Dr. Melih KAPTANOGLU, Doç. Dr. Ali YENER,

Tılrk Kardiyol Dern Arş 20:260-263,1992

Reperfüzyon Sırasında Kullanılan

Allopurinolün Miyokard F·onksiyonlarına

Etkisi

Y. Doç. Dr. Halim SONCUL, Doç. Dr. Levent GÖKGÖZ, Dr. Sedat KALA YCIOGLU, Dr. Volkan

SİNCİ,

Dr. Melih KAPTANOGLU, Doç. Dr. Ali YENER,

Prof. Dr. Ali ER SÖZ

Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi, Göğiis ve Kalp-Damar Cerrahisi Anabilim Dalı, Ankara

ÖZET

Bu çalışmada reperfüzyon solüsyonuna eklenen allopuri- nolün, global iskemi sonrası mi yokard fonksiyonları üze- rindeki etkisi araştırıldı. Çalışma karşılaştırılmalı olarak izole kobay kalplerinde yapıldı. 20 adet izole kalp rastgele iki gruba ayrıldı. 20 dakikalık normotermik iskemiyi taki- ben reperfüzyon için 2 tip solüsyon kullanıldı. 10 kalp içeren ilk gruba Krebs solüsyonu verildi; ikinci grupta ise bu solüsyona Jmmol/L allopurinol eklendi. Postiskemik dönemde kalp hızı, venıriküler konıraktilite ve kalp işi

gibi miyokardiyal fonksiyonlar ve CK-MB ve LDH gibi doku enzimleri ölçülerek preiskemik değerlerle karşılaş­

tırıldı.

Sonuç olarak reperfüzyon sıvısına allopurinol eklenmesi- nin postiskemik miyokard fonksiyonları ve mi yokard ha-

sarı üzerinde olumlu etki yarattığı gözlendi.

Anahtar kelimeler: Allopurinol, repe1jüzyon, m.iyokard hasarı

Kalp

ameliyatlarında oluşan

reperfüzyona

bağlı

miyokard hasan birçok

çalışmaya

konu

olmuştur.

Son

yıllarda

oksijen kökenli serbest radikallerin bu hasarda önemli rolü

olduğu düşünülmektedir <1,2).

Yapılan çalışmalar göstermiştir

ki, oksiradikal ürünleri inhibe

edici ajanların

kardiyoplejik solüs- yonlara eklenmesiyle miyokard daha iyi korunabil- mektedir

(3,4,5).

Bu

çalışmadaki amacımız

bir ksantin oksidaz inhi- bitörü olan allopurinol'ün repe rfüzyon solüsyonu- na

eklenmesinin,

global iskemi

sonrası

miyokard

fonksiyonları

üzerindeki etkisini

araştırmaktı.

Alındığı tarih: 31 Ocak 1992, revizyon 2 Mayıs 1992

Yazışma adresi: Dr. Halim Soncul, Hürriyet Cad. 134/6, Dikmen 06460. Ankara

260

MATERYEL ve METOD

Kalpler, 320-400 g ağırlığındaki 20 adet erkek kobaydan alındı. Hayvaniara eter anestezisi uygulandı ve 200 Ü

heparİn femoral venden verildi. Kalpler hızla çıkartıldı

ve aortalarından kanüle edildi. Kalplerin ağırlıkları or- talama 1.5-2.5 g idi.

Protokol

Kalpler modifiye Langendorff perfüzyon cihazına bağla­

narak, 37° C'daki oksijenlenmiş Krebs-Henselait solüsyo- nu ile dakikada 5 ml (ortalama perfüzyon basıncı 80 mmHg) olacak şekilde perfüze edildiler. Solüsyon NaHC03 25mınol/L, NaCl 118 ınınol/L, KH2P04 1.2

ınmol/L, MgS04 1.2 mmol/L, CaC12 1.2 mmol/L, glukoz I 1.1 mmol/L içermekteydi. On dakikalık bir stabilizasyon periyodunu takiben kalp hızı ile ventriküler kontrakülite kaydedildi ve sağ atriumdan doku enzim düzeyi belirle- mek için perfüzat örnekleri alındı.

Ardından perfüzyoııa son verilerek kalpler durduruldu.

Normotermik şartlarda (37° C) 20 dakika süreyle iskemik kalan kalplerden 10 tanesi (kontrol grubu) Krebs solüs- yonuyla, diğer 10 tanesi ise 1ınmol/l allopurinol içeren Krebs solüsyonu ile yeniden perfüze edilmeye başlandı.

Reperfüzyonun başlamasından 10 ve 20 dakika sonra kalp hızı ve ventı·iküler kontraksiyonlar yeniden kayde- dildi ve sol atriyumdan perfüzat örnekleri alındı.

Parametreler

Postiskemik Kalp Hızı

Kalp Hızı (% ): --- x 100 Preiskemik Kalp Hızı

Postiskemik Kontraksiyon

Veııtriküler Kontraktİlite (% ):---x 100 Preiskemik Kontraksiyon

Postiskemik Kalp Hızı x Postiskemik Kasılma

Kalp İşi(%):---X 100 Preiskemik Kalp Hızı x Preiskeınik Kasılına

H. Soııcul ve ark: Reperfüüzyon Sırasında Kullamlan Allopurinolün Miyokard Fonksiyon/arına Etkisi

Postiskemik Enzim Düzeyi Doku Enzimleri (%): ---x 100

Preiskemik Enzim Düzeyi VERİLER ve İSTATİSTİK

Ventriküler kontraletilite (gram) ve kalp hızı (atım sayısı/

dk) isometrik güç transdüseri (UGO BASILE 70.04) bir dinamometreye bağlanarak (UGO BASILE 7050) kay- dedildi. İstirahat halinde 5 g'lık bir ağırlık kullanıldı.

Doku enzim düzeyleri (LDH, CK-MB) Chromatest kitleri ile Technicon RA- 1000 otoanalayzer kullanılarak öl- çüldü. Sonuçlar ortalama. ve standart. ~~~a kulla_nılarak

verlidi. Gruplar arasındaki fark önemlılıgı t-test ıle sap-

tandı. Bu işlemler için Microstat PC programı kullanıldı.

BULGULAR

Postiskemik Miyokard Fonksiyonlan

Kontrol grubunda postiskemik dönemde 10'uncu dakikada kalp

hızı

preiskemik dönemin % 84.8±26.

8'i, 20'inci dakikada ise% 92.1±4.2'si

kadardı.

Bu de-

ğerler

allopurinol grubunda

sırası

ile % 100.2± 4.0 ve% 103.2±3.8 olarak bulundu. Gruplar

arasındaki

fark istatistiksel olarak

anlamlı değildi (Şekil

1).

Postiskemik ventriküler

kontraktİlite

(grxmm) al- lopurinol grubunda önemli ölçüde

arttı.

Kontrol grubunda lO'uncu ve 20'inci dakikada bu

değerler

preiskemik döneme göre

sırasıyla%

55.9±6.2 ve

% 54.1±6.54 iken, allopurinol grubunda% 83.8±6.3 ve % 76.0±4.8 idi (p<0.05)

(Şekil

1).

Postiskemik kalp

işinin

preiskemik döneme göre yüzde

değişimi

de kontrol grubuna oranla allopuri- nol grubunda daha yüksekti. Bu

değerler

10'uncu dakikada% 78.1±5.5, 20'inci dakikada% 75.0±3.8 iken, kontrol grubunda

sırasıyla

% 4 8.9±5.8 ve

Yüde (%) 120

80

40

o

Kalp hızı Kontroktilite Kalp

isi

•Kontrol JQdak ıs;s Kontrol

20.dak .,AIIopurinol

= IO.dak

fi.'ii1 Allopurinol

20.dak

Şekil ı. İskemi sonrası miyoka_rd fonksiyonlanndaki düze~ne.

Kalp işi ve ventrikül kasılınası ıçın gruplar arasındaki fark ısta­

tistiksel olarak anlamlı idi (p<0.05).

Yüde (%) 150

100

LDH

C K-MB

•Kontrol

IQdıt ıs;s Kontrol

20.dıt

= Allopurinol

= !Qdıt

fi.'ii1 Allopurinol

20.dak

Şekil 2. LDH ve CPK-MB konsanlrasyon!annın her iki grupta- ki iskemi öncesi ve sonrası sonuçlan gorulmektedır. Gruplar

arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlıdır (p<0.05).

% 48.9±5.0 idi (p<0.05)

(Şekill,

Tablo 1).

Postiskemik Miyokard

Hasarı

Postiskemik LDH konsantrasyonu preiskemik de-

ğerlere

göre allopurinol grubunda önemli derecede

azaldı.

Bu

değerler

IO'uncu ve 20'inci dakikalarda preiskemik

değerlerin%

86.7±10.1 ve% 94.5±9.0'u

oranındaydı.

Kontrol grubunda ise bunlar % 122.4±

7 ve 130.7±9.2 olarak buludu (p<0.05)

(Şeki12).

CK-MB'nin postiskemik konsantrasyon

değişimleri

de yine allopurinol grubunda daha

düşük

bulundu.

Bu

değerler

10. ve 20. dakikalarda

sırasıyla

% 89.2±

10.2 ve% 96.2±11.3, kontrol grubunda ise 10. daki- kada% 138.0±12.0 ve 20. dakikada% 140.9±11.7 ola- rak bulundu (p<0.05)

(Şekil

2).

TARTIŞMA

Süperoksit anyonu ve hidroksil radikali

(OH)

gibi serbest radikaller, miyokardiyal iskemi ve

diğer değişik

tip hücre

hasarlarından

sorumlu tutulmak-

tadırlar (6,7). İskemi

süresince serbest radikal

oluş­

masının

birçok metabolik yolu

vardır (8.9).

Bunlar- .dan biri ksantin oksidaz reaksiyonudur ki, burada hi- poksantin ksantine, ksantin de ürik asite oksitlenir

(10).

Reperfüzyon

başlatıldığında

ortamdaki çok miktarda substrat: oksijenle

oluşan

ksantin oksidaz reaksiyonu sonucunda

aşırı

miktarda süperoksit an- yonu

oluşturur.

Allopurinol ksantin

oksidazın

kompetitif inhi-

bitörüdür ve aldehit

oksidazı

ile oksipürinole çev-

261

Türk Kardiyol Dem Arş 20: 260-263, 1992

Tablo ı. Denekierin Pre ve Post iskemik dönemdeki miyokardiyal fonksiyonları

Pre-iskemik Post-iskemik 10. dak. Post-iskemik 20. dak.

Denek Kalp Kasılma Kalp

hızı

% Kasılma % Kalp

hızı

% Kasılına %

K o n t r o

ı

g r u b u

A ı ı

o p.

g r u b u

no hızı

2 3 4 5

6

7 8

9 10 Ort

2

3 4 5

6 7

8 9 lO Ort

110 130 80 120 90

70

110 100 110 120 104

90

ı lO 120

90 125 130 l15 85 110 120 109

14 20 25 18 30 23 35 15 30 20 23

15 20 18 35 25 15 22 28 20 30 22.8

80 120 65 100 60

70

95

110 75 100 87

100 110

100 120 120 110 120 100

90 110 108

72 92 81 83 66 100 86 110 68 83 84

l l l

100 83 133 96

84

104 117

82 92

100

10 8

10 12 15 10 20 lO 20 12 12.7

10

15 15 30 25 15

20 20 lO 35 19.5

71

40 40 66 50 43 57 66

66

66 56

66 75 83 86 100 100 91 71 50 116 83.8

110 120 90 100 90 80 90

!00 80 80 94

100 110 110 110 125 120 100 100

120 125 112

100 92 112 83 100 114 81 100 72 67 92

lll

100 91 122 100 92 86 117 109

104 103

7 15 10 10 12 10 15

!O

15 16 12

13 15 15 25 20 15 .20 20 10 17 17

50 75 40 55 40 43

42

66 50 80 54

86 75 83 71

80 100

90 68 50 57 76

·*Kalp hızı: atımi dakika, Kasılma: grxmm, Yüzde ckğişim: Postiskemik ckğerlerin preiskenıik değerlere göre yüzck değişimi.

rilir. Oksipürinol ksantin

oksidazın

nonkompetitif inhibitörüdür. Bu

dönüşüm

çok

hızlı gerçekleşir.

Allopurinolün

yarı

ömrü 1 saat, oksipürinolün yak-

laşık

28 saattir

<1 1

>.

Allopurinolün özellikle kardiyopleji solüsyonla-

rına

eklenmesinin kardiyoprotektif etkisi bildiril- mektedir. Myers ve ark. izole

tavşan

kalpleri üze- rinde

yaptıkları

bir

çalışmada

0

2)

potasyumlu so-

ğuk

kardiyopleji solüsyonuna allopurinol eklen- mesinin postiskemik miyokard

fonksiyonları

üze- 262

rinde belirgin olumlu etkisi oldugunu.

göstermiş­

lerdir 0

³

>. Gene Tabayashi ve ark

.

1991

yılında yayımladıkları çalışmalarında (¹⁴>

allopurinolün preiskemik dönemde

kullanılmasının

iskemiye

baglı

miyokardiyal

hasarı azalttığı

ve postiskemik miyo- kard

fonksiyonlarında iyileşmeye

neden oldugunu ileri

sürmüşlerdir (15).

Bizim

çalışmamızda

ise allopurinolün reperfüzyon

periyodunda

kullanılmasıyla

serbes t oksijen radi-

kallerinin sadece reperfüzyon

hasarı

üzerindeki et-

H. SoncuZ ve ark: Reperfüüryon Sırasmda Kullamlan Allopurinoliin Miyokard Fonksiyonlarma Etkisi

k.isinin ortaya

çıkartılması amaçlanmış ve

postiske- mik miyokard

fonksiyonları

üzerinde benzer bir ya-

rarlı etki gösterip gösteremeyeceği araştırılmıştır.

i

zole kalpler üzerinde yapılan bir çalışmada

ksantin oksidaz reaksiyonuna neden

olacak kadar substrat

bulunmayacağı düşünülebilir; ancak çalışmamızın bulgularına göre allopürinolün

isk

em i sonrası

dönemde kullanılmasının

miyokard

fonksiyonları

üzerine belirgin olumlu

etkisi olduğu sonucuna

varılmıştır.

KAYNAKLAR

1. Otani H, Tanaka H, Inoue T, et al: In vitro study on contribution of oxidative metabolism of isolated rab- bit heart mitochondria to myocardial reperfusion injury.

Circ Res 55:168, 1984

2. Otani H, Omoto K, Tanaka H, et al: Reperfusion injury induced by augmented oxygen uptake in the initial reperfusion period. Possible efficacy of extreme hemodi- lution. J Mo ll Cell Cardiol 17:457, 1985

3. Johansen J, Chiantella V, Faust K, et al: Myocar- dial protection with blood cardioplegia in ischemically

iııjured heaı·ts. Reduction of reoxygenation injury with al- Joplurinol. Ann Thorac Surg 45:319, 1988

4. Stewart JR, Crute SL, Loughlin V, et al: Preven- tion of free radical-induced myocardial reperfusion inju- ry with allopurinol. J Thorac Cardiovasc Surg 90:68, 1985 S. Menasche P, Grusset C, Gauduel Y, et al: En- hancement of cardioplegic protection with the free-

radİcal scavenger peroxidase. Circulation 74(Suppl 3):

138, 1986

6. McCord JM, Fridovich 1: The biology and patholo- gy of oxygen radicals. Ann Intern Med 89:122, 1978 7. Jolly SR, Kane WJ, Bailie MB, Abrams GD, Lucchesi BR: Canine myocardial reperfusion injury. Its reduction by the combined adıninistration of superoxide

disınutase and catalase. Circ Res 54:277, 1984

8. Maerson FZ, Kagan VE, Kozlov YP, Belkina LM, Arkhipenko YV: The role of lipid preoxidation in pathogenesis of ischemic damage and antioxidant protec- tion of the lıeaıt. B as Res Card.iol 77:465, ı 982

9. Rao PS, Mucllcr HS: Lipid peroxidation and acute

myocaı·dial ischemia. In: Spitzer JJ (ed). Myocard.ial inju- ry. Plenum Press, Newyork, 1983 pp. 341

10. McCord

JM:

Oxygeıı-derived free radicals in postis-

clıemic tissue injury. N Engl J Med 312:159, 1985 ll. Elion GB, Konvesky A, Hitchings GH: Metabol- ic studies of allopurinol, an inhibitör of xanthine oxidase.

Biocheın Plıarmacol 15:863, 1966

12. Myers CL, Weiss SJ, Kirsh MM, Shepard BH, Shlafer M: Effects of supplementing hypothermic crys- talloid cardioplegic solution with cata1ase, superoxide dis- mutase, allopurinol or deferoxaınine on functional recov- ery of globally ischeınic and reperfused isolated hearts. J Thorac Cardiovasc Surg 91:281, 1986

13. Chambcrs DJ, Braimbridge MV, Hearse DJ:

Free radicals and cardiop1egia: allopurinol and oxypuri- nol reduce ınyocardial injury following ischeınic arrest.

Ann Thorac Surg 44:291, 1987

14. Tabayashi K, Suzuki Y, Nagamine S, Ito Y, Se- kin Y, Mobri H: A elinical rrial of allopurinol (zyloric) for ınyocardial protection. J Tlıorac Cardiovasc Sw-g 101:713, 1991

ıs. Otani H, Engelman RM, Rousou JA, Breyer RH, Lemeshow S, Das DK: Cardiac perforınance dur- ing reperfusion improved by pretreatınent with oxygen free-radical scavengers. J Tlıorac Cardiovasc Surg 91:290, 1986

263