Fukoidin’in rat aortik iskemi reperfüzyon modelinde böbrek ve akciğerler üzerine etkisi

Abstract

Aort cerrahisinde abdominal aortun klemplenmesi ile oluşan iskemide birçok dokuda uzak organ hasarı meydana gelmektedir. Bu çalışmada fukoidinin rat aortik iskemi reperfüzyon modelinde böbrek ve akciğerler üzerine etkisini araştırdık. Çalışmamızda 40 tane Wistar türü erkek sıçan, her grupta 8 tane olacak şekilde Grup 1 (Sham), Grup 2 (Kontrol), Grup 3 (İskemi öncesi) (İÖ), Grup 4 (Reperfüzyon öncesi) (RÖ), Grup 5 (Hem iskemi hem reperfüzyon öncesi) (İRÖ) olmak üzere 5 gruba ayrıldı. Sham grubuna, sadece laparotomi uygulandı. Diğer gruplara laparotomi ve infrarenal aortik iskemi reperfüzyon (AİR) uygulandı ( 120 dakika iskemi ardından 120 dakika reperfüzyon). İÖ iskemiden 10 dak. önce juguler venden 25mg/kg fukoidin verildi. RÖ grubuna, reperfüzyondan 10 dak. önce juguler venden 25mg/kg fukoidin verildi. İRÖ grubuna, iskemiden 10 dak. önce 12,5mg/kg ve reperfüzyondan 10 dak. önce 12,5mg/kg olmak üzere juguler venden toplam 25mg/kg fukoidin verildi. İşlemlerden sonra tüm hayvanlardan kan, böbrek ve akciğer dokuları alınarak sakrifiye edildi. Plazmada protein karbonil (PCO), protein sülfidril (P-SH) ve kitotriozidaz (CHIT), serumda iskemi modifiye albümin (İMA), kan üre azotu (BUN), kreatinin, malondialdehit (MDA), nitrik oksit (NO), myeloperoksidaz (MPO), böbrek ve akciğer doku örneklerinde, MDA, NO, MPO, katalaz (CAT) düzeyleri biyokimyasal olarak ölçüldü ve histolojik olarak doku örnekleri hemotoksilen-eosin boya ile boyanarak ışık mikroskobu ile değerlendirildi. Kontrol grubu ile RÖ ve İRÖ karşılaştırıldığında; PCO, CHIT, İMA, BUN, kreatinin, MDA, NO, MPO, CAT da istatistiksel olarak anlamlı azalma gözlenirken, P-SH grubunda istatistiksel olarak anlamlı artma olduğunu belirledik. Kontrol grubu ile İÖ grubu arasında ise istatistiksel olarak anlamlılık bulunmadı. Böbrek dokusu, kontrol grubu ile Grup 4 ve Grup 5 histoloji yönünden (fokal glomeruler nekroz, bowman kapsül dilatasyonu, tubuler epitel dejenerasyonu, tubuler epitel nekrozu, tubuler dilatasyon, interstisiyel inflamatuar infiltrasyon) değerlendirildiğinde toplam skorlara göre anlamlı azalma bulundu. Kontrol grubu ile İÖ grubu arasında ise istatistiksel olarak anlamlılık bulunmadı. Akciğer dokusu, kontrol grubu ile RÖ ve İRÖ grubu histoloji yönünden (fibrin platelet trombüs varlığı, kronik inflamasyon, intra alveolar kanama, ödem, konjesyon, PMNL) değerlendirildiğinde toplam skorlara göre anlamlı azalma bulundu. Kontrol grubu ile İÖ grubu arasında ise istatistiksel olarak anlamlılık bulunmadı. Aortaya infrarenal kros-klempin konması iskemi-reperfüzyonuna bağlı olarak böbreklerde ve akciğerde uzak organ hasarı meydana getirmiş ve fukoidinin reperfüzyondan önce uygulanması bu hasarı azalttı. Fukoidinin iskemi öncesi uygulamasında ise, iskemi de kan akışının tamamen durması nedeni ile, nötrofil infiltrasyonu ve serbest oksijen radikal hasarı meydana gelmediğinden, iskemi reperfüzyon hasarı üzerine koruyucu etki göstermedi. Fukoidinin reperfüzyon hasarından önce verilmesinin iskemi reperfüzyon hasarına karşı koruyucu olabileceğini belirledik.

Remote organ damage in many tissues occurs due to the ischemia caused by clamping of the abdominal aorta during aortic surgery. In this study, we investigated the effect of fucoidin on kidney and lungs in rat aortic and ischemia-reperfusion model. In the study, we subdivided 40 Wistar male rats in to five groups, Group 1 (Sham), Group 2 (control), Group 3 (AIR + fucoidin prior to Ischemia) (IO), Group 4 (AIR + fucoidin prior to reperfusion) (RO), Group 5 (AIR + fucoidin prior to ischemia and prior to reperfusion) (IRO) and each groups consisted of 8 rats. Sham group underwent laparotomy only. Laparotomy and infrarenal aortic ischemia-reperfusion (AIR) have been performed for other groups (120 minutes of ischemia, 120 minutes reperfusion consecutively). 25 mg/kg fucoidin have been injected into the jugular vein 10 minutes before the ischemia in IO group. 25 mg/kg fucoidin have been injected into the jugular vein 10 minutes before the reperfusion in RO group. For IRO group, 12.5 mg/kg fucoidin 10 minutes before the reperfusion and 12.5 mg/kg fucoidin 10 minutes before the reperfusion, totally 25 mg fucoidin injected into the jugular vein. After these injections, all rats have been sacrified and blood, kidney and lung tissue samples have been received. Protein carbonyl (PCO), protein sulfhydryl (P-SH) and chitotriosidase (CHIT) levels in plasma, ischemia modified albumin (IMA), blood urea nitrogen (BUN), creatinine, malondialdehyde (MDA), nitric oxide (NO), and myeloperoxidase (MPO) levels in serum, and MDA, NO, MPO, catalase (CAT) levels in kidney and lung tissue samples were analyzed biochemically, and also tissue samples stained with hematoxylin and eosin for histopathological assessment and examined under light microscopy. PCO, CHIT, IMA, BUN, creatinine, MDA, NO, MPO, CAT levels were significantly lower in RO and IRO groups comparing with those of controls while serum P-SH levels were significantly increased. There are no statistical difference between the IO group and controls. Total scores according to histopathological findings of renal tissue samples (focal glomerular necrosis, dilatation of bowman capsule, tubular epitelial degeneration, tubular epitelial necrosis, tubuler dilatation, interstitial inflammatory infiltration) were significantly lower in the RO and IRO groups than those controls. But there are no statisticall difference between the IO group and controls. Total scores according to histopathological findings of lung tissue samples (presence of fibrine-platelet thrombus, chronic inflammation, intraalveolar haemorrhage, edema, congestion, PMNL), were significantly lower in RO and IRO groups than those of controls. But there are no statistically difference between the IO group and controls. İnfrarenal aortic cross-clamping results with tissue damage in lung and kidney due to ischemia-reperfusion and fucoidin injection before the reperfusion reduce the damage. Fucoidin injection before ischemia have no protective effect on ischemia-reperfusion injury because of no neutrophil infiltration and oxygen free radical damage during the ischemia period due to sudden complete interruption of blood flow. Fucoidin administration before complete reperfusion injury, may be protective against ischemia reperfusion injury.