Hipoksi sonrası magnezyum sülfat tedavisi ve apoptozis

Abstract

Amacımız yeni doğan sıçanlarda hipoksik iskemik hasar sonrası bolus şeklinde verilen magnezyum sülfatın nöron koruyucu etkisini değerlendirmekti. Yedi günlük 28 sıçan çalışma grubuna; 28 sıçan ise kontrol grubuna alındı. Tüm olgulara tek taraflı karotid arter ligasyonu uygulandı ve bir saatlik hipoksiye (%8 oksijen; % 92 azot) maruz bırakıldılar. Çalışma grubuna; magnezyum sülfat 300 mg/kg dozunda intraperitoneal olarak bolus enjeksiyonla tek doz verildi. Kontrol grubundaki sıçanlara ise serum fizyolojik benzer miktarda enjekte edildi. Hipoksik hasar sonrası 1., 2., 3., 4., 24. saatlerde ve 7., 21. günlerde her gruptan dörder sıçan sakrifıye edildi ve beyinleri; hematoxylin & Eosin ve TUNEL (the terminal deoxynucleotidyl transferase (tdt)-mediated deoxyuridine triphosphate (dutp)-biotin nick end labeling) boyası ile histolojik inceleme için çıkarıldı. İki grupta nekroz ve apoptozis değerlendirildi. Hücre sayımı serebral korteks ve hipokampusta yapıldı. Hipokampus bölgesi CA1, CA2, ve CA3 olarak üç alt gruba bölündü. TUNEL pozitif ve nekrotik hücreler 20 objektifle (bir görsel mikroskopik sahanın alanı 0.1 mm²) her bir beyinin sağ ve sol hemisferlerinden onar saha sayıldı. Farklı boyalarla her bir beyinin aynı sahalarının bitişik kesitleri sayıldı. Pozitif hücrelerin ortalaması alındı. Magnezyum ve kontrol grupları Mann Whithey-U Testi ile karşılaştırıldı. CA1, CA2, CA3,ve serebral korteksteki TUNEL pozitif hücre sayılarının mm²/ortalama değerleri sırasıyla magnezyum grubunda 449±132; 412±124; 423±102; 421±112 idi. Kontrol grubunda ise CA1, CA2, CA3, serebral korteks TUNEL pozitif hücre sayılarının mm²/ ortalamaları sırasıyla 1059±549; 703±334; 644±272; 610±201 idi. Magnezyum grubunda nekroz CA1, CA2, CA3, serebral kortekste sırasıyla 895±882; 812±811; 820±838; 875±1025 idi. Kontrol grubunda ise CA1, CA2, CA3, ve serebral kortekste nekrotik hücre ortalaması mm² de 1056±752; 998±809; 1132±978; 2163±1924 bulundu. TUNEL pozitif hücreler 3. saatte azalmaya başlamakta ve 24. saatte bu azalma pik yapmaktadır. Bu artışın CA1 bölgesinde diğerlerine göre daha hızlı olduğu görülmektedir. Bulgular hipoksi-iskemi sonrası apoptozisi (p=0.000) önlediğini, ancak nekrozu serebral korteks dışında önlemediğini göstermektedir. Sonuç olarak hipoksi sonrası bolus şeklinde verilen magnezyum sülfat tedavisinin hipoksik-iskemik hasara bağlı apoptozise karşı koruyucu etkisi vardır.

Our purpose was to study the neuroprotective effect of treatment magnesium sulfate with a bolus injection after the hypoxic-ischemic insult in newborn rats. Twenty-eight each seven-day-old rats were enrolled into the study and control group. All subjects were exposed to unilateral carotid artery ligation and 1 hour hypoxia (8% oxygen in 92% nitrogen). The study group received a bolus injection of 300 mg/kg magnesium sulfate intraperitoneally. The control group received a bolus injection of saline in the same volume intraperitoneally as the study group. One, 2, 3, 4, 24 hours and 7, 21 days after the injury the four each rats were killed and their brains removed for histologic study with hematoxylin & eosin and the terminal deoxynucleotidyl transferase (tdt)- mediated deoxyuridine triphosphate (dutp)-biotin nick end labeling (TUNEL) staining. Cell counting was performed in the cerebral cortex and hippocampus. The hippocampus was divided in to the CA1, CA2 and CA3 subfields. The numbers of TUNEL- staining positive and necrosis cells were counted at X20 objective and X 10 eyes pieces (one visual field=0.1 mm²) in each right and left hemispheres. In each brain, the same area was counted in adjacent section for all different staining. Positive cells were expressed as mean±SD values. The magnesium and control groups were compared by Mann Whitney U test.Mean values of TUNEL positive cells per square milimeter of brain regions:CA 1, CA2, CA3 and cerebral cortex for magnesium group were 449±.132; 412±.124; 423±.102; 421±.112 respectively. Although mean values of TUNEL positive cells for control group were 1059±549; 703±334; 644±272; 610±201 respectively. Mean values of necrosis positive cells per square milimeter of brain regions:CA 1, CA2, CA3 and cerebral cortex for magnesium group were 895±882; 812±811; 820±838; 875±1025 respectively. Although mean values of necrosis positive cells for control groups were 1056±752; 998±809; 1132±978; 2163±1924 respectively. The decreasing of the number of TUNEL positive cells began at 3h post-hypoxia-ischemia peaked at 24h. The process appeared to occur at a faster rate in the CA 1, compared with the others. The data demonstrate that magnesium sulfate treatment prevents apoptosis after hypoxia-ischemia (p=0.000) but no necrosis except at cerebral cortex. In conclusion; posttreatment magnesium sulfate with a bolus injection has neuroprotective effects against apoptosis associated hypoxia-ischemia.