiyopati ve makroanjiyopati olmak üzere vasküler komplikasyonlara yol açmaktadır (Schalkwijk ve Stehouwer, 2005). Diyabetik mikroanjiyopati aslında kronik hipergliseminin sonucu olarak vücuttaki küçük kan damarlarında ve kapilerlerdeki hasarı tanımlamaktadır (Whittington ve ark., 2012). Bu hasar sonucu, dokularda hayati önem taşıyan substratların ve oksijenin sunumu azalır ve retinopati, nefropati, nöropati ve diyabetik ayak gibi klinik sonuçlara neden olur (Dandona ve ark., 2003). Diyabetik makroanjiyopati ise aterosklerozla daha yakından ilişkilidir (Colwell ve ark.,

(24)

1981) ve daha büyük kan damarlarını etkileyerek ateroskleroz zemininde stenoz ya da oklüzyona yol açarak kan akışını bozmaktadır (Ross, 1999). Bir başka ifadeyle, iskemik kalp hastalığı sayılan faktörlere bağlı olarak gelişen ve akut miyokardiyal İ/R hasarı sonucu ortaya çıkan bir patofizyolojik durumdur (Whittington ve ark., 2012). Diyabetiklerin, akut miyokard infarktüsü (Haffner ve ark., 1998; Malmberg ve ark., 2000; Mathew ve ark., 2004), koroner anjiyoplasti (Mathew ve ark., 2004) ve kardiyak bypass ameliyatları (Thourani ve ark., 1999; Calafiore ve ark., 2003; Alserius ve ark., 2006) gibi durumlarda klinik sonuçlarının kötüleşmesi diyabetik kalplerin akut İ/R hasarına daha yatkın olduklarına işaret etmektedir. Ne var ki, bu konudaki diyabetik hayvan modelleriyle yapılan deneysel çalışmalarda diyabetik kalplerin kontrollere göre İ/R hasarına karşı dirençli, duyarlı olduğu ya da değişikliğin olmadığı yönünde farklı görüşler bulunmaktadır.

1.2.3.1. Tip 1 Diyabetik Hayvan Modelleri

Deneysel çalışmalarda kullanılan diyabetik hayvan modelleri, genellikle pankreasa toksik etki gösteren ajanların uygulanması sonucu veya genetik olarak elde edilen modeller olmak üzere çok farklı metodlara göre oluşturulabilmektedir (Rees ve Alcolado, 2005). Ancak bu modellerden hiçbiri insandaki diyabetik patolojiyi tam olarak yansıtamamaktadır (Whittington ve ark., 2012). Örneğin; tip 1 diyabet, langerhans adacıklarında otoimmün olarak pankreatik β hücrelerindeki hasara bağlı olarak ortaya çıkan insülin eksikliği ile karakterize bir hastalıktır (Yoon ve Jun, 2001). Bu hastalığı deneysel hayvan modelinde oluşturmak için kullanılan streptozotosin (STZ) ise, glukoz transportu, glukokinaz fonksiyonu gibi birçok hücresel prosese karışabilen ve ayrıca deoksiribonükleik asit zincir kırıklarına neden olabilen alkilleyici bir ajandır (Like ve Rossini, 1976; Bolzan ve Bianchi, 2002).

Diyabet modeli oluşturmak için, STZ’nin tek seferde yüksek dozunun verilmesi yüksek mortaliye neden olmaktadır (Whittington ve ark., 2012). Bu nedenle kemirgenlerde diyabet oluşturmak için tekrarlayan düşük dozlarının uygulanması daha sıklıkla karşımıza çıkmaktadır (Wilson ve Leiter, 1990).

(25)

Alternatif olarak kullanılan alloksan ise, toksik bir glukoz analoğu olup özellikle pankreasın beta hücrelerinde birikir ve hem aşırı miktarda serbest hidroksil radikali oluşumuna hem de beta hücrelerinin yıkımına neden olarak tip 1 diyabeti taklit eder (Lenzen, 2008). Özellikle bu ajanlarla elde edilen primer etiyopatolojide otoimmünite çok az yere sahiptir ve dolayısıyla insandaki tip 1 diyabete yol açan patogenezi tam olarak yansıtamamaktadır (Wilson ve Leiter, 1990). Bu nedenle, belli tip 1 diyabetik hayvan modellerinden elde edilen sonuçların klinik alana yansıması aynı şekilde olmayabilmektedir.

1.2.3.2. Diyabetik Kalpte İskemi-Reperfüzyon Hasarı

Daha önce de tartışıldığı gibi klinikte diyabetik hastaların diyabetik olmayanlara göre iskemi hasarına karşı daha duyarlı olduğu bilinmektedir.

Bununla birlikte deneysel diyabetik hayvan modellerindeki çalışmalarda diyabetik kalplerin kontrollere göre İ/R hasarına karşı dirençli (Tilton ve ark., 1989; Khandoudi ve ark., 1990; Kusama ve ark., 1992; Lopaschuk ve ark., 1992; Gamble ve Lopaschuk, 1994; Khandoudi ve ark., 1995; Tosaki ve ark., 1995; Tosaki ve ark., 1996), duyarlı (Hearse ve ark., 1975; Haider ve ark., 1977; Hekimian ve ark., 1985; Bakth ve ark., 1986; Pieper, 1988; Bernier ve ark., 1989; Heijnis ve ark., 1991; Broderick ve ark., 1992; Lopaschuk ve ark., 1992; Forrat ve ark., 1993) olduğu ya da değişikliğin olmadığı (Beatch ve McNiell, 1988; Vogel ve Apstein, 1988 ; Pieper ve Gross, 1989; Pieper, 1990;

Pieper ve Gross, 1990; Paulson ve ark., 1992; Pijl ve ark., 1994; Tosaki ve ark., 1996) yönünde bulgular elde edilmiştir. Aynı labaratuvardan çıkan çalışmaların sonuçları bile birbirinden farklı bulunabilmektedir (Paulson ve ark., 1988; Lopaschuk ve ark., 1992; Paulson ve ark., 1992; Gamble ve Lopaschuk, 1994). Literatürde yayınlanmış çalışmalar değerlendirildiğinde, diyabetik kalplerin iskemiye dirençli olduğunu gösteren çalışmalardaki bazı genel özelliklerin iskemiye daha duyarlı bulunan diyabetik kalplerde yapılan çalışmalardaki özelliklerden farklı olduğu görülmektedir. Buna göre diyabetik bir kalbin iskemiye karşı duyarlılığının diyabetin süresi ve şiddeti, iskeminin

(26)

derecesi ve/veya eksojen yağ asitlerinin düzeyi ile ilişkili olabileceği ileri sürülmüştür (Paulson, 1997).

1.2.3.3. İ/R Hasarına Dirençli Diyabetik Kalpler

İlk defa Tani ve Neely tarafından (1988), diyabetik kalplerde İ/R hasarına karşı kontrollerine göre direnç gözlendikten sonra birçok çalışmayla da bu durum desteklenmiştir (Tilton ve ark., 1989; Khandoudi ve ark., 1990;

Kusama ve ark., 1992; Lopaschuk ve ark., 1992; Gamble ve Lopaschuk, 1994; Khandoudi ve ark., 1995; Tosaki ve ark., 1995; Tosaki ve ark., 1996).

Söz konusu bütün araştırmalarda, STZ tip 1 diyabet oluşturmak için kullanılmıştır. Diyabet süresi 6 hafta veya daha az olan deney hayvanlarında yapılan çalışmalarda eksojen substrat olarak glukoz ve/veya pirüvat ile perfüze edilen izole kalplere global ‘‘zero flow’’ iskemi (iskeminin akımın tam olarak kesilmesiyle sağlanması) uygulanmıştır (Çizelge 1.1).Benzer şekilde, in vivo ‘‘zero flow’’ iskemi uygulanan tip 2 diyabetik sıçanların kalplerinde de kontrollere göre infarkt alanın daha küçük olduğu gösterilmiştir (Liu ve ark., 1993). Diyabetik kalplerde İ/R hasarına karşı gözlenen bu direnç, çeşitli mekanizmalarla ilişkilendirilebilir.

Bunlardan ilki, diyabetik kalplerde intraselüler asiditenin derecesi ve hücrenin bununla baş etme yeteneğidir (Paulson, 1997). İskemi sırasında glikolitik yolağın artmasıyla birlikte hücre içinde H+ birikir. Bunu kompanse etmek için reperfüzyonla birlikte Na+/H+ değiştiricisi aktive olur. Bunun sonucunda kardiyomiyositlerde oluşan aşırı Na+ düzeyindeki artış Na+/Ca+2 değiştiricisinin ters yönde çalışmasına neden olur. Na+/Ca+2 değiştiricisinin ters yönde çalışması ise hücre içinde kalsiyum birikimine ve kalıcı hasara yol açar. Diyabetik kalpte İ/R hasarının oluşmasına aracılık eden her iki iyon değiştiricisinin de aktivitesinin azaldığı bildirilmiştir (Khandoudi ve ark., 1990;

Pierce ve ark., 1990; Khandoudi ve ark., 1995; Lagadic-Gossmann ve ark., 1996; Choi ve ark., 2002). Bu nedenle global iskemi sonrası reperfüzyon

(27)

sırasında daha az düzeyde sodyum ve kalsiyum birikimi diyabetik kalpte kontraktil fonksiyonun daha iyi olmasına aracılık edebilir (Khandoudi ve ark., 1990; Pierce ve ark., 1990; Khandoudi ve ark., 1995; Lagadic-Gossmann ve ark., 1996).

Çizelge 1.1. Diyabetik kalbin iskemik hasara daha az duyarlı olduğu yönündeki çalışmalar. HR:kalp atım hızı, PSP:pik sistolik basıncı, LVP: sol ventrikül basıncı, CO: kardiyak output (Paulson, 1997).

Çalışma Model, doz (mg/kg) Diyabet

süresi

İskemik substratlar (mM)

İskemik model Değerlendirilen parametre

Tani ve Neely, 1988 sıçan-STZ, 60 2 gün 11 glukoz, 5 pirüvat

zero flow,

30-60 dakika

HR, PSP

Khandoudi ve ark.,1990;

Khandoudi ve ark., 1995

sıçan-STZ, 40 3-4 hafta

11 glukoz zero flow,

30 dakika

CO, HR, PSP

Kusama ve ark., 1992 sıçan-STZ, 65 3 hafta 11 glukoz, 5 pirüvat

bölgesel zero flow,

5-10 dakika

aritmiler

Tosaki ve ark., 1995;

Tosaki ve ark., 1996

sıçan-STZ, 65 2 hafta 10 glukoz, zero flow,

30 dakika

aritmiler

Gamble ve Lopaschuk, 1994

sıçan-STZ, 55 6 hafta 11 glukoz, 1,2 palmitat insülin

zero flow,

30 dakika

HRxPSP

Lopaschuk, 1992 sıçan-STZ, 60 6 hafta 11 glukoz zero flow, 25 dakika HRxPSP

Liu ve ark., 1993 neonatal NIDDM,

sıçan-STZ, 90

11-12 ay

in vivo substratlar

bölgesel zero flow,

30 ve 45 dakika

infarkt alanı

Tilton ve ark., 1989 tavşan-alloksan, 125 6 ay 8 glukoz,

3 pirüvat

zero flow,40 dakika LVP

(28)

Normal bir kalpte, kalbin başlıca enerji substratları: yağ asitleri (total oksijen tüketiminin % 50-70’inden sorumlu) ve glukozdur. Diyabetik kalpte ise glukoz kullanımı önemli oranda azalırken yağ asidi kullanımı (total oksijen tüketiminin %90-99’undan sorumlu) artar. Diyabette glukoz kullanımındaki bu düşüş, insülin-bağımlı glukoz alımındaki azalma ve yağ asitlerinin sirküle olan ve endojen miktarlarındaki artışa bağlı olarak glikolitik akış ve glukoz oksidasyonundaki inhibisyona bağlı olarak gerçekleşir (Randle ve ark., 1963;

Randle, 1985). Mitokondriyal oksidatif metabolizma için yağ asitlerinin kullanılması ise pirüvat dehidrogenaz ve fosfofruktokinaz aktivitelerinde belirgin bir azalmaya neden olur (Randle ve ark., 1963). İskemi sırasında yağ asitleri ve glukozun oksidatif metabolizması azalır. Bu durumda anaerobik glikoliz, iskemik miyokardiyumda ATP üretimi için önemli bir kaynak oluşturur (Opie, 1975). Bununla birlikte bazı çalışmaların sonuçları iskemi sırasında artmış anaerobik glikolizin yararlı olduğu hipotezi ile ters düşmektedir. Neely ve Grotoyohann (1984), çok düşük akımlı ya da akımın olmadığı iskemide glikolitik ürünlerin birikmesinin kalp için zaralı olabileceğini göstermişlerdir.

Laktat gibi glikolitik ürünlerin birikmesi ve buna bağlı olarak miyokardiyal pH'daki azalma miyokardiyal hücre hasarına yol açabilir (Neely ve Grotyohann, 1984).

Glikolitik hız aynı zamanda iskemi öncesi kalpteki glikojen düzeylerine de bağlıdır. Bununla birlikte iskemi öncesi glikojen düzeylerinin iskemik hasarın sonuçları açısından yararlı ya da zararlı olup olmadığı tartışmalıdır. İskemi öncesi yüksek glikojen düzeyinin iskemik hasara katkısının iskemik hasarın şiddetine bağlı olduğu görülmektedir. Şiddetli akımın olmadığı iskemi uygulanmış olan kalplerde, düşük glikojen düzeyi yararlı olmaktadır. Bunun nedeni, glikojen düzeyindeki azalmanın şiddetli iskemi sırasında glikolitik ürün birikme olasılığını azaltmasıdır. Diyabetik sıçan kalbinde iskemi öncesi glikojen düzeyleriyle iskemik hasar arasındaki ilişki henüz tam olarak açıklanamamıştır. Diyabetik sıçan kalbinde iskemi öncesi glikojen düzeyleri yükselebilir. Nitekim Higuchi ve ark. (1995), STZ ile diyabet yapılmış 6 haftalık diyabetik sıçan kalbinde preiskemik glikojen düzeylerinin kontrollere

(29)

ya da 1 haftalık diyabetiklere göre yaklaşık 2 kat arttığını bildirmişlerdir. Aynı çalışmada, 6 haftalık diyabetik kalplerde düşük akımlı iskeminin ilk 20 dakikası boyunca diyastolik gerimin 1 haftalık diyabetiklere göre düşük olduğu bulunmuştur. Buna karşın, 6 haftalık diyabetiklerde 60 dakikalık perfüzyon sonunda diyastolik gerim 2 kat artmıştır. Araştırıcılar yüksek glikojen düzeyinin hasarın başlamasını geciktirdiğini ancak hasarın derecesinin diyabet süresine bağlı olduğu sonucuna varmışlardır.

İskemik hasarda diyabetik kalbin duyarlılığı değerlendirilirken, kullanılan deneysel şartların da göz önüne alınması gerekmektedir. Daha önce de belirtildiği gibi, yüksek yağ asidi miyokardiyal glukoz kullanımını belirgin şekilde azaltmaktadır. Fizyolojik konsantrasyonlarda yağ asitleri ile perfüze edilmiş kalplerde aerobik şartlar altında glukoz kullanımında 12 katlık bir azalma olduğu gösterilmiştir (Saddik ve Lopaschuk, 1991).

Ravingerova ve ark. (2010), akut diyabetik sıçan kalplerinin iskemik önkoşullama benzeri fenotip gösterdiğini öne sürmektedir. STZ ile diyabet yapılmış bir haftalık diyabetik sıçanlardan izole edilen kalplerle, tek epizotluk iskemik önkoşullama protokolü uygulanan normal kalpler, İ/R hasarına karşı değerlendirilen parametreler açısından benzer etkiler göstermiştir (Ravingerová ve ark., 2010). Şöyle ki, hem akut diyabetik kalplerde hem de iskemik önkoşullama uygulanan kalplerde global İ/R sonrası infarkt alanı, aritmi ve sol ventrikül içi gelişen basıncın kontrol kalplere göre benzer şekilde anlamlı olarak düzeldiği görülmektedir (Adameová ve ark., 2007; Matejikova ve ark., 2008; Matejíková ve ark., 2009; Ravingerová ve ark., 2009).

Diyabetik miyokardiyumda, önkoşullama benzeri koruyuculuğu açıklamaya yardımcı mekanizmalar vardır. Bunlardan ilki hücreler tarafından glukoz alımının inhibisyonudur. Çünkü normal kalpte, hücreler tarafından glukoz alımının inhibisyonunun önkoşullamayı taklit edebildiği ve koruyucu olduğunun (Goto ve ark., 1995b) gösterilmesi, diyabetik miyokardiyumda glukoz metabolizmasındaki değişikliğin kardiyoprotektif mekanizmalarda rol oynayabileceğini düşündürmektedir (Ravingerová ve ark., 2010). Ek olarak,

(30)

normal kardiyomiyositlere yüksek glukoz (25 mM) uygulamasının, hipoksi sırasında Ca+2 akümülasyonunu önleyerek kronik hipoksinin neden olduğu apoptoza ve nekroza karşı koruyucu olduğu da bulunmuştur (Schaffer ve ark., 2000). Klinikte, hiperglisemi ve süresi; mikrovasküler komplikasyonlar, renal ve periferik sinir lezyonlarıyla yakından ilişki gösterirken büyük damarlardaki ateroskleroz ve iskemik kalp sonuçlarıyla aralarındaki ilişki tutarsızdır (Waller ve ark., 1980; Meigs ve ark., 1997; Balkau ve ark., 2002;

Maca ve ark., 2005; Yang, 2005). O zaman akla şu soru gelmektedir:

Hiperglisemi sadece kontrol edilemiyen diyabetik hastalarda karşımıza çıkan karakteristik bir özellikten öte koroner kalp hastalığı ve iskemik hasar gibi durumlarda da etkisi olan bir faktör müdür? Bu konuyla ilgili bir çalışmada, tip 1 diyabetik hayvanlardan (ılımlı hiperglisemik diyabetikler (kan glukoz düzeyi 12 mmol/L’den daha az) ve şiddetli hiperglisemik diyabetikler (kan glukoz düzeyi 20 mmol/L’den daha fazla)) izole edilen kalplerden sadece şiddetli hiperglisemik diyabetik kalplerde, İ/R hasarına karşı, aritmi skorunda ve koroner kreatinin fosfokinaz düzeyinde kontrollere göre anlamlı bir azalmanın olduğu gösterilmiştir (Chen ve ark., 2006). Ayrıca bu çalışma, şiddetli hiperglisemik diyabetiklerde gözlenen ısı şok proteini 90 (hsp90) içeriğindeki artışı benzer şekilde hiperosmotik solüsyonla (350 mOsmol/L) perfüze edilen kontrol kalplerde de tesbit etmiştir. Üstelik şiddetli hiperglisemik diyabetik kalplerde, İ/R hasarına karşı gözlenen direnci hsp90 inhibitörünün bozması bu proteinin gözlenen dirençte önemli bir rol oynadığını düşündürmektedir.

Hipergliseminin, PKC aktivasyonu için güçlü bir uyarı olduğu ve bu aktivasyonun diyabetik miyokardiyumda hastalığın erken dönemlerinde bile oluştuğu tespit edilmiştir (Malhotra ve ark. 1997). STZ ile diyabet yapılmış sıçanlarda, PKC translokasyonunun, kardiyoprotektif etkiye aracılık ettiği (Moon ve ark. 1999) ve inhibisyonunun İ/R hasarına karşı diyabetik kalplerde gözlenen direnci kötüleştirdiği bulunmuştur (Ooie ve ark., 2003). Ayrıca bir haftalık akut diyabetik kalplerde, infarkt alanındaki azalmaya paralel olarak fosforillenmiş ERK 1/2 düzeylerinde yaklaşık üç katlık bir artış tesbit edilmiştir (Strnisková ve ark., 2003). Bu konuyla ilgili olarak yapılan bir başka çalışmada ise, STZ ile diyabet yapılmış sıçan kalplerinde, uzun (20 haftalık)

(31)

ve kısa (4 haftalık) dönem hipergliseminin ERK1/2 fosforilasyonuyla ilişkili olarak İ/R hasarı üzerindeki etkileri incelenmiştir (Xu ve ark., 2004). Kısa dönem diyabetik kalplerde ERK1/2 fosforilasyonundaki artışa infarkt alanındaki azalma eşlik ederken, uzun dönem diyabetik kalplerde ERK1/2 fosforilasyonundaki azalmayla birlikte infarkt alanında artış gözlemlenmiştir (Xu ve ark., 2004). PI3K/Akt da hiperglisemiyle tetiklenen infarkta karşı koruyuculukla yakından ilişkili diğer önemli yolaktır. Çünkü, yüksek glukozla (22 mM) perfüze edilen kalplerde ya da diyabetik kalplerde (kan glukozu 20 mM’dan yüksek) gözlenen infarkt alanına karşı koruyucu etkinin, PI3K/Akt inhibitörü olan wortmannin ile anlamlı olarak azaltıldığı gösterilmiştir (Ravingerová ve ark., 2009).

Proinflamatuvar sitokin düzeyindeki ve fibrozisdeki azalma, hücresel yaşam faktörlerindeki (hipoksiyle indüklenebilen faktör-1α, vasküler endotelyal büyüme faktörü) ve anjiogenezdeki artışın STZ ile oluşturulan diyabetik hayvan modelinin akut fazında aktive edildiğinin bulunması (Malfitano ve ark., 2010) diyabetik kalpte İ/R hasarına karşı gösterilen direnci açıklamaya katkıda bulunabilir (Ravingerová ve ark., 2010).

STZ ile oluşturulan diyabetin erken döneminde, ROS üretiminde artış olduğu bulunmuştur (Kakkar ve ark., 1996). Bu durumun endojen antioksidan düzeyinde artışa neden olması (Kucharská ve ark., 2001), iskemik önkoşullama uygulanan kontrol kalplerle benzer şekilde diyabetik sıçan miyokardiyumunda da ortaya çıkan adaptif yanıtın bir göstergesi gibi düşünülebilir (Das ve ark., 1992; Matejíková ve ark., 2009; Ravingerová ve ark., 2010). STZ ile diyabet yapılmış bir haftalık diyabetik sıçan kalplerinde, koenzim Q9, koenzim Q10 ve alfa-tokoferol düzeylerinde kontrol kalplere göre anlamlı bir artışla birlikte iskeminin neden olduğu ventriküler aritmilere karşı koruyuculuk gözlenmiştir (Matejikova ve ark., 2008). Buna karşın, antioksidan NAC ve iskeminin neden olduğu aritmilere karşı koruyucu etki gösteren nitrik oksit sentaz inhibitörü NG-nitro-L-arginin metil esteri (L- NAME)’nin akut diyabetik sıçan kalbinde İ/R sırasında ek bir koruyucu etki

(32)

göstermediği bulunmuştur (Matejikova ve ark., 2008). Normal kalplerde ise hem L-NAME hem de NAC ile İ/R hasarına karşı antiaritmik koruyucu etkinlik gözlenmiştir (Matejikova ve ark., 2008). Üstelik bir başka çalışma, önkoşullamayla normal miyokardiyumda artmış olan iskemik toleransın L- NAME aracılığıyla azaltıldığını göstermiştir (Andelová ve ark., 2005). Bu nedenle, ROS ve nitrik oksit sinyalinin gerek normal kalpte önkoşullamayla gerekse diyabetik kalpte İ/R hasarına karşı gözlenen bu dirençte önemli rol oynadığı düşünülmektedir. Üstelik diyabetik kalpte, L-NAME varlığında reperfüzyon aritmilerinin arttığının gösterilmesi (Chen ve ark., 2006), antiradikal yaklaşımların adapte olmuş veya olmamış miyokardiyumda etkiliklerinin değişebilmesi nedeniyle diyabetik miyokardiyumdaki koruyucu mekanizmalarda nitrik oksitin daha önemli bir rol oynadığını düşündürmektedir (Ravingerová ve ark., 2010). Akut diyabetik sıçanların kalplerinde, ROS oluşumu ve mebran proteinlerinin enzimatik olmayan glikasyonu sonucu sarkolemmal membranın biyofiziksel özelliklerinin büyük ölçüde bozulmuş olmasına rağmen Ca+2 düzeyinin aşırı miktarda artmasına karşı direnç gözlemlenmiştir (Ziegelhoffer ve ark., 1994). ROSun protein glikasyonu üzerindeki bu zararlı etkilerinin rezorsiklidin aminoguanidin ile tersine çevrilmesi sadece membran özelliklerini ve onun artmış olan rijiditesini değiştirmekle kalmayıp aynı zamanda diyabetik kalplerde kalsiyum toleransını bozduğu da gösterilmiştir (Ziegelhoffer ve ark., 1999).

Önkoşullama prosedürü sırasında miyokardiyal ROS üretimindeki ılımlı artış (Matejíková ve ark., 2009) sürdürülen iskeminin sonraki fazı sırasında ROS düzeylerini azaltarak miyokardiyal korumada rol oynayabilir (Halestrap ve ark., 2007). Önkoşullanmış miyokardiyumla benzer şekilde diyabetik kalplerde de iskemi sırasındaki kardiyoprotektif etkiler, diyabetik olmayan sıçan miyokardiyumuna göre daha az üretilen ROS ile ilişkildir (Ravingerová ve ark., 2010). Bu nedenle, ROSlar kalpte ikili rol oynamaktadır. Bir taraftan adapte olmamış miyokardiyumda hasar oluştururken diğer taraftan kısa dönem kardiyoproteksiyon ve uzun dönem kardiyak adaptasyonun koruyucu mekanizmalarında sinyal molekülleri gibi de davranabilmektedirler (Andelová ve ark., 2005; Kolár ve ark., 2007).

(33)

Sonuç olarak; deneysel tip 1 diyabetik hayvan modellerinde kalpte İ/R hasarına karşı farklı yanıtların oluşmasında, diyabetik kalpte görülen hasara karşı ve hasar oluşumuna yardımcı etkenler rol oynar. Şöyle ki; diyabetik kalpte görülen hem p53 aktivitesinde artış hem de hipoksiyle indüklenebilen faktör-1⍺ aktivitesinde azalma sonucu hücre ölümüne zemin hazırlanır. Buna karşın, hücre içinde Ca+2 birikiminin inhibisyonu, ROS artışına bağlı antioksidan enzimlerin düzeyindeki artış, prosurvival kinazların bazal düzeylerindeki artış, PKC-ε düzeyindeki artışa bağlı olarak mitokondriyal KATP

kanallarının aktivasyonu sonucu kalsiyum akümülasyonunda azalma ve ATP üretiminde artışa bağlı olarak ise diyabetik kalp hücre hasarına karşı korunur (Şekil 1.2). Diyabetik kalpte İ/R hasarına karşı bulunan farklı sonuçlarda hasar oluşturan mı hasara karşı olan mı etkenlerin baskın geldiği belirleyici gibi görünmektedir. Burada kritik noktalardan biri diyabetin şiddetine bağlı olarak ortaya çıkan hiperglisemik tablodur. Dekstroz infüzyonuyla 600 mg/dl olacak şekilde ayarlanan hiperglisemik ortam kontrol kalplerde infarkt alanında anlamlı olarak artışa neden olurken (Ebel ve ark., 2003) bir başka çalışmada ise kan glukozunun 300 mg/dl olması için glukoz infüzyonu yapılan kalplerde ise infarkt alanının kontrollerine göre değişmediği (Hadour ve ark., 1998) gözlemlenmiştir. Bu durum akut hipergliseminin kötüleştirici etkisinin ortaya çıkması için bir eşik değerin olması gerekliliğinin altını çizmektedir. Aynı zamanda kronik dönemde diyabetik kalpte meydana gelen bir takım değişiklikler sonucu koruyucu mekanizmaların devreye girmesi ise özellikle global iskemi gibi iskemi şiddetinin daha fazla olduğu durumda daha önemli gibi gözükmektedir.

(34)

Şekil 1.2. Diyabetik kalbi iskemi reperfüzyon sonrası infarktüse daha çok ya da daha az duyarlı yapan olası mekanizmalar. HIF-1α: Hipoksiyle indüklenebilen faktör-1α, VEGF:

Vasküler endotelyal büyüme faktörü, ROS: Reaktif oksijen türleri. (A1) Diyabet aracılı p53 aktivitesinde artış hücre ölüm yolağının başlatılmasına yol açar. (A2) Yüksek glukoz, transkripsiyon faktörü HIF-1α’nın aktivitesinde azalmaya neden olur ve bu da sonrasında VEGF downregülasyonu aracılığıyla iskemi sonrası daha az revaskülarizasyonla sonuçlanır.

(B1) Stres durumunda kalbin tercih edeceği glukozun hiperglisemide artmış olan kullanımı nedeniyle kardiyoprotektif olabilir. (B2/B3) Diyabetik kalpte Na+/Ca+2 ve Na+/H+ değiştiricilerinin aktivitelerindeki azalma nedeniyle diyabetik kalpte bu iyonların daha az birikmesi sonucu overload ve ilgili zararlı etkilerin engellenmesi. (B4) Diyabet ROS salınımındaki artışla ilişkilidir; muhtemelen sonrasında serbest radikal süpürücü enzimlerin salınımı miyokardiyumda antioksidanların düzeyini artırarak, kalbi İ/R hasarının sonuçlarından koruyabilir. (B5) Diyabette prosurvival kinazların bazal düzeyindeki artış. (B6) Diyabette PKC-ε artar ve mitokondriyal KATP kanallarını aktive ederek sonrasında kalsiyum birikiminde azalma ve ATP sentezinde artışa neden olur. Ayrıca PKC-ε, iskemi sırasında sadece diyabetik kalplerde devamlı olarak transloke olur. (B7) Yüksek glukoz, hücre ölümü proteinlerinde azalmaya ve anti-apoptotik bcl-2’de artışa neden olur (Whittington ve ark., 2012).

1.2.3.4. İ/R Hasarına Duyarlı Diyabetik Kalpler

Yukarıda sözü geçen çalışmaların aksine birçok çalışma diyabetik kalplerin İ/R hasarına karşı daha duyarlı olduğu yönündedir (Çizelge 1.2).

Hücre ölümü Hücre ölümü

(A) Daha fazla (B) Daha az

Şekil

Updating...

Referanslar

Benzer konular :