Bir organa gelen kan akımının çeşitli nedenlerle (özellikle vasküler cerrahi işlemler ve organ transplantasyonu esnasında) yetersiz hale gelmesine veya durmasına iskemi denir. İskemi sonucunda doku hipokside kalır ve hipoksik doku hasarı ortaya çıkar. İskeminin uzun sürmesi sonucunda hücrelerin bütünlüğü kaybolur hatta hücresel ölüm meydana gelir. Reperfüzyon ise dokunun kanlanmasının yeniden başlamasıdır. İskemik bir dokuda kan akımının yeniden başlaması durumunda (reperfüzyon), özellikle dokuya gelip yerleşen polimorfonükleer lökositler (PMNL) tarafından salınan serbest oksijen radikalleri (SOR) dokudaki yıkımı artırıcı etki yapar. Bu olaya reperfüzyona bağlı doku hasarı denir ¹.

Serbest oksijen radikallerinin potansiyel zararlarına karşılık çok sayıda hücre koruyucu enzimleri ile karşı koyulur ve antioksidan maddeler ile radikal hasarı sınırlandırılmaya çalışılır. Vücuttaki hücresel antioksidan enzimler, antioksidan maddeler ve serbest radikallerin birbirleri arasındaki ilişki bir denge oluşturmaktadır ^2,3.

Hücre içinde oksijenin metabolize edildiği her yerde, antioksidanlar, oksijen ara metabolitlerini azaltmak için hızlı ve spesifik (enzimatik) olarak çalışırlar. Antioksidan savunmada öncelikle etkili olanlar enzimatik antioksidanlardır. Bunlar superoksit dismutaz (SOD), katalaz, glutatyon peroksidaz (GSHPx) ve glutatyon redüktaz gibi enzimlerdir ⁴.

Prostoglandinler böbrekte çok önemli işlevlere sahiptir. Hem renal medulla hem de renal korteks prostaglandinleri sentez eder. Fakat medullanın sentez kapasitesi korteksinkinden çok daha büyüktür. PGE1, PGE2 ve prostasiklin (PGI2) vazodilatatör etkileri yoluyla glomerüler filtrasyonu artırırlar. Bu prostaglandinler aynı zamanda su ve sodyum atılımını da artırırlar. Su klirensindeki artış muhtemelen, antidiüretik hormonun adenil siklaz üzerindeki etkisini azaltması nedeniyle olur. Natriüretik etkinin, distal tübülde sodyum rezorpsiyonunun doğrudan inhibisyonu ile ya da artmış medüller kan akımı ile olup olmadığı kesin değildir ⁵.

PGE1, vazodilatatör bir prostoglandin olup, özellikle iskemi-reperfüzyon deneylerinde hasarlı organda oksijen tüketimini ve süperoksit anyon üretimini azaltır ^6,7.

Natori S ve ark. ⁸ hepatik iskemi-reperfüzyonda PGE1’in, lökositlerin endotelyuma yapışmasını önleyerek IR hasarını azalttıklarını tespit etmişledir. PGE₁’in lökosit adezyonunu önleme mekanizmasının ise ICAM-1 üzerinden olduğunu saptamışlardır.

Lloberas N ve ark. ⁹, antioksidan tedavinin postiskemik renal oksidatif stresi, platelet aktive edici faktör (PAF) ve PAF benzeri lipidleri ve renal dokuya lökosit infiltrasyonunu azaltarak yaralanmayı azalttığını saptamışlardır.

Ratlarda, deneysel olarak oluşturulan sol böbrek iskemireperfüzyon hasarında, antioksidan olarak intramüsküler PGE₁ kullanımının etkisinin ışık mikroskopik ve oksidan-antioksidan sistemler üzerine etkileri incelenmiştir.

Bu deneysel çalışma Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji- Embriyoloji Anabilim Dalı laboratuarında, 200-250 gr ağırlığındaki erişkin dişi Wistar Albino cinsi 28 rat üzerinde yapıldı.

Etik kurul kararı alınmasını takiben, ratlar dört gruba bölünerek, deney sonuna kadar beşerli ve ikişerli kafeslerde tutuldu. Hayvanların beslenmesinde standart pellet yemi ve şehir içme suyu kullanıldı. Operasyonda, ratlarda sol böbrek iskemisi oluşturmak için östrus fazında, hilustaki damarlar klemplenerek iskemi sağlandı. Altmış dakikalık iskemiyi takiben 60 dakikalık reperfüzyon uygulandı.

Ratlara operasyondan 18 saat önce sadece su içmelerine izin verildi. Vajinal smear takiplerinde östrus fazında olduğu saptanan ratlara genel anestezi oluşturmak amacı ile, kloralhidrat 400 mcg/kg/ intramüsküler (IM) olarak uygulandı. Operasyondan yaklaşık 2 dakika (dk) kadar önce karın traşı yapılan hayvanlarda operasyon sahası %10 Povidon İodine ile temizlendi. Yalnızca insizyon uygulanacak saha açık kalacak şekilde steril olarak örtüldü. Steril aletler kullanılarak orta hat karın insizyonu ile laparotomi yapıldı. Sol böbrek, hilus seviyesinde vasküler klemp kullanılarak 60 dk. iskemi edildi. Altmış dakika iskemiyi takiben 60 dakika reperfüzyon uygulandı. Kontrol grubunda, sadece batına girilerek böbrek doku örnekleri alındı. 2. Grupta, 60 dakika böbrek iskemisi uygulandıktan sonra reperfüzyon ve tedavi uygulaması yapılmadı. 3. Grupta, 60 dk.lık böbrek iskemisini takiben 60 dk. reperfüzyon uygulandı ve herhangi bir tedavi verilmedi. 4. Grupta, böbrek iskemisi uygulandıktan sonra reperfüzyondan 15 dk önce 20 mcg/kg dozda PGE1, (prostavasin 20 µgr/ml, Schwarz-Pharma Mainheim, Almanya) intramüsküler olarak uygulandı, 60 dk. reperfüze edildi.

Sol böbrek dokusu, ışık mikroskop takibi için %10’luk formaldehit içinde tespit edilerek rutin takip işlemlerinden geçirildi. Parafin bloklara gömülen dokulardan 5 µm kalınlığında kesitler alındı. Alınan kesitler deparafinize edilerek Hematoksilen-Eozin (H-E) ve Periodik asit shiff (PAS) boyası ile boyanarak ışık mikroskobunda değerlendirildi.

Işık mikroskopik inceleme glomerül yapısında ve tübüler yapıdaki bozuklukların varlığı açısından oluşturduğumuz histolojik grade skalasına göre (yok=0 puan, var=1 puan, çok var=2 puan) değerlendirildi.

Örneklerin biyokimyasal olarak incelenmesi:
Doku MDA Düzeyleri: Lipid peroksidasyonunun son ürünü olan malonildialdehid (MDA) tayini, dokuda Ohkawa ¹⁰ tarafından belirlenen yöntemle spektrofotometrik olarak yapıldı.

Plazma Lipid Peroksit (LPO) Ölçümü: Lipid peroksidasyonunun son ürünü olan malonildialdehid (MDA) tayini, plazmada Satoh ¹¹ ve Yagi’den ¹² modifiye edilen bir yöntemle spektrofotometrik olarak Schimadzu UV-1201 spektrofotometresi kullanılarak yapıldı.

Eritrosit Süperoksit Dismutaz (SOD) Tayini:
Eritrosit SOD enzim aktivitesi, Randox firmasının enzimatik metodla çalışan RANSOD adlı ticari kiti kullanılarak ölçüldü ¹³.

Glutatyon Peroksidaz (GSH-Px) Enzim Aktivitesi:
Eritrosit GSH-Px aktiviteleri, Randox Laboratories Ltd. United Kingdom ticari firmasının enzimatik-UV metotla çalışan RANSEL adlı ticari kiti (Katalog No: RS 504) ile Olimpus AU-600 otoanalizöründe ölçüldü. Bu kit Paglia ve Valentine metodu ¹⁴ esas alınarak hazırlanmıştır.

İstatistiksel değerlendirme Kruskal Wallis analizi (SPSS, 9.0) kullanılarak yapıldı. P<0.05 bulunması durumunda Mann Whitney-U testi ile ikili karşılaştırmalar yapıldı. P<0.05 anlamlı kabul edildi.

Tüm ratlarda deney başarıldı. Sol böbreğin ışık mikroskopik incelemesinde, en şiddetli hasarın iskemi reperfüzyon uygulanan grupta (G3) olduğu tespit edildi (p<0.03, Mann Whitney U test). PGE₁ kullanımının hasarı hafiflettiği tespit edildi. Tüm grupların ışık mikroskopik sonuçlarına ait değerler Tablo I’de gösterildi.

Tüm grupların böbrek histolojisine ait ışık mikroskopik sonuçları. Değerler ortalama ± SD olarak belirtildi.

H-E uygulanmış kontrol gruplarında, böbrek dokusunun glomerül yapısı, Bowman kapsülü ve aralığı, proksimal ve distal tübüller normal yapı gösteriyordu (Şekil 1).

H-E uygulanmış kontrol gruplarında, böbrek dokusunun Glomerül yapısı (G), Bowman kapsülü ve aralığı (B), Proksimal (P) ve Distal tübüller (D) normal yapı gösteriyordu .M: Makula densa. H.E.X 20.

İskemi grubunda, H-E ile boyamada, böbrek korteksinde bağ doku içerisinde ve glomerüllerde yaygın kanama alanları ve tübüller arasındaki yapıda genişlemeler tespit edildi (Şekil 2).

İskemi grubunda, böbrek korteksinde bağ dokusu içerisinde ve glomerül yapısında yaygın kanama alanları ve tübüller arasındaki yapıda genişlemeler (oklar) tespit edildi. GK: Glomerül kanama alanları. D: Distal tübül. BK: Bağ dokudaki kanama alanları. H.E.X 40.

İskemi-reperfüzyon (İ-R) grubunda, glomerül ve bağ dokusunda meydana gelen değişiklikler, daha da şiddetliydi. İskemik glomerül yapısı, bowman kapsül aralığında genişleme, PMNL hücre göçü, yaygın kanama alanları izlenmekteydi. Tübüler yapılarda parçalanmalar görüldü. (Şekil 3).

İskemi-reperfüzyon (İ-R) grubunda, glomerül ve bağ dokusunda meydana gelen değişiklikler, daha da şiddetliydi. İskemik glomerül yapısı (G), Bowman aralığında (BA) genişleme ve ara bağ dokuya polimorfonükleer hücre göçü (oklar) izlenmektedir. T: Tübüller arası yaygın kanama alanları. H.E.X 10.

İ-R uygulanıp PGE₁ verilen grupta, tübüler yapılardaki parçalanmalar ve kanama alanları İ-R kadar şiddetli değildi. Glomerül bazal membran yapısında az miktarda bozukluk izlendi (Şekil 4).

İ-R uygulanıp PGE1 verilen grupta,glomerul (G) ve tübüler yapıların (T) düzensiz görünümlü olduğu, ancak tübüler yapılardaki parçalanmalar ve kanama alanlarının İ-R kadar şiddetli olmadığı gözlenmektedir.TL: Tübül lümeni. H.E. X 40.

Lipid Peroksidasyon Ürünleri: Lipid peroksidasyonunun doku ve plazmadaki son ürünü malondialdehitdir. Doku ve plazma MDA düzeyi dokudaki hipoksik hasara bağlı olarak artar. İ-R grubunda gerek doku gerekse plazma MDA düzeyleri en yüksek iken, PGE1 grubunda, kontrol grubuna göre yüksek, iskemi grubuna göre düşük bulundu.

Tablo II’de doku ve plazma MDA düzeylerinin tüm gruplar arasındaki karşılaştırmaları gösterildi.

Tüm grupların doku ve plazma MDA düzeylerine ait sonuçlar. Değerler ortalama ± SD olarak belirtildi.

Antioksidan savunma sistemine ait biyokimyasal parametreler:
Antioksidan savunma sistemine ait olan eritrosit SOD ve GSHPx düzeyleri İskemi-Reperfüzyon grubunda anlamı olarak düşük bulundu. PGE1 grubunda kontrol grubuyla benzer bulundu. Tablo III’de eritrosit SOD ve GSH-Px düzeylerinin tüm gruplar arasındaki karşılaştırmaları gösterildi. Tablo 3: Tüm grupların eritrosit SOD ve GSH-Px düzeylerine ait sonuçlar. Değerler ortalama ± SD olarak belirtildi.

Ratlarda, deneysel olarak oluşturulan iskemi-reperfüzyon hasarında PGE1 kullanımının böbrek dokusundaki hasarlanmayı azalttığı tesbit edildi. Oksidan sistemin belirteçlerinde İ-R ve İ grubuna göre daha az artış, antioksidan sistem belirteçlerinde daha az düşme tespit edildi.

Tobimatsu M ve ark.ları ¹⁵ köpeklerde iskemiye bağlı akut renal yetmezlikte intravenöz PG E₁ uygulamış, kortexte daha az alanda tübül hücrelerinde nekroz gözlemiştir. Biz de PGE1 uyguladığımız grupta İ ve İ-R grubuna göre tübül hücrelerinde daha az hasarlanma tespit ettik. Bulgularımız uyumludur.

Paller MS. ve ark. ¹⁶ yaptıkları çalışmada, bir prostoglandin analoğu olan misoprostolün, iskemiye bağlı renal yaralanmada önemli derecede koruyucu olduğunu saptamıştır. İn vitro, iskemi ve reperfüzyona maruz bırakılan ve misoprostol ile tedavi edilen, proksimal tübül epitel hücre kültürlerinde hücre ölümünün sınırlı olduğu gözlenmiş, tedavi edilmeyen grupta, posthipoksik hücrelerde apikal membranda bozulma ve mikrovillüs kaybı izlenirken, misoprostol ile tedavi edilen grupta bu bulgular izlenmemiştir. Bizim çalışmamızda da PGE₁ ile tedavi edilen grupta edilmeyen gruba göre proksimal hücrelerin oldukça iyi korunduğu gözlenmiştir. Bulgularımız uyumludur.

Petrozza V ve ark. ¹⁷ deneysel olarak akut renal iskemi yapmışlar ve defibrotid vererek bunun koruyuculuğunu incelemişlerdir. Defibrotid, vasküler endotelden prostosiklinlerin (PGI₂) salınımına neden olarak profibrinolitik, antitrombotik ve trombolitik aktivitelerinden dolayı iskemide sitoprotektif özellik göstermiştir. Biz de iskemi-reperfüzyon uygulayıp, PGE₁’i verdiğimiz grupta, ilaç vermeden iskemireperfüzyon yaptığımız gruba göre hücrelerin korunmuş olduğunu gördük. Nedeni PGE1’in sitoprotektif etkisi olabilir. Bulgularımız uyumludur.

Vargas AV ve ark. nın yaptığı çalışmada ⁶ ratlarda renal IR olayında PGE₁ uygulanmasının hasarı hafiflettiğini tespit etmişlerdir. Bulgularımız uyumludur.

Ayrıca Hong JP ve ark ¹⁸ muskülokütanoz fleplerde IR hasarına karşı PGE₁ in etkisini incelemişler. İskemik flep derisi içine 1 mikrogram PGE₁ enjekte edilip 4 saat sonra reperfüze edilmiş grupta, reperfüzyondan sonra 24 saat ve 5 gün geçince, endotel yüzeyinde ICAM-1 ekspresyonunda azalma, reperfüzyondan 2 gün sonra lökosit adezyonunda anlamlı bir azalma saptamışlardır. Sonuçta PGE₁ in flep iyileşme oranını arttırdığı ve İR hasarını, lökosit endotelyal hücre adezyonunu azaltarak hafiflettiğini saptamışlardır. Bizim çalışmamızda da, PGE₁ in IR yaptığımız sıçanlarda etkili olduğu bulunmuştur. Etki nedeni lökosit adezyonunu azaltması olabilir. Nitekim, iskemi-reperfüzyon grubunda karşılaştığımız PMNL hücre infiltrasyonunu, PGE₁ grubunda daha az gözlemledik. Bulgularımız uyumludur.

Totsuka E ve ark. ¹⁹, köpeklerdeki hepatik iskemide, intraportal PGE₁ uygulanmasının intravenöz uygulanmasından daha koruyucu olduğunu tespit etmişlerdir. PGE1’in renal arter verilmesi yolu ile etkilerinin güçlenebileceği kanaatindeyiz.

Sol böbrekte iskemi oluşturmak dokuda hasarlanmaya yol açmakta, iskemi-reperfüzyon ise bu hasarlanmayı daha da arttırmaktadır. PGE₁ kullanımı bu hasarlanmaları anlamlı olarak azaltmaktadır. Bu nedenle böbrekte iskemi-reperfüzyon hasarında PGE₁ kullanılabilir kanaatindeyiz.

Teşekkür:
Bu çalışma FÜBAP tarafından desteklenen 567 no’lu tez projesinden hazırlanmıştır. Proje desteği sağlayan FÜBAP’a teşekkür ederiz.