Çalışmamızda I/R hasarı ile doku Bax ve MDA düzeyleri artarken, Bcl2I1 ve XIAP düzeyleri azaldı. Melatonin uygulaması, tüm bu değişiklikleri inhibe ederek I/R kaynaklı miyokard hasarına karşı koruma gösterdi.
Melatoninin oksidatif strese karşı koruyuculuğu bilinmekte ve son yayınlar kardiyoprotektif özelliklerini ortaya koymaktadır 13-15. Yapılan bir çalışmada melatonin iskemiden önce verildiğinde nekroz alanı anlamlı azalmış 13 ve sol ventrikül fonksiyonunu önemli derecede iyileştirmiştir 14. Važan ve ark. 15 deney boyunca melatonin uygulamış ve bu uygulamanın aritmi süresini anlamlı olarak kısalttığını ve aritmi skorunu azalttığını saptamıştır. Yaşlanma ve koroner arter hastalığı gibi durumlarda endojen melatonin seviyesi düşer 7. Akut koroner sendromlu hastalarda veya miyokard enfarktüsü (MI) sonrasında, gece melatonin seviyesinin ve melatonin metaboliti 6-sulfatoksimelatoninin idrar atılımının azaldığı gösterilmiştir 16. Azalmış melatonin düzeyine bağlı kalbi koruyucu etkilerin eksikliği, iskemik kalp hastalığı da dahil olmak üzere birçok kardiyovasküler patoloji ile ilişkili olabilir 17.
Çalışmamızda I/R deneyleri öncesinde 10 mg/kg/gün melatonin i.p olarak uygulandı. Liu ve ark. 18 oluşturduğu deneysel modelde gruplara 2.5 mg/kg, 5 mg/kg ve 10 mg/kg melatonin koroner arter ligasyonundan 10 dk önce, i.p enjeksiyon ile uygulandığında, melatonin gruplarında sol ventrikül diyastolik basınç iyileşmiş, miyokard hücrelerinin ATP içeriği anlamlı yüksek bulunmuştur. Melatonin uygulanan gruplar arasında 10 mg/kg melatonin optimum koruma sağladığı görülmüştür. Başka bir çalışmada 10 mg/kg melatoninin in vivo I/R’ de nekroz alanını ve MDA düzeyini anlamlı azalttığı ve GSH seviyesini artırdığı belirlenmiştir 19. Daha önce yapılan çalışmalarda tek başına melatonin uygulamasının kontrol grubuna göre, kardiyak fonksiyonları (kardiyak output, kalp hızı), transtorasik ekokardiyografi ölçümlerini, MDA, glutatyon (GSH) ve miyeloperoksidaz (MPO) gibi oksidatif stres ve antioksidan aktivite göstergelerini ve apoptozis regülatörü olan kaspaz-3 aktivitesini değiştirmediği rapor edilmiştir 19-21. Bununla birlikte terminal deoksinükleoti-diltransferaz kiti ve ışık mikroskobisiyle yapılan incelemede kontrol+melatonin grubunda izole kalpde programlanmış hücre ölümü belirtileri saptanmamıştır 21.
Apoptoz normal hücre döngüsünün hayati bir bileşeni olarak kabul edilir. Anormal apoptoz, nörodejeneratif hastalıklara, iskemik hasara ve birçok kanser türüne eden olur 22. Apoptoz inhibitörleri (Apoptosis inhibitors: IAP'ler) hücre ölümünün kontrolünde rol oynayan anahtar proteinler olarak bilinir 23. Birc4 olarak da bilinen XIAP, apoptozom içerisinde kaspaz-3 aktivasyonunu inhibe ederek hücre ölümünü bloke eder 24. XIAP protein düzeyleri, reoksijenasyona maruz kalan miyositlerde azalmıştır 25. Artan XIAP seviyelerinin, kaspaz-3'ü inhibe ederek I/R'den sonra hem miyokard apoptozunu hem de enfarktüsünü azalttığı 10 ve böbrek 26 ve retina 27 fonksiyonunu koruduğu gösterilmiştir. XIAP inhibitörü uygulamasının miyokardiyal apoptozu uyararak I/R hasarını arttırdığı rapor edilmiştir 10. Yaşlanma ile birlikte XIAP ekspresyonunun azaldığı bildirilmiş ve beyin hipokampüsünde yaşa bağlı nöron azalmasının, melatonin sekresyonunun azalmasına bağlı olarak artan apoptoz ile ilişkili olabileceği öne sürülmüştür 28. Başka bir çalışmada ise melatonin, sığır oositlerinde XIAP ekspresyonunu arttırmış ve embriyonik gelişimi olumlu yönde etkilemiştir 29. Antioksidan bir flavonoid olan tilianin, miyokard dokusundaki XIAP ekspresyonunu önemli ölçüde arttırmıştır 30. Bizim çalışmamız, I/R hasarı ile azalan XIAP seviyesinin, melatonin tedavisi ile anlamlı olarak arttığını gösterdi. Bu artış kontrol grubu ile karşılaştırıldığında da anlamlıydı. 10 gün boyunca 10 mg/kg melatonin uygulanması kardiyak iskemi reperfüzyon sonrası azalan XIAP seviyesini aşırı artırmış olabilir.
Bcl2 ailesi proteinleri, apoptozun güçlü düzenleyicileridir 31. Mitokondriyal regülatör Bcl2, miyokardiyal apoptozda sitokromc salınımını bloke ederek ve kaspaz aktivitesini azaltarak antiapoptotik etki gösterir 9. Bax geni, Bcl2 ailesinde hücre ölümünü teşvik eden bir üyedir 32. Yapılan bir çalışmada kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, I/R grubunda Bcl-2/Bax oranı anlamlı olarak azalmıştır 11. Bcl-2/Bax oranının artması, mitokondriye Bax translokasyonunu inhibe eder, böylece apoptozu suprese eder. Buna karşın azalmış Bcl-2 (Bcl-xL)/Bax oranı sitokromc salımını ve ardından kaspaz-3-aracılı apoptozisi başlatır 19. MI geçiren mürin modelinde melatonin uygulamasıyla, Bcl2 ekspresyonu artmış ve Bax ekspresyonu azalmıştır 33. Hem in vivo hem de in vitro çalışmalarda miyokardiyal I/R hasarında, melatonin tedavisinin Bcl2 ekspresyonlarını arttırdığı ve Bax ekspresyonlarını azalttığı gösterilmiştir 34,35. Yaşlı sıçanlarda yapılan bir çalışmada melatonin uygulaması, kardiyak dokudaki Bax mRNA ekspresyonunu anlamlı olarak azaltmıştır 36. Benzer şekilde, çalışmamızda I/R grubu ile karşılaştırıldığında melatonin uygulaması ile Bcl2I1 düzeyleri arttı ve Bax düzeyleri ise anlamlı olarak azaldı.
Oksidatif stres, kardiyovasküler hastalıkların patojenezinde önemli rol oynamaktadır 37. Oksidatif stresin bir belirteci olan MDA, çoklu doymamış yağ asitlerinin peroksidasyonu ile üretilir 38. Yapılan bir çalışmada melatonin uygulamasının I/R hasarında MDA seviyesini anlamlı olarak azalttığı ve GSH seviyesini arttırdığı rapor edilmiştir 13. Başka bir çalışmada, iskemi öncesi uygulanan melatoninin ventriküler taşikardiyi ve fibrilasyonu baskıladığı, I/R sırasında O2 üretimini ve MPO aktivitesini azalttığı gösterilmiştir 39. Benzer şekilde, kardiyotoksik doksorubisin uygulaması yapılan pinealektomili sıçanlarda melatonin uygulamasıyla MDA seviyeleri anlamlı derecede azalmıştır 27. Çalışmamızda da benzer şekilde, I/R ile artan MDA düzeyi, melatonin tedavisi ile anlamlı şekilde azaldı.
Sonuç
Proapoptotik Bax ve antiapopotik XIAP ve Bcl2I1 genleri, miyokardiyal I/R patolojisinde sinyal yollarında yer alabilir ve melatoninin koruyucu rolünde antiapoptotik aktivitesinin payı olabilir. Yaşlanma ve kardiyak hastalıklar gibi endojen melatonin seviyesinin düştüğü durumlarda profilaktik melatonin uygulanması kalp koruyucu etki gösterebilir.
Bu çalışma TÜBİTAK (115S323) numaralı proje ile desteklenmiştir.
)
)
)
)
)