AKUT ALT EXTREMÝTE ÝSKEMÝ / REPERFÜZYON HASARININAKCÝÐER SERBEST OKSÝJEN RADÝKALLERÝ ÜZERÝNE OLAN ETKÝSÝ

TGKDCD 2000; 8:2, 629-31

AKUT ALT EXTREMÝTE ÝSKEMÝ / REPERFÜZYON HASARININ

AKCÝÐER SERBEST OKSÝJEN RADÝKALLERÝ ÜZERÝNE OLAN ETKÝSÝ

EFFECT OF ACUTE LOWER LIMB ISCHEMIA / REPERFUSION INJURY ON THE

FREE OXYGEN RADICAL SYSTEMS IN LUNGS

*Dr. Selim ÝSBÝR, *Dr. Serdar AKGÜN, *Dr. Koray AK, **Dr. Ümit ZEYBEK, **Dr. Makbule AYDIN,

*Dr. Ali CÝVELEK,*Dr. Atike TEKELÝ, *Dr. Adnan ÇOBANOÐLU

*Marmara Üniversitesi, Týp Fakültesi, Kalp ve Damar Cerrahisi Anabilim Dalý, **Ýstanbul Üniversitesi, Deneysel Týp ve Araþtýrma Enstitüsü Anabilim Dalý, ÝSTANBUL

Adres: Yrd. Doç.Dr. Selim ÝSBÝR, Marmara Üniversitesi, Týp Fakültesi, Kalp Damar Cerrahisi Anabilim Dalý, Tophanelioðlu Cad. No:13-15 Altunizade / ÝSTANBUL

Reperfüzyon Hasarýnýn Akciðere Etkisi

Özet

Akut alt ekstremite iskemilerinden sonra akciðerlerde birçok patolojik deðiþiklikler oluþmaktadýr. Bu çalýþmada akut alt ekstremite Ýskemi / Reperfüzyon ( Ý / R ) hasarýný takiben akciðer malondialdehit ( MDA ) ve Glutatyon ( GSH ) düzey-lerine bakýlmýþtýr.

Onaltý Spraque Dawley cinsi sýçan iki gruba ayrýlmýþtýr. Grup A ( n=8 ) kontrol grubu, bu grupta batýn açýlarak abdominal aorta eksplore edilmiþ ve akciðerlerde bazal MDA ve GSH deðerleri ölçülmüþtür. Grup B' de ( n=8 ) ise abdominal aorta 45 dakika klemplenmiþ ve sonrasýnda klemp açýlarak reper-füzyon saðlanmýþtýr. Bu grup 48 saat sonra sakrifiye edilmiþ ve akciðerde MDA ve GSH deðerleri ölçülmüþtür.

Çalýþma grubundaki MDA deðerlerinin istatiktiksel olarak anlamlý yüksekliði ve de GSH deðerlerinin anlamlý derecede düþüklüðü akut alt ekstremite iskemisini takiben akciðerlerde serbest oksijen radikallerinde artýþ olduðunu ve de koruyucu mekanizma olan glutatyonun düþtüðünü göstermektedir. Sonuç olarak akut alt ekstremite Ý / R hasarýnda, akciðerlerde geliþen patolojik deðiþikliklerin temelinde olasý diðer faktörlerle birlikte serbest oksijen radikallerinin de yer aldýðýný söyleyebiliriz.

Anahtar Kelimeler: Serbest oksijen radikalleri, Ýskemi / Reper-füzyon hasarý

Summary

After lower limb ischemia, different pathological changes can be seen in lungs. In this study, we measured the levels of malonyldialdehyde ( MDA ) and Gltathion in lung tissue following the lower limb ischemia / reperfusion injury. Sixteen Sprague Dawley type rats were divided into two groups. In grup A ( n=8 ) control grup, abdomen was opened and abdominal aorta was explored, and then basal lung MDA and GSH levels were measured. In Grup B (n=8), abdominal aorta was clamped for 45 minutes, then reperfused. In this grup rats were sacrified after 48 hours and their lungs were taken for MDA and GSH analysis.

In study group, Statistically significant high MDA levels and in control group statistically low GSH levels means that after acute lower limb ischemia, free oxygen radicals within the lungs were increased and glutathion level, as a protective mechanism, was decreased.

In conclusion, with lower limb I / R injury, free oxygen radi-cal system mediates the pathologiradi-cal changes within lungs beside the other factors.

Keywords: Free oxygen radicals, Ischemia / Reperusion injury

Giriþ

Akut alt ekstremite Ýskemi / Reperfüzyon ( Ý / R) hasarý özellikle aort cerrahisinde aortaya geçici süreyle klemp uygulanmasý sonucu ortaya çýkmaktadýr. Hem iskemik kalan ekstremitede ( lokal hasar ) hem de iskemik alanýn dýþýndaki bölgelerde ( uzak organ hasarý ) hasar ortaya çýkabilmektedir. Özellikle alt ekstremite Ý / R dönemi sonrasý ortaya çýkan uzak organ hasarýnda, akciðerler hedef organ konumundadýr ve klinik olarak büyük önem taþýmaktadýr [ 1 ]. Bir çalýþmada, Zimon ve arkadaþlarý, akut alt ekstremite iskemisi geliþen ve cerrahi tedavi uygulanan 70 hastada, erken postoperatif dönemde %64 oranýnda pulmoner komplikasyon bildirmiþler ve pre-operatif iskemi süresi ile oluþan akciðer hasarýnýn þiddeti arasýnda belirgin bir korelasyon göstermiþlerdir [ 2 ]. Akut alt ekstremite Ý/R dönemi sonunda ortaya çýkan akciðer hasarýnýn mekanizmasý tam olarak bilinmemektedir. Plazmada ve dokuda artmýþ serbest oksijen radikalleri, çeþitli sitokinler ( IL-6 / IL-8 / TNF-_ ), trombosit aktife edici faktör ( PAF ), eicosanoid ve lökotrien salýnýmý gibi birçok mekanizma bildirilse de bu konuda kesin bir konsensus ortaya konulamamýþtýr [ 1, 3-5 ].

Bu çalýþmada akut alt ekstremite Ý / R olayý ile akciðerde doku hasarý oluþup oluþmadýðýný tespit etmek amacýyla oksidan bir madde olan MDA ve dokuda oksidan strese karþý koruyucu bir sistem olarak görev yapan GSH seviyesine bakýlmýþtýr. Çalýþ-madaki amaç akut alt ekstremite Ý / R dönemi sonunda akciðer-lerde serbest oksijen düzeyini belirlemek ve oluþan uzak organ hasarýnda serbest oksijen radikal sisteminin önemini ortaya çýkartmaktýr.

Materyal ve Metod

Çalýþmada 16 adet 320-370 gram aðýrlýðýnda Spraque Dawley cinsi saðlýklý sýçanlar kullanýlmýþtýr. Hayvanlar randomize olarak iki gruba ayrýlmýþlardýr. Grup A ( n=8 ); kontrol grubu ve Grup B ( n=8 ); iskemi grubu. Grup A' daki sýçanlar thiopen-tal ( 40 mg/kg, IM ) ile uyutulduktan sonra operasyon masasý-na alýndý ve steril þartlar altýnda orta hattan laparotomi yapýlarak batýnlarý açýldý. Retroperitona girilerek abdominal aorta eksplore edildi, baþka hiçbir iþlem yapýlmadan batýn kap-atýldý ve hayvanlar kafeslerine alýndý. Grup B' deki sýçanlarda

i s e

distal abdominal aorta iliyak bifürkasyonun hemen proksimalinden koroner bulldog klempi kullanýlarak 45

Yrd. Doç. Dr. ÝSBÝR ve Arkadaþlarý / Reperfüzyon Hasarýnýn Akciðere Etkisi

dakikalýk süre ile klemplendi ve bu süre sonunda klemp açýlarak reperfüzyon saðlandý. Ýþlem sonrasý batýn kapatýlarak hayvanlar kafeslerine alýndý. 48 saat sonra her iki gruptaki sýçanlar letal thiopental dozu ile sakrifiye edildi ve torakotomi yapýlarak akciðerleri MDA ve GSH seviyelerinin tespiti için çýkartýldý.

Verilerimizin istatistiksel olarak deðerlendirilmesi Marmara Üniversitesi Týp Fakültesi Biyoistatistik Anabilim Dalý'nda yapýlmýþtýr. Sonuçlar ortalama deðer ± standart sapma olarak ifade edilmiþ ve p < 0.05 ise istatistiksel olarak anlamlý kabul edilmiþtir. Gruplar arasý fark olup olmadýðýný araþtýrmak amacýyla Student's t testi kullanýlmýþtýr.

Sonuçlar

Kýrksekizinci saatte Grup A ve Grup B' deki MDA ve GSH deðerleri Þekil 1 ve Þekil 2' de gösterilmiþtir. Grup A' da ortalama MDA deðeri 69.25±7.68 nanomol/gr doku iken grup B' de 103.5±12.6 nanomol/gr doku olarak bulunmuþtur ( p=0.01 ). Her iki gruptaki ortalama GSH deðerleri Grup A' da 1.01±0.2 mikromol/gr doku iken grup B' de 0.72±0.12 mikromol/gr doku olduðu tespit edilmiþtir ( p=0.03 ). Kýrksekizinci saatte grup A ile grup B arasýnda MDA deðer-lerinde artma ile GSH deðerdeðer-lerindeki azalma istatistiksel olarak anlamlý bulunmuþ ve akciðerlerde akut alt ekstremite Ý / R dönemi sonrasý deðiþen oksidan stresi göstermektedir.

Tartýþma

Akut alt ekstremite Ý / R olayý sonrasý ortaya çýkan akciðer hasarý önemli derecede postoperatif mortalite ve morbiditeye sebep olmaktadýr. Hipoksemi, pulmoner hipertansiyon, azalmýþ akciðer kompliansý ve nonhidrostatik pulmoner ödem Ý / R hasarý oluþan akciðer hasarýnýn birer bulgusu olarak ortaya çýkmakta ve klinik olarak tamamen subklinik seyreden geçici bir durumdan ( akut akciðer hasarý ) ARDS' ye ( Adult Respi-ratuar Distress Syndrome ) kadar gidebilen ciddi bir tabloya yol açabilmektedir [ 2 ]. Moleküler olarak akut alt ekstremite Ý / R hasarý sonrasý vücutta lokal ve sistemik enflamatuar bir yanýt ortaya çýkmakta ve buna baðlý plazmada artmýþ pro-enflamatuar ajanlarla birlikte ( sitokinler, araþidonik asit derivativleri, trombosit aktive edici faktör, kompleman ), artmýþ serbest oksijen radikalleri ve nötrofil infiltrasyonu oluþan uzak organ hasarýnda rol oynayan etkenlerdir [ 6, 7 ]. Son yýllarda özellikle aort cerrahisi sonrasý iskemi/reperfüzyon hasarýna maruz kalmýþ dokularda artan IL - 8 seviyesi için mRNA genetik ekspresyonundaki artýþýn sorumlu olduðu gösterilmiþtir [ 7, 8 ]. Hasarý baþlatan mekanizma ne olursa olsun sonuç olarak artmýþ polimorfonükleer lökosit ( PMNL ) aktivitesi, kemoatraksiyonu ve infiltrasyonu, en sonunda PMNL degranulasyonuna sebep olmaktadýr. Degranulasyon sonrasý artan serbest oksijen radikalleri ve proteazlar akciðer endotel hasarýna ve buna baðlý geliþen artmýþ pulmoner kapiller permeabiliteye sebep olmaktadýr [ 9, 10 ]. Anti-oksidan maddelerin akut Ý / R hasarý sonrasý görülen uzak organ hasarý-na karþý koruyucu etkisi çeþitli çalýþmalarda gösterilmiþtir [ 6 ]. Punch ve arkadaþlarý serbest oksijen radikal inhibitörlerinin akut alt ekstremite iskemi / reperfüzyon olayý sonrasý ortaya çýkan pulmoner mikrovasküler permeabilite artýþý ve nötrofil akümülasyonunu engellediðini göstermiþlerdir [ 11 ]. Bizim çalýþmamýzda, akciðerlerdeki serbest radikal seviyesinin çalýþ-ma grubunda, kontrol grubuna göre anlamlý derecede yüksek olmasý ve oksidan strese karþý koruyucu etkisi olan GSH deðer-lerinin de anlamlý derecede düþük bulunmasý, akciðerlerde

serbest oksijen radikallerinin de içinde bulunduðu birçok mekanizma ile doku hasarýnýn oluþtuðunu göstermektedir. Ayrýca klinikte özellikle aort cerrahisinde, aort-krosklemp süresinin uzadýðý vakalarda postoperatif oksidan strese baðlý akciðer hasarý ve buna baðlý sekeller deðiþik anti-oksidan ilaçlarýn kullanýlmasý ile azaltýlabilir veya engellenebilir. Mevcut literatür bilgisinin yanýsýra Ý / R hasarý sonrasý geliþen uzak organ hasarýnda anti-oksidan ilaçlarýn etkinliði daha fazla klinik ve laboratuar çalýþmasý ile desteklenmesi gerekmektedir.

Kaynaklar

1. Fantini GA, Conte MS: Pulmonary failure following lower torso ischemia: clinical evidence for a remote effect of reperfusion injury. Am J Surg 1995; 61:316-9. 2. Zimon IN, Mavlianova NA: Respiratory disorders in

patients with acute arterial occlusion of legs and ischemic syndrome. Khirurgiia 1997;16-8.

3. Groeneveld AB, Raijmakers PG, Rauwerda JA, et al: The inflammatory response to vascular surgery-associated ischemia and reperfusion in man:effect of postoperative pulmonary function. Eur J Endovasc Surg 1997 ;14:351-9. 4. Gregory CG, Burress, Lyle LM, Thomas SH, at al.

Attenuation of skeletal muscle ischemia / repefusion by tumor necrosis factor. J Vasc Surg 1999;29:370-6. 5. Bengisun U, Köksoy C, Bengisu JS, et al: Ischemia and

reperfusion of pulmonary hypertension and

630

TGKDCD 2000; 8:2, 629-31

Yrd. Doç. Dr. ÝSBÝR ve Arkadaþlarý / Reperfüzyon Hasarýnýn Akciðere Etkisi

leukosequestration following lower limb ischemia. Prost Leuko Essen Fatty Acids 1997;56: 117-20.

6. McGuire, Liu P, Jaeschke H. Neutrophil-included lung damage after hepatic ischemia and endotoxemia. Free Radic Biol Med 1996;20: 189-97.

7. Graeme MR. Ischemia / reperfusion, inflammatory responses and acute lung injury. Thorax 1997;52:841-2. 8. Karakurum M, Shreeniwas R, Chen J, et al: Hypoxic

induction of interleukin - 8 gene expression in human endothelial cells. J Clin Invest 1994;93:1564-70.

9. Raijmakers PG, Groeneveld AB, Rauwerda JA, et al: Acute lung injury after aortic surgery: the relation between lung and leg microvascular permeability to 111indium-labelled transferrin and circulating mediators. Thorax 1997 ;52:866-71

10. Van Griensven M, Stalp M, Seekamp A: Ischemia-reperfusion directly increases pulmonary endothelial permeability in vitro. Shock 1999;11: 259-63.

11. Punch J, Rees R, Cashmer B, et al: Acute lung injury following reperfusion ischemia in the hind limbs of rats.J Trauma 1991; 31: 760-5.

631