T.C. VE SPİNAL. Dr. Ahmet ÖZKAN. Prof. Dr.

Transkript

1 T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİİ NÖROŞİRURJİ ANABİLİMDALI SIÇANLARDA SPİNAL KORD TRAVMASINI TAKİBEN İLKK DÖRT GÜNDE KANDA IL-1, IL-6, IL-8 VE TNF-ALFA DÜZEYLERİNİN SAPTANMASI VE SPİNAL KORDDA MEYDANA GELEN HİSTOPATOLOJİK DEĞİŞİKLİKLER Dr. Ahmet ÖZKAN UZMANLIK TEZİ TEZ DANIŞMANI Prof. Dr. Alp İskender GÖÇER ADANA-2008

2 T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİİ NÖROŞİRURJİ ANABİLİMDALI SIÇANLARDA SPİNAL KORD TRAVMASINI TAKİBEN İLKK DÖRT GÜNDE KANDA IL-1, IL-6, IL-8 VE TNF-ALFA DÜZEYLERİNİN SAPTANMASI VE SPİNAL KORDDA MEYDANA GELEN HİSTOPATOLOJİK DEĞİŞİKLİKLER Dr. Ahmet ÖZKAN UZMANLIK TEZİ TEZ DANIŞMANI Prof. Dr. Alp İskender GÖÇER ADANA-2008

3 TEŞEKKÜR Asistanlığım süresince eğitimim ve öğrenimim için yaptıkları katkılardan dolayı bölümümüzün tüm değerli hocalarıma, tezimin hazırlanmasında bana yol gösteren ve katkıda bulunan başta tez danışmanım Prof. Dr. Alp İskender GÖÇER olmak üzere, gösterdikleri dostluk ve destek için tüm çalışma arkadaşlarıma, tezim konusunda katkılarından dolayı Prof. Dr. Suzan ZORLUDEMİR e, Prof. Dr. Akgün YAMAN a, Doç.Dr. Şeyda ERDOĞAN a, Dr. Yaşar SERTDEMİR e, Vet. Dr. Kenan DAĞLIOĞLU na, manevi destekleri ile her zaman yanımda olan aileme ve burada isimlerini sayamadığım tüm dostlarıma gönülden teşekkür ederim.

4 İÇİNDEKİLER TEŞEKKÜR...I İÇİNDEKİLER.II TABLO LİSTESİ..V ŞEKİL LİSTESİ..VI KISALTMA LİSTESİ VII ÖZET VE ANAHTARSÖZCÜKLER..VIII ABSTRACT-KEYWORDS IX 1. GİRİŞ.1 2. GENEL BİLGİLER Omurilik Yaralanmasının Tarihçesi Omurilik Yaralanmasının Fizyopatolojisi Deneysel Omurilik Yaralanma Modelleri Travmatik Yaralanma Non Travmatik Yaralanma Deneysel Omurilik Yaralanmasında Takip Parametreleri Klinik Muayene Histopatolojik Muayene Spinal Kord Yaralanmalarında Primer Mekanizmalar Spinal Kord Yaralanmalarında Sekonder Mekanizmalar Sekonder Hasar Mekanizmasının Patofizyolojisi Sistemik Etkiler Lokal Mikrovasküler Yaralanma Elektrolik Bozuklukları 9

5 Biyokimyasal Değişiklikler Eksitotoksisite Araşidonik Asit Salınımı ve Araşidonik Asit Metaboliklerinin Oluşumu Serbest Oksijen Radikallerinin Oluşumu Lipid Peroksidasyonu Lipid Karboksilasyonu Protein Oksidasyonu Spinal Kord Hasarı Sonrası Gen Ekspresyonundaki Değişiklikler Nötrofil Kaynaklı Hücre Hasarı Sitokinler İnflamasyon İmmonolojik Sekonder Hasar Apopitoz Omurilik Yaralanmasının Patoloj Omurilik Yaralanmalarında Farmakolojik Tedavi Spinal Kord Yaralanmasında Deneysel Tedaviler Kalsiyum Kanal Brokörleri Antiokdisanlar ve Serbest Radikal Tutucular Opioid Reseptör Antagonistleri İnflamatuar/İmmün Cevapların Baskılanması Tirotropin Salıcı Hormon ve TRH Analogları GM-1 Gangliozid Monoamin Modülatörleri Büyüme Faktörleri Eksitatör Aminoasit Reseptör Antagonistleri Metilprednizolon Aminofostin Omurilik Yaralanmalarında Cerrahi Tedavi...41

6 3. GEREÇ ve YÖNTEMLER Histopatolojik İnceleme İçin Örneklerin Hazırlanması Biyokimyasal Parametreler İçin Örneklerin Hazırlanması BULGULAR Histopatolojik Bulgular Biyokimyasal Bulgular İstatistiksel Analiz Sonuçları TARTIŞMA SONUÇ ve ÖNERİLER..57 KAYNAKLAR...59 ÖZGEÇMİ..65

7 TABLO LİSTESİ Tablo No Sayfa No Tablo 1: IL-1α, IL-6, IL-8 ve TNFα kan sonuçları...48 Tablo 2: Sadece laminektomi yapılan sıçan grubu analiz sonuçları Tablo 3: Laminektomi ile 5 dakika omuriliğe klip konan sıçan grubu analiz sonuçları...49 Tablo 4: Laminektomi ile 30 dakikaomuriliğe klip konan sıçan grubu analiz sonuçları.. 50

8 ŞEKİL LİSTESİ Şekil No Sayfa No Şekil 1: Omuriliğin zedelenmesinde ikincil mekanizmada lökositlerin rolü... 6 Şekil 2: Omurilik zedelenmesinde muhtemel mekanizmalar... 7 Şekil 3: Endotel lökosit adezyon molekülleri yoluyla endotel hücreleri ile nötrofillerin birbirini etkilemesi Şekil 4: Normal omurilik kesiti Şekil 5: Deney grubundan omurilik kesiti( 24 saat sonra) Şekil 6: Deney grubundan omurilik kesiti(72 saat sonra) Şekil 7: Deney grubundan omurilik kesiti(96 saat sonra) Şekil 8: TNF-Alfa nın zamana bağlı kan seviyesindeki değişiklik Şekil 9: IL-1Alfa nın zamana bağlı kan seviyesindeki değişiklik Şekil 10: IL-6 nın zamana bağlı kan seviyesindeki değişiklik Şekil 11: IL-8 in zamana bağlı kan seviyesindeki değişiklik KISALTMA LİSTESİ

9 IL-1α : İnterlökin -1 alfa TNF-α : Tümör nekroz faktör alfa IL-8 : İnterlökin-8 BOS : Beyin omurilik sıvısı EAA : Eksitator aminoasitler SOR : Serbest oksijen radikalleri ROT : Reaktif oksijen türevleri SOD : Süperoksit dizmutaz SCI : Spinal kord injurisi PMNL : Polimorf nüvelü lökosit MPSS : Metilprednisolon sodyum suksinat LTB4 : Lökotrien B4 IFN : İnterferon NO : Nitrik oksid NMDA : N-metil-d-aspartat AMPA : Amino 3-hidroksi 5-metil 4-izoksazola-propionik asit IL-6 : İnterlökin-6

10 ÖZET Sıçanlarda Spinal Kord Travmasını Takiben İlk Dört Günde Kanda Il-1, Il-6, Il-8 ve TNF-Alfa Düzeylerinin Saptanması ve Spinal Kordda Meydana Gelen Histopatolojik Değişiklikler Amaç: Medulla spinalis yaralanması, günlük aktivitenin kısıtlanmasına neden olan ve yaşam kalitesini etkileyen temel bir sağlık sorunudur. Ani gelişen omuriliğin başlangıçtaki mekanik hasarı birincil hasar denir. İkincil hasarda ise, kalsiyum artışı, eksitatör amino asid ve serbest oksijen radikallerinin salınması gibi birçok biyokimyasal ve hücresel değişikliklerin meydana gelir. Bu süreçte hasar görmüş dokuda TNF-α, IL 1, IL 6 ve IL 8 gibi birtakım kimyasal maddeler açığa çıkmakta ve bunlar hasar görmüş doku, beyin omurilik sıvısı (BOS) ve kan gibi vücut sıvılarında bulunmaktadır. Omurilik yaralanmasının akut döneminde yapılan farmakolojik tedavi, ikincil hasarı önlemeyi amaçlamaktadır. Bu nedenle omurilik hasarının erken tedavisi ve tedavi sürecini takip etmemizde yararlı olacak TNF-α, IL-1α, IL-6 ve IL-8 gibi parametrelerin kan düzeyini araştırdık. Gereç ve Yöntem: Çalışmamız, Haziran 2007-Ekim 2007 tarihleri arasında, Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi Beyin Cerrahisinde gram 70 adet dişi Wistar sıçanlar dört gruba ayrılarak ve torokal 2-7 segmentleri arasına laminektomi yaptıktan sonra Yaşargil klipi ile deneysel omurilik travması oluşturularak ilk dört gün boyunca kandaki TNF-α, IL-1α, IL-6 ve IL-8 düzeylerindeki geğişiklikler ile zedelenen omurilik dokusundaki histopatolojik değişiklikler incelenmiştir. Veriler SPSS 15 programında analiz edilmiştir. Her grup kendi içinde zamana bağlı değişim gösterip göstermediği one-way-anova ile değerlendirilmiştir. Bulgular: Tüm sıçan gruplarında serumda sadece laminektomi yapılan ve laminektomi ile omurilik zedelenmesi oluşturulan gruplarda TNF-α,IL-1α, IL-6 ve IL-8 düzeylerinde artış olmuştur. Bununla birlikte serum seviyelerinde artış miktarı zamana ve zedelenmenin şiddetine bağlı olarak değişiklik gösterdiği gözlenmiştir. Sonuç: Travmatik omurilik zedelenmesinde TNF-α, IL-1α, IL-6 ve IL-8 serum seviyelerinde kontrol değerlerine göre zamana ve travmanın şiddetine bağlı olarak anlamlı bir artış olsa da, pratikte sadece IL-8 ile birazda TNF-α nın bize yol gösterici olabileceğini düşünmekteyiz. Anahtar Sözcükler: İnterlökin 1 alfa, Interlökin 6, Interlökin 8, Omurilik yaralanması, Tümör nekroz faktör alfa..

11 ABSTRACT Determining The IL-1a, IL-6, IL-8 and TNF-a Levels The in Blood of Rats 4 days After a Spinal Cord Trauma, and The Differences on The Spinal Cord Background: Spinal cord injury is a primer medical problem which limits daily activities and effects life quality spinal cord injury the metabolic and biochemical processes like Ca increase, eksitator amino acid and free oxygen radical relasing lead to secondary injury. In these processes chemical ajents like TNF-α, IL-1α, IL-6 and IL-8 laid off and exist in traumatic tissue, BOS and blood. The purpose of farmakolojik treatment of acute cord injury is to prevent secondery injury. Because of the reasen we investigated TNF-α, IL-1α, IL- 6 and IL-8 blood levels which can help to follow treatment process. Method and materials: The exsperimental spinal cord injury model was applied on 70 female gr. Weighted rats in Çukurova Üniversity Medicine faculty between the dutes june 2007 and october The rats diveded in four groups and underwent torocal 2-7 segments laminektomy. Exposed by Yaşargil anevrisym clips and TNF-α, IL-1α, IL-6 and IL-8 levels changings and cord histopatologic changings were investigated. The datas were analysis in SPSS 15 program. All groups were evaluated according to time by one-way-anova. Results: In laminectomy and experimental spinal cord injury models TNF-α, IL-1α, IL-6 and IL-8 levels in serumwere increased,the rise in serum levels were different assosiated to injury time and severity. Conclusion: In traumatic cord injury TNF-α levels were significantly high assosiated to injury time and severity according to control levels.however we display only IL-8 and mildly TNF-α can lead in practice. Keywords: Interleukin-1a, Interleukin-6, Interleukin-8, Spinal cord injury, Tumor necrosis factor-a.

12 GİRİŞ Omurilik yaralanmaları günümüzde oldukça yaygın görülen, önemli sosyal ve ekonomik problemlere yol açan sağlık sorunlarından biridir. Teknolojinin ilerlemesi ve motorlu taşıtların çoğalmasıyla gittikçe artan sıklıkta karşımıza çıkmaktadır. Omurilik yaralanmaları çeşitli ülkelerde %2 4 sıklıkla görülmektedir 1,2. Amerika Birleşik Devletleri nde her yıl yaklaşık dolayında yeni omurilik yaralanması olmaktadır. Travmatik spinal kord yaralanma insidansı daha güvenli otomobiller geliştirerek, meslekle ilgili güvenlik standartlarının yükseltilmesiyle spor ile ilgili düzenlemelerle, acil medikal sistemler ve akut travma ile ilgili düzenlemeler sonucu azalmıştır. Ortalama görülme yaşı 19 ve olguların 3 te 2 si erkektir. Bu genç yetişkinlerin, yalnızca %20 si tamamen rehabilite olup topluma geri kazandırılmaktadır. Omurilik yaralanması olan olguların rehabilitasyondaki yeni düzenlemeler ile hastanede yatış süreleri 2000 yılı öncesine göre günümüzde yaklaşık olarak %50 azalmıştır. Bununla birlikte yaşa ve yaralanmanın şiddetine bağlı olarak çeşitli masraflar ve sağlık hizmetleri için ortalama bir kişinin rehabilitasyon sonu tıbbi tedavi gideri ile dolar arasındadır. Basınç yaraları, mesane enfeksiyonu ve kemik kırıkları gibi ikincil tıbbi problemleri ve diğer birtakım giderler için bir kişiye hayatı boyunca ilave olarak ortalama 1,2 milyon dolar harcanmaktadır. Bu miktar hastanın genç olması ve kuadriplejik olması ile artış gösterirken yaşlı ve parezik hastalarda azalmaktadır 1. Travmatik omurilik yaralanmasında birincil zedelenme travma anında olan zedelenmedir. Bugün için birincil omurilik yaralanmasını önleyecek özel farmakolojik bir tedavi söz konusu değildir. Yaralanmaların meydana gelmesini engellemek ve yaralanma sırasında aktif ve pasif güvenlik önlemleriyle vücudun stabilizasyonunu sağlamak ortaya çıkacak hasarı azaltabilir. İkincil omurilik zedelenmesi ise oluşan birincil zedelenmenin başlattığı saatler içerisinde metabolik ve biokimyasal nedenlerle oluşan hasarlardır. Bu progresif süreçte yer alan lezyonlar henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Travmatik omurilik yaralanmasında medikal tedavide amaç bu mekanizmaların önlenmesidir 2,3,4,5. Bu çalışmada deneysel omurilik yaralanmasının fizyopatolojisi gözden geçirilmiş, travma sonrası kanda IL 1α, 6, 8 ve TNF-α değerlerinin belli aralıklarla 1

13 ölçülmesi ile omurilik hasarın olup olmadığının ve şiddetinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 2

14 GENEL BİLGİLER 2.1.Omurilik yaralanmasının tarihçesi Omurilik yaralanması ile ilgili ilk yazılara Mısırlı Cerrahlarca yazılan ve sinir sistemiyle ilgili ilk yazılı bilgileri içeren Edwin Smith in papirüsünde rastlanmaktadır (MÖ 1700 ) 6,7. Hipokrat ta MÖ 400 lü yıllarda paraplejiyi tarif etmiştir. Sonraki yıllarda Aulus Cornelius Celcius tarafından bir traksiyon cihazı geliştirilmiştir. Galen M.Ö. 150 yılında omurilikte longitudinal insizyonun fonksiyon kaybına, fakat transvers insizyonunun total kayba neden olduğunu söylemiştir 8. Paulus ilk kez 7.yüzyılda dekompresif laminektomi yapmıştır 6. Benedikt Stilling 1842 de omuriliğin seri kesitleri üzerinde ilk çalışmayı gerçekleştirmiş, Marshall Hail 1850 de spinal şok terimini kullanmıştır. Kolliker 1852 de omuriliğin ön boynuzundan motor sinirlerin nasıl çıktığını tarif etmiştir. Ernst von Bergmann 1870 de sinir sistemi cerrahisi üzerine ilk kitabı yazmıştır. Omurilik travması ile ilgili ilk fizyopatolojik çalışma ise Schamus tarafından 1890 da tavşan omuriliğinde travma sonucu gelişen patolojik değişiklikleri incelenerek yapılmıştır 9. Ailen 1911 de köpeklerin omuriliğine ağırlık düşürerek yapılan çalışmalarında, intakt görülmesine rağmen, omurilikte birkaç saat içerisinde gri cevherde başlayıp beyaz cevhere yayılan hemorojik nekrozu gözlemiş ve santral hemorajik nekroz olarak isimlendirmiştir 3. Deneysel çalışmalar 1970 li yıllarda tekrar başlamış ve travmada omurilik kan akımının azaldığı ve doku harabiyetini azaltan tedavilerin omurilikte kan akımını artırdığı saptanmıştır Omurilik yaralanmasının fizyopatolojisi Deneysel omurilik yaralanma modelleri Travmatik Yaralanma Akut kinetik kompresyon( Kaf, klip, balon kompresyon, vertebral dislokasyon, impaktör ), Akut statik kompresyon(ağırlık uygulama) Çarpma veya ağırlık düşürme, Akselerasyon-deselerasyon, Distraksiyon, Transseksiyon( Parsiyel veya komplet) 10. 3

15 Non travmatik yaralanma İskemi (Aort oklüzyunu, selektif arteriyel veya venöz oklüzyon),tümör kom presyonu (Ekstradural), Kimyasal veya fotokimyasal deneysel spinal kord yaralanması oluşturulan hayvanlarda, iyileşmenin takibi amacıyla birçok parametre geliştirilmiştir. Bu parametrelerden biri olan Tarlov sistemi, klinik nörolojik muayenenin derecelendirilmesi esasına dayanan, subjektif bir yöntemdir yılında Rivlin ve arkadaşları tarafından geliştirilen ve objektif bir test olan Inclined Plane(eğik düzlem) ise, hayvanın eğik bir düzlem üzerine yatay pozisyonda yerleştirilmesinden sonra, düzlemin zeminle olan açısı giderek arttırılır; hayvanın 5 saniye süresince devrilmeden durabildiği en yüksek açı, o hayvanın Inclined Plane derecesi olarak belirlenir. Travmanın şiddeti ve oluş şekline bağlı olarak ortaya çıkan spinal kord yaralanmasına primer yaralanma denir. Primer yaralanmadan sonraki saatler ve günler içerisinde gelişen bir dizi fizyopatolojik sürece bağlı olarak ortaya çıkan spinal kord yaralanmasına da sekonder yaralanma denir. Allen ile başlayan, sekonder mekanizma kavramı bugün de hala incelenmekte ve etkili medikal tedavi yöntemleri araştırılmaktadır Deneysel Omurilik yaralanmasında takip parametreleri Klinik muayene Subjektif: Tarlov motor skalası gibi Objektif: Inclined Plane gibi Histolojik muayene Subjektif Objektif: Akson sayımı gibi Görüntüleme: CT, MRI gibi. Anjiografik değerlendirme. Spinal kord kan akımı ölçümü. Aksonal tarayıcılar ile değerlendirme. 4

16 Biyokimyasal ölçümlerle değerlendirme. Nörofizyolojik değerlendirme: Uyarılmış potansiyeller gibi. Yüksekten Yüksekten düşmeler, trafik kazaları, iş kazaları, günlük yaşama ait kazalar, göçük altında kalmalar, spor yaralanmaları ve ateşli silah yaralanmaları omurilik yaralanmalarının başlıca sebepleridir. Ayrıca vertebrada primer bir patoloji (tümör, enfeksiyon, osteoporoz, metabolik ve kemik hastalıkları vb.) sonucunda basit travmalarla da patolojik kırıklar gelişebilir. Vertebra fraktürlerinin %50 den fazlası (L1>T12>L2>T11) torakolumbar bölgede görülür ve tüm omurilik yaralanmalarının % 40 ı T12-L1 bölgesindedir. Servikal vertebra yaralanmalarında nörolojik defisit % 40 oranlarına ulaşmaktadır. Erişkinlerde torakolumbar vertebra yaralanmalarında nörolojik defisit % arasında değişen oranlarda görülmektedir. Travmalarda omurilik hasarı indirekt yolla fleksiyon, ektansiyon mekanizmaları ve bunlarla birlikte torsiyonel, kompresif translasyonal ya da distraktif kuvvetlerin birleşimi sonucu vertebral kolona etki eden ani akselerasyon ve deselarasyon güçleri sonucu oluşur. Spinal kord travmasında doku harabiyeti iki mekanizma ile oluşmaktadır Omurilik Yaralanmalarında Primer (mekanik) Mekanizmalar Travmatik akut omurilik yaralanmasında, yaralanma anında oluşan hasarlardır. Travma anında vertebra patlama fraktürü veya fraktür, dislokasyon sonucu omurilikte meydana gelen akut kompresyon, laserasyon, gerilme, yırtılma, kemik, disk veya yabancı cismin omuriliğe çarpması sonucu oluşan yaralanmalara birincil omurilik yaralanması denilir. Bugün için primer omurilik yaralanmasına özel farmakolojik tedavi söz konusu değildir. Yaralanmanın meydana gelmesini engellemek ve yaralanma sırasında aktif ve pasif güvenlik önlemleriyle vücudun stabilizasyonunu sağlamak ortaya çıkacak hasarı azaltabilir. Primer yaralanmanın derecesi, yaralanmaya neden olan gücün şiddetine, etki süresine ve omurilik tarafından absorbe edilen enerji miktarına göre değişir. Omuriliğin uzun süre bası altında kalması, nörolojik hasarın daha büyük ve prognozunun daha kötü olmasına yol açar. Omurilik yaralanmasını takiben spinal şok ortaya çıkabilir. Ortaya çıkan spinal şokun şiddeti yaralanmayı oluşturan kuvvetin şiddetine ve yaralanmanın olduğu seviyeye göre değişir 2,3,4,5,12. 5

17 Birincil Yaralanma İkincil Yaralanma Spinal kord Şekil 1. Lökositler spinal kordun otoregülasyonuna neden olarak ikincil yaralanma sürecinde çok önemli rol oynar Omurilik Yaralanmalarında Sekonder mekanizmalar Sekonder Hasar Mekanizmasının Patofizyolojisi Allen 1911 de, kısa süreli spinal kord travmasına maruz kalan hayvanlarda ilerleyici klinikle birlikte ilerleyici doku hasarı olduğunu bildirmiştir 3. Bu durumun açıklanması için, çeşitli patofizyolojik mekanizmalar öne sürülerek ikincil hasar kavramı gelişmiştir. Spinal kord yaralanması sonrasında, spinal kordda hemoraji, ödem, demiyelinizasyon, aksonal ve nöronal nekroz ile kavite oluşumu ve infarkt ile sonlanan bir seri patolojik değişiklikler oluşur. Bu patolojik durum santral hemorajik nekroz olarak tanımlanır de Nemecek, ışık mikroskobunda yaralanmış dokudaki intravasküler trombusları göstermiş ve bu ciddi nekrozu otodestruksiyon olarak tanımlamıştır 13. 6

18 Birincil Yaralanma İkincil Yaralanma 1. Kord içinde kanama 2. Toksik eksitatör aminoasit salınımı 3. Endojen opiyantların akümülasyonu 4. Yağların hidrolizi 5. Serbest radikal boşalımı 6. İskemi ve reperfüzyon Şekil 2. Spinal kord yaralanmasında olası mekanizmalar 3. Spinal kord yaralanmalarında sekonder hasar mekanizmaları birbiriyle ilişkili ve birbirini tetikleyen dört ana teoride toplanmıştır: Serbest Oksijen Radikalleri Teorisi: İskemik dokuda fazla miktarda biriken radikaller ve onların ürünleri doku hasarının ilerlemesine neden olurlar. Kalsiyum Teorisi: Serbest kalsiyum iyonlarının nörotransmitter kanallardan fazla miktarda geçişi sonucu doku yıkım enzimleri olan fosfolipaz, proteaz ve fosfatazın aktive olmaları doku harabiyetine neden olur. Opiat Reseptör Teorisi: Naloxone gibi opiat reseptör blokörleri nörolojik iyileşmeyi hızlandırır. Enflamasyon Teorisi: Lipid enflamasyon mediatörleri ve diğer sitokinler lezyon sahasında birikirler ve takiben makrofaj ve polimorfonükleer lökosit infiltrasyonuna neden olurlar. Bu teoriler baz alınarak spinal kord yaralanmalarının medikal tedavisinde nöroprotektör etkisi olduğu düşünülen pek çok madde denenmiştir. Opiat reseptör antagonistleri, steroidler (Metilprednizolon), antioksidan maddeler ve serbest radikal tutucular, gangliozidler, tirotropin salıcı hormon ve analogları, araşidonik asit modülatörleri, glutamat reseptör blokerleri, monoamin modülatörleri, kalsiyum kanal antagonistleri, nonsteroidal antiinflamatuarlar, immün supresifler, büyüme faktörleri, serotonin reseptör blokerleri ve sodyum kanal blokerleri bu amaçla kullanılmışlardır. Bunlar arasından sadece metilprednizolon klinik uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır 14,15,16,17,18. 7

19 Sistemik Etkiler Spinal kord yaralanmasının şiddeti ve seviyesi, spinal kord kanlanmasını etkileyen lokal travmanın yanında, oluşan nörojenik şokun ağırlığıyla da yakın ilişkilidir. Nörojenik şok; sempatik tonus azalması, vagusun anormal kardiyak etkisi ve bradikardi gelişmesi sebebi ile ortaya çıkar. Servikal düzeydeki bir spinal kord yaralanması ciddi hipotansiyon ve bradikardi yapabilir. Periferik rezistans ve kardiak output azalırken tüm hemodinamik dengeler bozulur Lokal Mikrovasküler Yaralanma İnsan spinal kord yaralanmalarında ve deneysel modellerde, spinal kord hasarının en önemli sebeplerinden birisi posttravmatik iskemidir. Posttravmatik spinal kord iskemisi travma şiddeti ile lineer korelasyon göstermektedir. Oluşan patolojilerin hepsi, azalmış doku perfüzyonu ve enerji azalmasından kaynaklanmaktadır. Spinal kord yaralanmalarında en sık görülen bulgu özellikle gri cevher ve omuriliğin santralindeki hemorajidir 20,21. Mekanik darbenin ilk etkisi ile kapiller, venüller ve bazı arteriollerde yırtılmalar olur. Deneysel çalışmalarda anterior spinal arter ve anterior sulkal arterin akımının mekanik travma sonrasında da devam ettiği görülmüştür 22. Ancak omuriliğin santral kısmının kanlanmasının büyük kısmını sağlayan anterior sulkal arterlerde vazospazm oluştuğunu bildiren çalışmalar da mevcuttur 20,18. Yine angiografik çalışmalarda, büyük arteriol ve arterlerin de etkilenmediği gösterilmiştir Mikrosirkülasyon bozukluğu sadece yaralanma bölgesinde kalmamakta rostral ve kaudal olarak da ilerlemektedir. Mikrosirkülasyonun bozulmasına, direkt mekanik etkiye bağlı vazospazmın yanında, glutamat, prostaglandinler, katekolaminler gibi travmaya sekonder salgılanan biyokimyasal ajanlarla oluşan vazospazm da sebep olmaktadır 24. Yine kan ve kan ürünlerinin de direkt etki ile vazospazmı artırdığı bilinmektedir. Bu olay, kan yıkım ürünleri ile karşılaşan damar duvarındaki değişiklikler ile hemoglobinin yıkılarak methemoglobin oluşma sürecinde ortaya çıkan süperoksit radikallerine bağlanmıştır 25. İntravasküler tromboz ile vazospazm ve sonucunda oluşan iskemiden Tromboksan A 2 sorumlu bulunmuştur. Araştırmacılar, spinal kord yaralanması sonrası spinal kord kan akımı otoregülasyon mekanizmalarının 8 23,22.

20 bozulduğunu bildirmişlerdir. Normalde spinal kord kan akımı, sistemik kan basıncı değişikliklerinden etkilenmez. Otoregülasyonun bozulması spinal kord iskemisini artırır. Spinal kord yaralanması sonrası, otoregülasyon bozukluğu sebebi ile hiperemiler ve sekonder hemorajiler oluşabilir. Oluşan bu reperfüzyon, serbest radikal ve diğer toksik maddelerin oluşumunu artırarak, doku hasarını fazlalaştırabilmektedir Elektrolit Bozuklukları Spinal kord yaralanmasının ardından hücre içi ve dışı kompartmanlar arasında ciddi elektrolit değişiklikleri olmaktadır. Kalsiyumun hücre içi artışı özellikle iskemi ve travmada daha fazla olmak üzere, tüm nöral yaralanmalarda başrol oynamaktadır. Hücre içi kalsiyum girişi merkezi sinir sisteminde toksik hücre ölümünün son ortak yolu olarak isimlendirilmektedir 26. Kalsiyum iyon konsantrasyonu ekstrasellüler aralıkta hücre içine göre 1000 kat daha fazladır. Spinal kord yaralanmasında, bu büyük gradient farkı ile hücre içine Ca +2 iyon girişi olur. Kalsiyumun travma sonrası hücre içine girişi 3 yolla olmaktadır: 1. Hasar görmüş olan hücre membranından 2. Voltaja duyarlı kalsiyum kanallarından 3. Glutamat ile aktive olan kalsiyum kanallarından Kalsiyumun hücre içine girmesi nörotoksisiteyi tetikler. Ca +2 iyonları hücre içinde fosfolipazları, proteazları ve fosfatazları aktifleştirerek hücre hasarının ilerlemesine neden olur. Hücre içine giren kalsiyum, proteinkinaz C enzimini aktive ederek nöroflaman ve mikrotübül parçalanmasına yol açar. Fosfolipaz C enzimini aktive ederek hücre membranını oluşturan yağ asitlerini yıkar. Ayrıca yaralı mikrosirkülasyonda düz kas kasılmasına sebep olarak vazospazma ve dolayısıyla iskemiye neden olmaktadır 27. Benzer biçimde, araşidonik asit metabolizmasını başlatmakta ve siklooksijenaz yolunun diğer ürünleri olan serbest radikal üretimine de katkıda bulunmaktadır. Serbest radikallerin etkisiyle de araşidonik asit metabolizması, hücre yıkımını ve iskemiyi arttıran prostanoid üretiminin artışıyla sonuçlanmaktadır 28. Spinal kord yaralanmasından sonra meydana gelen miyelin hasarı ile miyelin kılıfı tarafından sarılmış olan hızlı K + kanallarının aktivitesi artar ve membran potansiyeli K + denge potansiyeline yaklaşır. Sonuçta aksonal ileti bloğu oluşur 29. Beyaz cevher 9

21 yaralanması sonucu oluşan anoksi, ATP ve membran depolarizasyonunun kaybına sebep olarak Na + kanallarından hücre içine Na + akışını sağlar. İntrasellüler Na + konsantrasyonundaki bu artış, membran depolarizasyonu ile birlikte olunca, Na + - Ca +2 değiştiricinin ters çalışmasına sebep olur. Bu da hücre içine zararlı miktarda Ca +2 girişini sağlar Biyokimyasal Değişiklikler Omurilik yaralanmalarında birçok biyokimyasal mekanizmaların rol oynadığı bildirilmiştir. Bu olayların en önemlisi yaralanmadan sonra omurilikte norepinefrinin artmasıdır. Norepinefrin hasarlı omurilikteki lezyon düzeyinde kan akımının azalmasından doğrudan sorumlu tutulmuştur 30. Na +, K + ve Ca ++ gibi iyonların yer değiştirmesi, lizozomal ve fosfolipaz aktivasyonu, prostoglandin, tromboksan ve eksitatör aminoasit gibi nörotoksik maddeler, opiat reseptör aktivasyonu, lipid peroksidasyonu gibi birçok biyokimyasal olay bu nokta üzerine odaklanmıştır. Yaralanmadan sonraki ilk 30 dakika içinde birincil nöronal hasar başlar. Elektrolit konsantrasyonundaki değişiklikler lezyon düzeyinde iletimin durmasına yol açar. Hücre içinde Na +, hücre dışında ise K + konsantrasyonunun artmasının aksonal iletimi durdurduğu gösterilmiştir. Kalsiyum hem Na + hem de K + akımında önemli rol oynar. Normalde hücre dışı Ca ++ konsantrasyonunun hücre içinden 1000 kat daha fazla olduğu saptanmıştır. Yaralanmadan sonra ise Ca ++ pompasının bozulmasından veya hasarlı kalsiyum kanallarından sızma sonucu fazla miktarda Ca ++ hücre içine girerek fosfolipaz, proteaz ve fosfatazları aktive eder. Fosfolipazlar membranın yapısını bozarak yağ asitleri ve araşidonik asidi serbestleştirir. Siklooksijenaz ve lipooksijenazlar araşidonik asidi, prostoglandinlere ve lökotrienlere çevirir. Ca ++ ile aktive olan fosfatazlar, nitrik oksid sentaz gibi enzimleri aktive ederler. Sonuç olarak Ca ++ iyonları birçok enzimin salınmasına, metabolizma ve taşınmasına neden olarak hücre fonksiyonunu bozar. Hücreye giren Ca ++ mitokondrideki elektron transportunu da etkileyerek serbest radikalleri açığa çıkarır. Serbest radikaller ile diğer vazojenik ve inflamatuvar maddeler kan akımını azaltarak hasarın ilerlemesine neden olur. 10

22 Eksitotoksisite Spinal kord yaralanmasıyla oluşan iskemi, eksitator aminoasitlerden (EAA) olan glutamat ve aspartatın artarak eksitotoksisite mekanizmasının aktive olmasına neden olur. Her iki aminoasit de spinsl kord ve beyinde düzensiz dağılım gösterirler. Glutamat spinal kordda özellikle arka köklerde yüksek konsantrasyonlarda bulunur. Glutamatın duyusal iletimin sağlanmasında, ayrıca motor aktivite ve spinal reflekslerin düzenlenmesinde rol aldığı düşünülmektedir. Aspartatın da spinal kordda eksitator ara nöronlarda iletici olması, motor ve spinal reflekslerin düzenlenmesinde rol alması olasıdır 31. İskemi, adenozin 5- fosfat azalmasına neden olarak, hücre homeostazını sağlayan Na-K pompası benzeri enerji bağımlı mekanizmaların çalışmalarını engeller. Ekstraselüler ve intraselüler alanlardaki iyonik kompozisyon değişiklikleri, membran polarizasyonunu değiştirerek, sinaptik keselerden EAA ların salınmasına neden olur. EAA salınımı, nöron ve glial hücrelerin enerji bağımlı olan geri alım mekanizmasının da çalışmaması nedeniyle dengelenemez 31. Yapılan çalışmalar EAA in neden olduğu geç doku hasarında glutamat reseptörlerinin önemini vurgulamışlardır 32. Son yıllarda glutamat reseptörleri iyonotropik ve metabotropik olarak iki ana grupta toplanmaktadır. İyonotropik reseptörler farmakolojik özelliklerine göre, N-metil-daspartat (NMDA), amino 3-hidroksi 5-metil 4-izoksazola-propionik asit (AMPA) ve kainat reseptörleri olarak gruplara ayrılırlar. Metabotropik reseptörler ise guanozin 5- trifosfat-bağlayıcı proteinlerini ya da siklik nukleotid benzeri intraselüler sekonder mesajcılar bağlantısıyla transmembran proteinlerini etkileyen reseptörler olarak ayrılmaktadırlar. Kafa travmasında en güçlü eksitotoksik etki NMDA reseptörleri vasıtasıyla olurken, travmatik spinal kord yaralanmasında AMPA ve non-nmda reseptörleri üzerinden olmaktadır 33. AMPA reseptörlerinin aktive olması ağırlıklı olarak sodyumun ve eşlik eden kalsiyumun hücre içine girişine neden olur. AMPA reseptörlerinin aktivasyonu elektrofizyolojik olarak, NMDA reseptörlerinin de aktivasyonunu sağlar. NMDA reseptörlerinin aktivasyonu hücre içi kalsiyum birikimi ile sonuçlanır. Glutamat eş zamanlı olarak metabotropik reseptörleri de etkileyerek, inozitol fosfolipidlerin metabolize olmasına sebep olur. Ayrıca hücre içi kalsiyum depolarının serbest kalmasına ve hücre duvarı, mitokondri ya da endoplazmik retikulum da bulunan kalsiyum pompalarının inaktivasyonuna da sebep olarak daha sonra 11

23 glutamat düzeyleri normale dönse bile, hücre içi kalsiyum miktarı irreversibl olarak yükselir. Böylece hücre içi kalsiyum artışı, kalsiyum bağımlı-proteaz ve lipazların aktive olması ve hücre iskeletinin yıkımına ve hücre membranının bozulmasına neden olur 34,32, Araşidonik Asit ve Metabolizması Travmanın direkt etkisi ile ya da kalsiyumun anormal hareketi, membran fosfolipidlerinden, fosfolipaz aktivitesi ile araşidonik asit salınımını artırmakta, o da siklooksijenaz tarafından hızla metabolize edilerek, prostanoidler ve prostasiklin haline dönüştürülmektedir. Prostaglandin A 2 güçlü bir vazokonstriktör maddedir. Tromboksan benzeri prostanoidler, trombositlerin endotele yapışmasını arttırırken, intravasküler trombosit agregasyonuna, mikrovasküler tromboembolilere ve vazokonstriksiyona neden olur. Prostasiklin ise tam tersi etki göstermektedir. Ancak yapımı siklooksigenaz yolunun ürünlerinden olan serbest radikaller tarafından selektif olarak engellenmektedir. Bu yüzden ortamda vazospazm ve iskemi daha da ilerleyebilmektedir 35, Serbest Oksijen Radikallerinin Oluşumu Serbest radikal, dış yörüngesinde tek sayıda, yani serbest elektron bulunan atom ya da molekül anlamına gelmektedir 35. Bu tek elektron, çiftlenme eğiliminde olduğu için ileri derecede reaktiftir ve canlı hücrede bulunan tüm moleküllerle reaksiyona girebilir. İnsan vücudunda pekçok serbest radikalin varlığı gösterilmekle birlikte, en yaygın olanı oksijen kaynaklı serbest radikallerdir. Günümüzde, serbest oksijen radikalleri (SOR) yerine daha kapsamlı olarak, reaktif oksijen türevleri (ROT) tanımı kullanılmaktadır. Serbest radikaller protein yapılarla, nükleik asitler ve DNA yla, hücrenin enerji kaynağı olan karbonhidratlarla reaksiyona girerek, orijinal yapıyı bozarlar. Poliansatüre membran lipidlerinin serbest radikallerle peroksidayonu iskemik nöronal hasarın gelişmesinde önemli bir mekanizmadır. Sonuç fonksiyonu kaybolmuş ve antijenitesi değişmiş hücre membranı ve hücre yapısındaki yıkımdır. İskeminin ve reperfüzyonun serbest radikal oluşumundaki rolleri tam olarak açığa kavuşturulmamakla birlikte, iskemi sırasında artan hücre içi Ca +2 un fosfolipaz- A 2 12

24 enzimini aktive ettiği ve karboksigenaz ve lipogenazların etkisiyle prostaglandinler ve lökotrienler oluşurken ortaya çıkan SOR nin oluşumunda major rol oynadıkları düşünülmektedir. İskeminin neden olduğu hasarın önemli bir kısmının reperfüzyon sırasında, post-iskemik dönemde olduğu düşünülmektedir. Esas hasarın, hipoksi döneminde değil dokunun tekrar moleküler oksijenle karşılaştığı dönemde olduğu kabul edilmektedir 36,28. Reperfüzyona, doku ph sının azalmasına neden olan laktat benzeri asit metabolitlerin neden olduğu öne sürülmüştür 36. Reperfüzyonda yüksek miktarda ROT üretilir. Düşük oksijen basıncında meydana gelen ROT lara bağlı reaksiyonlar, hipokside daha da tehlikeli olur. İskemik dokunun reperfüzyonu sırasında gerçekleşen reoksijenasyon bir yandan nöronal canlılığın devamını sağlarken diğer yandan da reaktif oksidanların oluşumuna yol açan sayısız enzimatik oksidasyon reaksiyonu için substrat olarak gerekli olan oksijeni ortama getirmektedir. Oksijenin indirgenmesini izleyen dönemde süperoksid (O - 2 ), hidroperoksil (HO - 2 ), hidrojen peroksid (H 2 O 2 ) ve hidroksil radikali (. OH) nin dahil olduğu birçok reaktif oksijen türü oluşmaya başlar [Reaksiyon 1,2,3,4,5]. O 2 + e - O - 2 [Reaksiyon 1] O H + HO - 2 [Reaksiyon 2] O O H H 2 O 2 [Reaksiyon 3] 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 [Reaksiyon 4] O H 2 O. 2 OH+OH - + O 2 [Reaksiyon 5] Üç numaralı reaksiyon superoksid dismutaz (SOD) enzimi tarafından fizyolojik ph da 2X10 9 L mol -1 hız sabitesi ile katalizlenir. Reaksiyon sonunda oluşan H 2 O 2, memeli hücrelerinde katalaz ve glutatyon peroksidaz (GSHPx) tarafından glutatyon redüksiyonu ile su ve moleküler oksijene detoksifiye edilir [Reaksiyon 4]. Okside glutatyon da nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) varlığında glutatyon redüktaz (GR) ile redükte glutatyona dönüştürülür. Hidroksil radikalleri son derece aktif oksidanlardır. Bu radikaller hücrede lipid peroksidasyonu, protein oksidasyonu ve DNA hasarını başlatırlar. Superoksid radikalleri daha az reaktif olmakla birlikte yarı ömürleri daha uzundur ve Haber-Weiss reaksiyonu aracılığı ile hidroksil radikallerini oluştururlar [Reaksiyon 5]. Bu reaksiyon Fe 2+, Cu 2+ gibi iz metal iyonları varlığında daha hızlı - ilerlemektedir (Fenton reaksiyonu).hidroksil radikali oluşumu için bir diğer yol ise O 2 in beyindeki nöronal endotelial ve glial nitrik oksid sentaz (NOS) aracılığı ile sürekli 13

25 oluşan ve bir gaz radikal olan nitrik oksid (NO. ) ile girdiği reaksiyondur. Bu reaksiyon ürünü peroksinitrittir (ONOO - ) [Reaksiyon 6] O NO. ONOO - [Reaksiyon 6] ONOO - +H + ONOOH [Reaksiyon 7] ONOOH. OH +NO 2 [Reaksiyon 8] Son derece hızlı gerçekleşen bu reaksiyonda ONOO - oluşum hızı 6.7X10 9 L. mol 1. s -1 olup diffuzyon sınırlıdır 37. Fizyolojik ph da ONOO - derhal. OH ve nitrojen diokside (NO 2.) parçalanır [Reaksiyon 7,8]. Çok güçlü bir prooksidan olan ONOO -, SOD ile reaksiyona girerek güçlü bir nitratlayıcı ajan oluşturur. Sonuçta hücresel proteinlerin tirozin kalıntılarının nitratlanması hücresel disfonksiyon ve ölüme yol açabilir. ONOO - in iskemik beyin hasarındaki rolü son beş yıl içinde araştırılmaya başlanmıştır. Diğer yandan NO. in hem serebral kan akımını artırıcı vazodilatatör rolü, hem de nöronal hasar yapıcı serbest radikal özelliği nedeniyle, iskemik nöron hasarındaki yeri konusunda çelişkili görüşler bulunmaktadır 38. NO in nöronal koruyucu şeklinde mi yoksa N-metil-D-aspartat reseptör aktivasyonu ardından hasar verici mediatör olarak mı rol oynayacağının radikalin redoks durumu tarafından belirleneceği öne sürülmektedir. Ayrıca PC 12 hücre dizeleri ile yapılan çalışmalarda Cu Zn-SOD aktivitelerindeki azalmanın NO. -ONOO - yolu aracılığı ile apopitotik hücre ölümüne neden olduğu ortaya konmuştur 39. Morfolojik çalışmalar korteksin 3. ve 5. tabakalarında bulunan piramidal nöronların ve hipokampusta Ammon boynuzunun CA1 bölgesinde bulunan nöronların iskemi- reperfüzyon hasarından en fazla etkilenen bölgeler olduğunu ortaya koymaktadır. Reperfüzyonun ilk 15 dakikasında nöronlarda morfolojik olarak gözlenen hasar mikrovakuolizasyondur. Sonraki altı saat içinde hasar ilerler ve saat sonra nöron parçalanması görülür Lipid Peroksidasyonu Plazma membranındaki doymamış yağ asitleri, fosfolipidler, glikolipidler, gliserid ve steroller, okside olabilen aminoasit içeren transmembran proteinleri, glukoz, mannitol ve deoksi-şekerler serbest radikal hasarına çok duyarlıdır. Reaksiyonlar içinde en önemlisi hidroksil radikalinin ( OH) membran lipidleriyle reaksiyona girerek lipid peroksidasyonunu başlatmasıdır. Lipid peroksidasyon, poliansatüre lipidlerin oksidatif 14

26 yıkımıdır 40. Bu yıkım, genişleyen bir zincir reaksiyonu şeklinde ilerler. Plazma membranı ve hücre içi organellerde lipid peroksidasyon hemen tüm serbest radikal kaynakları tarafından stimüle edilebilir ve ortamdaki Fe ve Cu gibi transizyonel metallerin varlığında potansiyalize edilebilir. Bu reaksiyon tüm yeni oluşmuş kimyasal serbest radikaller tükeninceye kadar devam eder. Hücre membranındaki doymamış yağ asitlerinin kaybı, lipid peroksit oluşumu, lipid preparasyonlar tarafından oksijen tüketimi peroksidasyonu gösterir. Membran yağ asitlerinin peroksidasyonundan sonra oluşan kısa zincirli yağ asitleri, membran permeabilitesini ve viskozitesini önemli ölçüde etkiler 40. Reperfüzyon hasarının en önemli nedeni, artan serbest radikallerin nörönal hücre, plazma ve organel membranları, vasküler endotel hücre membranı ve myelinde başlattıkları lipid peroksidasyonudur. Radikal aracılı bir zincir reaksiyon mekanizması şeklinde gelişen lipid peroksidasyonu sırasında, doymamış yağ asidlerinin yan zincirlerinde yeniden düzenlenme söz konusudur 41. Lipid peroksidasyonu üç aşamada gerçekleşmektedir. Başlangıç basamağı (initiation) İlerleme basamağı (propagation) Sonlanma basamağı (termination) Başlangıç basamağı: Hız kısıtlayıcı olup yeterli reaktivitedeki oksijen kaynaklı bir radikalin bir metilen (-CH 2 -) grubundaki divinil (allilik) hidrojen atomunu koparması ile gerçekleşmektedir. Yağ asidinde çift bağ varlığı C-H bağını zayıflatarak H + atomunun kopartılmasını kolaylaştırmaktadır. Bu nedenle membran lipidlerinin doymamış yağ asidleri yan zincirleri, peroksidasyona özellikle duyarlıdırlar. İlk hidrojen atomunu kopartacak reaktivitedeki radikaller, hidroksil (. OH), alkoksil (RO. ), peroksil (ROO. ) ve hidroperoksil (HO. 2) radikalleri olup, süperoksid anyonu ve hidrojen peroksid bu reaksiyonu başlatamamaktadır 42. Hidrojen atomu tek bir elektron içerdiği için, başlangıç reaksiyonu sonunda geride karbon üzerinde eşlenmemiş bir elektron kalmaktadır (-. CH-). Daha önce başlangıç reaksiyonu kavramı daha ileri basamakları kapsamaktaysa da, son görüşler bu aşamanın sadece hidrojen atomunun koparılması reaksiyonu olduğunu kabul etmektedir

27 İlerleme basamağı: Karbon merkezli radikal, moleküler bir düzenleme ile izole çift bağ formundan, konjuge dien formuna geçer. Oluşan lipid alkil radikali oksijen ile reaksiyona girerek lipid peroksil radikalini oluşturur. Lipid peroksil radikali ise, bir başka yağ asidinden hidrojen atomunu kopararak lipid hidroperoksidi ve yeni bir lipid alkil radikalini oluşturarak yeni bir zincir reaksiyonu başlatabilmektedir. Lipid hidroperoksidleri, fizyolojik koşullarda nispeten kararlı moleküller olmakla birlikte, geçiş metalleri veya metal komplekslerinin katalizörlüğünde parçalanabilmektedirler. Beyin, ferrik demir (Fe 3+ ) açısından zengin bir organdır. Bu demirin büyük bir kısmı hemoglobin, myoglobin, aktif bölgesinde demir içeren enzimlerde veya ferritin gibi depo proteinleri ile transferrin gibi transport proteinlerine bağlı olarak bulunmaktadır. Bu şekli ile demir katalizör görevini yapamaz. Serbest demirin en önemli kaynağı ferritindir. NADH ve O - 2, ferritindeki ferrik demirin indirgenmesini ve ferröz demir (Fe 2+ ) olarak salınmasını kolaylaştırmaktadır [Reaksiyon 9]. NADH + Fe 3+ + Ferritin NAD + + Fe 2+ + Ferritin [Reaksiyon 9] İndirgenmiş metal iyonları (Fe 2+ ve Cu + ) lipid hidroperoksidi ile reaksiyona girerek alkoksil radikalini (LO. ), okside metal iyonları ise (Fe 3+ ve Cu 2+ ) daha yavaş bir reaksiyonla alkoksil ve peroksil (LOO. ) radikallerini oluşturmaktadır [Reaksiyon 10]. LOOH + M n+ LO. + M (n+1)+ + OH [Reaksiyon 10] Her iki radikal de başka yağ asidlerinden hidrojen atomu kopartarak lipid peroksidasyonu zincir reaksiyonunu sürdürürler 42. Sonlanma basamağı: Lipid peroksidasyonu zincir reaksiyonları, iki lipid peroksid radikali etkileşinceye (annihilasyon) kadar sürmekte ve siklik peroksid (LOOL) oluşumu ile sonlanmaktadır [Reaksiyon 11] LO. 2 + LO. 2 LOOL + O 2 [Reaksiyon 11] Lipid peroksidasyonu sırasında, karbon bağlarının kopması ile aldehid yapısında yıkılım ürünleri ortaya çıkmaktadır. Bu sitotoksik metabolitler, malondialdehid (MDA) gibi alkaneller, 4 hidroksinonenal gibi hidroksialkenallerdir. Malondialdehid sınıfından olan tiyobarbitürik asid ile reaksiyon veren maddeler (TBARS), iskemi reperfüzyon olayında lipid peroksiasyonunun en duyarlı göstergelerindendir 42. İskemide başlayan lipolizin, reperfüzyon süresince de devam ettiğine dair kanıtlar bulunmaktadır. Bu nedenle reperfüzyonda, enzimatik lipoliz ve lipid peroksidasyonu, membran hasarında 16

28 sinerjizm içinde sürmektedir. Perokside olmuş yağ asidleri, lipolizi gerçekleştiren fosfolipazlar için doğal yağ asidlerine oranla daha iyi substratlardır. Ayrıca lipid peroksidasyon ürünleri de fosfolipaz aktivitesini stimüle etmektedirler 41. Lipid peroksidasyonu, ortamda doymamış yağ asidleri, oksijen ve metal katalizörler (Fe 2+, Cu + ) bulunduğu sürece logaritmik olarak artarken yeni serbest radikallerin oluşumuna neden olmaktadır. Bu nedenle reperfüzyon dönemi, lipid peroksidasyonu için gerekli koşulları sağlaması bakımından çok uygundur. Lipid radikalleri veya MDA gibi peroksidasyon ürünleri aracılığı ile lipid peroksidasyonu, biyolojik membranlarda yaygın hale geldiği zaman hücresel yapı ve fonksiyon hasarları ortaya çıkmaktadır. Lipid peroksidasyonu sonucu ortaya çıkan ve fonksiyonel hasara neden olan temel yapısal değişiklik; membran yağ asidlerinin interior alkil zincirlerine hidrofilik bir grubun girmesi ve yağ asidlerinin aköz faza doğru dönmeleridir. Bunun sonucunda oluşan fonksiyonel hasarlar şunlardır: Yapısal hasarın derecesine göre, plazma membranında akışkanlığın azalması, membran geçirgenliğinin değişmesi, membran potansiyeli azalması, membrana bağlı enzimlerde (Örn: Na + -K + ATPaz) aktivite azalması. Lizozomal ve mitokondrial membranları ilgilendiren ileri derecede lipid peroksidasyonu ile organel içeriğinin (mitokondrial matriks enzimleri, lizozomal enzimler gibi) hücre içine salınması. Normal koşullarda lizozomlar içinde güvenli bir şekilde tutulan lizozomal proteolitik enzimlerin sitoplâzmaya salınmaları ile hücre içi proteolizin hızlanması ve doku hasarının şiddetlenmesi 37. Membran geçirgenliğinin bozulması ile protein sentezi için çok önemli olan K + ve Mg 2+ konsantrasyonlarının değişmesi ve buna bağlı olarak protein sentezinin inhibisyonu. Lipid peroksidasyonunun yıkılım ürünü olan malondialdehidin, proteinlerin amino grupları ile şift bazı oluşturması ve tiyol grupları ile etkileşim. Bu şekilde oluşturduğu protein fragmantasyonu ve polimerizasyonunun yanısıra MDA nın mutajenik etkisi de gösterilmiştir Lipid Karboksilasyonu Reperfüzyonda ortaya çıkan serbest radikallerin etkisi ile oluşan lipid radikali, dokuda artmış bulunan karbondioksid ile reaksiyona girerek lipid karboksil radikalini 17

29 oluşturmaktadır. Karboksil radikali, lipid peroksidasyonu kadar yaygın olmasa da membran hasarına katkıda bulunmaktadır [Reaksiyon 12, 13, 14] 42. L. + CO 2 LCOO. [Reaksiyon 13] HO. + LH HOH + L. [Reaksiyon 12] LCOO. + HOH LCOOH + HO. [Reaksiyon 14] Protein Oksidasyonu Hücrenin protein yapıları, serbest radikallerin, özellikle duyarlı amino asidler ile direkt etkileşimi sonucunda hasara uğramaktadır. Protein fonksiyonu için kritik pozisyonda olan amino asidler (Örn: enzimin aktif bölgesindeki amino asidler), özellikle radikal hasarına duyarlıdırlar. Metionin, sistein gibi terminal sülfidril (-SH) grubu bulunduran amino asidler ile triptofan, tirozin, fenilalanin, histidin gibi aromatik amino asidler, oksidasyona en fazla maruz kalmaktadırlar. Oksidasyon sonucu proteinlerin sekonder ve tersiyer yapılarında oluşan değişiklikler fonksiyonlarını etkilemektedir 43. Enzim veya reseptör fonksiyonuna sahip membran proteinleri, özellikle serbest radikallerin modifikasyonlarına duyarlı oldukları için protein oksidasyonu ile önemli hücresel ve membran fonksiyonları bozulmaktadır. Protein yapılarındaki hasarın gösterilmesi için, protein karbonillerinin belirlenmesi yaygın olarak kullanılan bir göstergedir. Son yıllarda protein bağlı okside amino asitlerin; özelikle aromatik ve sülfidril içeren kalıntıların analizi yapılmaktadır 44. Bunun yanısıra iskemi-reperfüzyon sürecinde hücre içi enzimlerden olan antioksidan enzimlerin oksidasyonları da bu enzimlerin aktivitelerindeki azalmanın nedenlerinden birini oluşturabilmektedir 45,46, Spinal Kord Hasarı Sonrası Gen Ekspresyonundaki Değişiklikler Son yıllarda yapılan çalışmalarda spinal kord hasarı sonrası meydana gelen gen ekspresyonundaki değişiklikliler ve bunların etkileri üzerinde ayrıntılı olarak durulmaktadır 48. Toshibana ve ark. spinal kord hasarını takiben meydana gelen gen ekspresyonunu deneysel tamamlayıcı modellerde DNA mikroarray tekniği ile çalışmışlar ve 3 genin arttığını (heat shock,27kda protein, metalloproteinaz 1 doku 18

30 inhibitörü, yağ asit-binding protein) ve 7 genin %50 den fazla azaldığını (lesitin kolesterol açil transferaz,dipeptilaminopeptidaz ile ilgili protein, fosfolipaz C delta4, plazma membran Ca+2-ATP az isoform 2, G-protein G(0)alfa subunit,gabatransporter- 3 ve nöroendokrin protein7b2) göstermişlerdir. Gen ekspresyonundaki tüm bu değişiklikler revers transkripsiyon polimeraz chain reaksiyon (rpcr) ile doğrulanmıştır. Bu gen ekspresyonundaki değişikliklerin akut spinal kord hasarında görülen yıkım ve tamir sürecinde kritik rol oynadıkları düşünülmüştür. Bu çalışma akut SCI yi takiben meydana gelen gen ekspresyonunu açıklamada çok önemli bir basamak olmuştur 48. Nesic ve ark. spinal kord hasarını takiben meydana gelen gen ekspresyonundaki değişiklikleri kontüzyonel hasar modeli kullanarak çalışmışlardır. Akut spinal kord hasarının patofizyolojisindeki en erken ve önemli olay olan ekstrasellüler Ca+2 konsantrasyonu ile ilişkili olarak NMDA reseptör inhibisyonunun gen ekspresyonundaki etkileri araştırılmış ve NMDA reseptör antagonisti MK801 in ekspresyonda kontrol grubu ile kıyaslandığında %50 ye varan azalma olduğunu tespit etmişlerdir 48. Fehling ve ark. Kv 1,4 protein gen ekspresyonundaki artışın hasarı takiben altı hafta sonra anlamlı düzeye ulaşmasının oligodendrosit proliferasyonu için iyi bir işaret olduğunu saptamışlardır. Ayrıca Fehling ve Nashmi spinal kord hasarı sonrası voltaj kapılı potasyum kanallarının aksonal disfonksiyondaki önemini göstermişler ve tedavide hedef rolü üzerinde durmuşlardır 48. De Winter ve ark. SCI hasarının nöral skardaki fibroblastlarda Class 3semoforin ekspresyonunu tetiklediğini gösterdiler 48. Klimaschwski ve ark. SCI yi takiben clusterin regulasyonu ve lokalizasyonu üzerinde yaptıkları çalışmada; clusterin ekspresyonunun travmayı takiben 2 gün sonra lezyone segmentin içinde glial fibriler asidik protein (GFAP) pozitif astrositlerde arttığını ve bunu takiben komşu nöronlarda skar dokusundaki glial elemanlarda yükseldiğini gösterdiler. Bununla bağlantılı olarak bu bulguların, clusterin ekspresyonunun SCI sonrası subakut ve geç fazda olduğunu ortaya koydu. Trenz ve ark.id genlerinin spinal kord hasarı sonrası astrositler,oligodendrositler ve nöral progenitor subpopülasyonunda zamana bağımlı artışının hücresel cevaptaki önemli rolü üzerinde durdular. Ayrıca İkeda ve Ark. deneysel spinal kord hasarı sonrası brainderiveted neuorotropik factor ekspresyonu saptadılar ve bunun SCI sonrası erken cevapta nöroprotektif faktör olarak nöron ve astrositlerde sentezlendiğini, geç fazda ise makrofaj-mikrogliada eksprese edilerek nörorestorasyonda rol aldığını tespit 19

31 ettiler. Gen ekspresyonu hakkında artan modern bilgiler, spinal kord hasarı tedavisinde gen tabanlı hedeflerin teröpotik kullanımı konusunda önemini sürdürmektedir Nötrofil Kaynaklı Hücre Hasarı İskemik dokuda, serbest radikaller de dahil olmak üzere diğer bazı kemoatraktanların etkisi ile göç eden nötrofiller, aşağıdaki mekanizmalar ile reperfüzyonda doku hasarının ilerlemesine yol açmaktadırlar. Salgıladıkları proteazlar (elastaz, jeletinaz vb.) ile endotel hücre parçalanmasına neden olurlar. Reperfüzyon döneminin en önemli mikrovasküler patolojisi olan kan akışının geri dönmemesi fenomenine (no reflow phenomen), aktive olmuş nötrofillerin yol açtığı ve nötrofillerin kapillerlerdeki agregasyonları ile kan akımının geri dönmesine engel olan kapiller tıkaçları oluşturduğu bildirilmiştir 33. Salgıladıkları vazokonstrüktör ajanlar ve trombosit aktive edici faktör (PAF) ile daha büyük damarlarda da (arteriyol, prekapiller damarlar) daralmaya neden olmaktadırlar. Bir araşidonik asid metaboliti olan LTB4 salgılayarak, süperoksid anyon radikali üretimine ve nötrofillerin kemotaksisine neden olmaktadırlar. Böylece bir geri beslenme mekanizması ile toplanmış olan nötrofillerden salgılanan kemotaktik faktörler yeniden serbest radikal üretimine ve nötrofil infiltrasyonuna neden olmaktadır 9. Hartmann ve arkadaşları nötrofillerce üretilen süperoksid anyon radikalininin, eritrositlerin agregasyonunu da hızlandırdığını ve bu etkinin nötrofil agregasyonu ile birlikte kapiller tıkanmayı daha arttırıcı olabileceğini savunmuşlardır

32 Sıçanlarda Spinal Kord Yaralanması Şekil 3. Endotel lökosit adezyon molekülleri yoluyla endotel hücreleri ile nötrofillerin etkileşimi Sitokinler Sitokinlerin hücreler arasında sinyal ileten, peptid veya glikoprotein yapısında, molekül ağırlıkları kda arasında değişen, çözünebilir biyolojik mediyatörlerdir. Makrofajlar, monositler, lenfositler, fibroblastlar, endotelyal hücreler, tümöral hücre klonları gibi çok çeşitli hücre grupları tarafından sentezlenerek, immun ve inflamatuar olaylara katılan hücrelerin etkinliklerini arttırırlar. Lenfositler tarafından sentezlenen sitokinlere lenfokinler, monosit ve makrofajlardan sentezlenenlere ise monokinler denilmektedir. Keşfedilen ilk sitokin interferondur(ifn).daha sonra Oppenheim ın çalışmaları ile 1975 ten itibaren sitokinler ile ilgili bilgiler hızla artmıştır. Ancak terminoloji halen biraz karışık ve tartışmalıdır 50. Örneğin, interlökin terimi immun hücreler tarafından oluşturulan ve lökositler arası iletişimi sağlayan maddeler için kullanılmakla birlikte, çok sayıda interlökin nonhemapoetik hücreler tarafından salgılanmakta ve somatik hücrelerin aktivitesini düzenlemektedir. TNF alfa ve TNF beta gibi bazı sitotoksik proteinlerle de ortak özellik göstermektedirler. Çok önemli bir grup mediatörü temsil eden ve başlıca lökositler arasında etkileşim yapan interlökinler, TNF-α ve hematopoetik büyüme faktörleri topluca sitokin adı altında toplanmışlardır. Sitokinlerin çoğu multifonksiyoneldir. Bir kısmı birbiri ile benzer aktivite gösterir(tnf- 21

33 α ile IL-1α gibi), ancak genetik olarak tamamen farklı moleküllerdir. Son yıllarda sitokinleri kodlayan genlerin çoğu klonlandığı için, bugün birbirinden farklı ve genetik yapı olarak birbiriyle ilişkisiz sitokinler tanımlanmaktadır. İmmünololojik, inflamatuar, hematopoetik, embriyonik büyüme ve gelişme, kemik yapılanması ve vücut hemostazı gibi birçok fizyolojik ve patolojik etkileri olan sitokinler üzerindeki çalışmalar sürdürülmektedir. Etki şekilleri son derece kompleks olup, herhangi bir stimulasyonu takiben izole sitokin aktivasyonu değil, bir sitokin kaskadının aktivasyonu söz konusudur. Organizmada endokrin (sistemik), parakrin (salındıkları hücre çevresindeki hücrelere), otokrin (salındıkları hücre üzerine) etki gösterirler. Karşılıklı etkileşerek ve pozitif-negatif feedback mekanizmaları ile birbirlerini regüle ederler. Baza sitokinler ise kendi sentezini indükleyebilir. Biyolojik olarak ve10-15 M konsantrasyonda aktiftirler. İhtiyaç halinde salınıp daha sonra kaybolurlar. Antijene spesifik olmamakla birlikte salgılanmaları ve hedef hücreleri etkilemeleri için antijenik stimülasyon gerekir. Etkileri çeşitli inhibitör ve antagonist madde ile modüle edilebilir. Bütün sitokinlerin hücreler üzerinde spesifik reseptörleri vardır ve bu reseptörlere yüksek afinite ile bağlanırlar. Sitokinlerin hastalıkların tanısı, tedavisi ve hastalıklardan korunma açısından klinik önemi gittikçe artmaktadır. Multifonksiyonel bir sitokin olan IL-6 nın matür formunun moleküler ağırlığı kDa arasında değişir, 184 aminoasitten oluşur. IL-6 geni 7. Kromozom üzerindedir. Mononükleer fagositik hücreler IL-6 nın en önemli kaynağıdır. IL-6 aynı zamanda fibroblastlar, endotel hücreleri, B ve T lenfositler, hepatositler, keratinositler, glial hücreler ve kemik iliği stroma hücreleri tarafından da sentezlenir. IL-6, immun yanıtı, akut faz reaksiyonlarını ve hematopoezi regüle ederek konağın savunma mekanizmasında önemli bir rol oynar. TNF-α, IL-1α, platelet kaynaklı büyüme faktörü (PDGF), IFN-beta gibi sitokinler, antijenler, mitojenler ve bakteriyel endotoksinler (lipopolisakkarit) farklı hücre tiplerinde IL-6 oluşumunu uyarır. Ayrıca virüsler ve fibroblastlar BOS taki IL-6 yapımını indükler. Human immunodeficiency virus (HIV),monositlerde IL-6 yapımını uyarır. Glukokortikoidler ise IL-6 gen ekspresyonunu negatif yönde etkiler. IL-4 ve IL-13, IL- 6 sentezini inhibe eder.akut faz cevabı, inflamasyona ve doku zararına karşı sistemik bir reaksiyondur.hepatositlerden akut faz proteinlerinin sentezi IL-6, IL-1α ve TNF-α gibi bazı sitokinler tarafından düzenlenir. Her üç sitokin aktive monositlerden koordine olarak salınabilir ve biri diğerini etkileyebilir 50,51. Örneğin, IL-1α veya TNF-α IL- 22

34 6 nın, TNF-α IL-1α in, IL-1α kendisinin salınımını etkileyebilir. IL-6 ise IL-1α ve TNF-α nin yapımını etkilemez, ancak aktive makrofajlardan salınımlarını suprese eder. Bu üç sitokin kan yoluyla uzak bölgelere giderek akut faz cevabını oluşturur. Glioblastom ve astrositom hücrelerinin IL-1α stimülasyonu ile IL-6 mrna sının oluşumu hızlanır. IL-6 neoplastik PC12 kromafin hücrelerinin sinir hücrelerine dönüşümünü sağlar. IL-6 astrositlerde yapılan sinir hücresi büyüme faktörünün salgılanmasını arttırarak merkezi sinir sistemi onarım mekanizmasında rol alır. Ayrıca bronşiyal inflamasyonda, bronşiyal hiperreaktivitede. ve multipl myelom patogenezinde önemli rol oynadığı sanılmaktadır Romatoid artritli hastalarda yüksek IL-6 düzeyleri sinovial sıvıda ve serumda saptanabilir. Mezengial proliferatif glomerulonefritli hastaların mezengial hücreleri tarafından IL-6 üretilmektedir. IL-1α,Timosit yanıtını yükseltgeyen, poliklonal aktivatör olarak mononükleer fagositlerden türeyen bir polipeptiddir. IL-1α'in temel kaynağı aktive mononükleer fagositlerdir. IL- 1α, mononükleer fagositlerden salgılanan 2 temel polipeptidden oluşur. Bunlardan biri IL-1α diğeri IL-1β'dır. Bu ikisi iki farklı genin ürünüdür. Fakat her ikisi de aynı hücre yüzey reseptörlerine bağlanırlar ve biyolojik etkileri temelde özdeştir. IL-1α ailesinin 3.cü üyesine IL-1α reseptör antagonisti denir. IL-1α moleküllerinin çeşitli şekillerdeki fibroblast büyüme faktörü ile de yapısal ilişkisi vardır. Dolaşımdaki IL-1α aktivitesinin çoğu IL-1β'dır. IL-1α için iki farklı reseptör belirlenmiştir. Bunların her ikisi de Immün globilünlerin üst familyasının üyeleridir. IL-1α'in biyolojik etkileri TNF-α ile benzerdir ve serbestleşen sitokin miktarına bağlıdır. Düşük yoğunlukta bölgesel inflamatuar olaylara aracılık eder. Özel olarak IL-1α, mononükleer fagositler ve damar endoteline etkiyle IL-1α'in daha sonraki sentezini arttırır ve IL-6'nın sentezini tetikler. IL-1α aynı zamanda TNF-α'nin bir çok imflamatuar özelliğini de paylaşır. Örneğin; IL-1α endotel hücrelerine etkiyle pıhtılaşmayı arttırır. Lökositlerin biraraya yapışmasına aracılık eden yüzey moleküllerinin ekspresyonunu arttırır. IL-1α direkt olarak nötrofil gibi inflamatuar lökositleri aktive etmez. Mononükleer ve endotel hücrelerine etki ederek lökositleri aktive eden kemokinlerin sentezine neden olur. IL-1α daha yüksek miktarlarda salgılandığında, kan dolaşımına girer ve endokrin etkiler gösterir. Sistemik IL-1α, TNF-α ile birlikte ateşin oluşumuna neden olur. Karaciğer tarafından akut faz proteinlerinin sentezini artırır ve metabolik zayıflamanın başlatılmasına neden olur.il- 1α, hipotalamusa etki ederek CRF'ün salınmasına neden olur. CRF'de adrenal kortekse 23

35 etki ederek steroidlerin salınımını arttırır. Kortikosteroidlerde IL-1α ve TNF-α'nin salınımını inhibe eder. Bu özellik TNF-α ve IL-6'da da mevcuttur. IL-1α etkileri ile TNF-α etkileri büyük benzerlik gösterir. Yine de bu iki sitokin arasında birçok önemli farklar vardır. IL-1α, doğal olarak var olan inhibitörler içinde günümüzde bilinen tek sitokindir. Bu inhibitörlerin iyi tanımlanmasının nedeni insan mononükleer fagositleri tarafından üretilmeleridir. Doğal olarak var olan inhibitörler, yapısal olarak IL-1α'e benzerler ve IL-1α reseptörlerine bağlanırlar. Biyolojik olarak inaktiftirler. Bu şekilde IL-1α'i kompetetif olarak engelleyici etkileri vardır ve bu nedenle IL-1α reseptör antagonisti (IL-1-ra) olarak adlandırılırlar 50. Diğer bir önemli sitokin olan IL-8 ise, lökositler ve fibroblastlar için kemotaktik aktivitesi olan yeni bir sitokin ailesidir. Bu kemotaktik sitokinler kemokinler olarak adlandırılmış olup moleküler ağırlıkları 8000 ile arasında değişir. % aminoasit dizisi ile birbirlerine benzerler. 7- transmembran reseptörlerine bağlanarak, M konsantrasyonda aktive olurlar. IL 8 de bu kemokin ailesinin bir üyesidir. Kemokinler çeşitli hücreler tarafından üretilirler. Bu hücreler aktive monosit-makrofaj ve endotel hücreleridirler ve çeşitli hücre tipi kombinasyonları için kemotaktiktirler. Miktar olarak oldukça fazla üretilirler. Bu proteinler için henüz tek tip bir isimlendirme sistemi oluşturulamamıştır, yaptıkları işe yönelik isim alırlar. IL 8 in kaynağı monositler, makrofajlar, fibroblastlar, keratinositler ve endotel hücreleridir. Kemokinler hedef hücrelerin dominant olarak büyümelerinden ziyade fonksiyonlarını etkiler. Doku yaralanması ve inflamasyonu olan yerlere spesifik tipte hücrelerin göçünde önemli rol oynar. IL-8 in hedef hücreleri ise nötrofiller ile T hücreleridir. Nötrofillerin mobilizasyonunu, aktivasyonunu ve degranulasyonunu sağlar, angiogenezde rolü vardır. Akut faz reaksiyonu ve inflamatuar yanıt üzerindeki etkileri diğer kemotaktiklerle karşılaştırıldığında IL-8 daha geç ortaya çıkar.il-8 ve diğer alfa kemokinler inflamatuar reaksiyonu ve ağır travması olan hastaların kanında bulunmuş ve inflamasyon bölgesinde; romatoid artritte sinovyal sıvıda, psöriatik deride ve septik şoklu hastaların dolaşımında tesbit edilmiştir. Bu yüzden alfa kemokinler akut inflamatuar reaksiyonlarda major rol oynayıcı olarak pyojenik olmamaları ve akut faz reaktanlarını indüklememelerine rağmen görülmektedirler 50,51. 24

36 İnflamasyon İnflamasyon, spinal kord yaralanması sonrasında çok hızlı bir şekilde başlamaktadır. Yaralanmayla başlayan ve devam eden kanama, ödem, nöroeksitotoksinlerin akümülasyonu ve biyokimyasal değişiklikler, inflamasyonun MSS üzerindeki esas etkilerini belirlemede zorluklar yaratmaktadır. İnflamasyon, canlı dokunun her türlü zedelenmeye karşı gösterdiği ortak bir reaksiyondur. İnflamasyon yaralanma alanındaki vasküler, nörolojik, hümoral ve hücresel yanıtları içerir. İnflamasyon, organizmanın zedeleyici etkeni çevreleyerek yok etme ve zararlı süreçleri sınırlandırmasını sağlayan ve takiben doku onarımına yol açan bir süreçtir 52,3. inflamasyonun ortaya çıkmasındaki en büyük etken yaralanma bölgesindeki vasküler yanıttır. Yaralanmadan hemen sonra kısa süren bir vazokonstrüksiyon ve ardından arterioler vazodilatasyon oluşur. Bu da kapiller yatağa daha fazla kan gelerek konjesyona ve takiben vasküler permeabilitede artışa sebep olur. Lezyon bölgesine inflamatuar hücre infiltrasyonu, polimorfonükleer granulositlerin (PMNL) lezyon bölgesini birkaç saat içinde infiltre etmesiyle başlar ve travmanın ilk gününde en yüksek seviyeye ulaşır. Yapılan ışık ve elektron mikroskopi çalışmalarında 4. saatten önce kan damarları dışında çok az sayıda PMNL bulunurken, 4. saatte bunların damar içinde sayıca çok arttıkları ve damar duvarından çıkarak dokuya girmeye başladıkları görülmektedir 52. Sekiz saatlik preparatlarda, gri cevherde PMNL kümeleşmeleri görülmekte ve beyaz cevherde PMNL ler nöronların içindeki inklüzyonlar olarak belirmektedir. 24 saatlik preparatlarda, dejenere nöronların PMNL tarafından sarıldığı ve PMNL ler arasında sellüler kalıntıların bulunduğu gösterilmiştir. PMNL ler üçüncü günde kaybolurlar. Bu süre içinde granüler içeriklerini ortama salarak litik enzimlerinin etkisiyle vasküler, nöronal ve glial hasarı daha da artırabilmektedirler 52. PMNL infiltrasyonu miktarı ile oluşan hemoraji miktarı korelasyon göstermektedir. Histamin, plazma proteazları, bradikinin, prostaglandinler, trombosit aktive edici faktör, lökotrienler, platelet-aktive edici faktör, serbest oksijen radikalleri, seratonin gibi inflamasyon mediatörleri yaralanmış spinal kordda lezyon bölgesinde birikirler. İnflamatuar hücreler için kemoatraktan olan bu maddeler doku hasarının hızla ilerlemesine neden olurlar. Ortamdan kaybolan PMNL lerin yerini mikroglial hücrelerden ve dolaşımdan kaynaklanan makrofajlar almaktadır. Makrofajlar myelin, 25

37 hemorajik ve nekrotik doku kalıntılarını fagosite etmektedir. Aynı zamanda makrofajlar, anjiogenezi başlatan interlökin 1 benzeri sitokinleri de salgılamaktadırlar. Tüm bu süreçler sırasında, giderek ilerleyen aksonal zedelenme ve demyelinizasyon oluşmaktadır. Hasarlı bölgede kavitasyonlar meydana gelmekte ve bunlar da birleşerek posttravmatik syringomyeliyi oluşturabilmektedirler İmmünolojik Sekonder Hasar Spinal kordda travma sonrası bifazik lökosit cevabı mevcuttur. Başlangıçta nötrofil infiltrasyonu predominanttır. Bu lökositlerden salınan litik enzimler nöroglia ve kan damarlarındaki hasarı arttırır. İkinci fazda ise makrofaj imigrasyonu ile birlikte hasarlı dokunun fagositozu söz konusudır 53. İmmunolojik aktivasyonun, santral sinir sistemi hasarından sonra ilerleyici doku hasarına ve/veya nöronal rejenerasyonun inhibisyonuna öncülük ettiği tahmin edilmektedir. Lezyone spinal kordun içindeki immun hücrelerin fonksiyonel önemi tartışmalıdır 54. Makrofaj ve mikroglialar bir yandan nöronal rejenarasyonun integral parçaları olarak düşünülürken, diğer bir grup ise bu hücrelerin TNF ve NO sentezini arttırarak oligodendrosit lizisi, nöronal ölüm ve demiyenilizasyonda rol oynadıkları düşüncesini savunmaktadır 55. Lökosit infiltrasyonunun iki fazınında, ayrılan aksonların demyelinizasyonunu şiddetlendirdiği ve bunun özellikle ilk 24 saat içerisinde başlayıp, takip eden birkaç gün içerisinde pik yaptığı düşünülmektedir. Bu süreç gri ve beyaz cevherdeki kavitasyonları belirgin hale getirmektedir. Daha sonra ise vallerian dejenerasyon ve skar oluşumu meydana gelmektedir. Skar oluşumu astrosit ve diğer glial hücreler tarafından yönlendirilmektedir 53. Hasarlı dokuya immun hücrelerin gelişi birçok protein tarafından etkilenmektedir. Bu mediatörlerden biri intraselüler adezyon molekülü1 dir. ICAM-1 dokuya nötrofil infiltrasyonunu başlatarak immun cevabı kötüleştirir. Bununla birlikte akut SCI sonrası sekonder hasardaki rolü çok iyi aydınlatılmış değildir. ICAM 1 e karşı oluşan spesifik monoklonal antikorların ciddi derecede myeleperoksidaz süpresyonu yaptıkları, spinal kord ödemini azalttıkları ve spinal kord kan akımını arttırdıkları gösterilmiştir 56.Spinal kord travmasındaki sekonder hasardan korunmada tedaviye hedef olabilecek diğer önemli mediatörler; P-selectin gibi başka adezyon molekülleri, interlökin-1b, intelökin-6 ve tümör nekroz faktör gibi sitokininlerdir. IL- 26

38 10 un ise SCI sonrası TNF üretimini azalttığı mönosit ve diğer immun hücrelerin aktivasyonuna karşı inhibitör olarak görev yaptığının gösterilmesi önemlidir 55. Kemokinler ve onların reseptörlerinin spinal kord hasarı sonrası arttığı ve buna bağlı olarak sellüler infiltrasyonun ve sekonder hasarın kötüleşmesine neden oldukları düşünülmektedir. Ayrıca; araştırmalarda travmatik spinal kord hasarı sonrası nükleer faktör kappa B aktivasyonunun tetiklendiği gösterilmiştir. SCI sonrası oluşan immun cevabın modülasyonu sekonder hasarın azaltılmasında önemli bir hedef olarak gözükmektedir Apopitoz Apopitoz terimi, biyomedikal terminolojiye ilk defa 1972 de Kerr tarafından sokulmuştur. Hücrelerin asla sebepsiz ve bilinmeyen bir yolla ölmediği, bir program dahilinde bu sürecin gerçekleştiği 1951 de Glücksmann, 1974 te de Saunders tarafından öne sürülmüş ve araştırılmıştır. Lockshin 1974 te tüm bu süreci programlanmış hücre ölümü olarak tanımlamıştır 58. Apopitoz, embriyolojik gelişim, immün sistem, kimyasal nedenli hücre ölümü, hormon bağımlı atrofi, metamorfoz ve normal hücre yaşamı gibi çok çeşitli farklı biyolojik sistemlerde önemli ve normal bir süreçtir 58. Uygunsuz apopitoz ise, insanda; Alzheimer ve Huntington hastalıkları gibi nörodejeneratif hastalıklarla, iskemik hasarlarla, otoimmün hastalıklarla ve kanserin birçok formu ile ilişkilidir. Apopitoz, hücrelerin parçalanması için endojen hücresel enzimlerin aktif katılımını gerektiren otonom hücre ölüm süreci olarak tanımlanmaktadır. Bu süreç morfolojik olarak, hücre ölümünün major formu ve dramatik bir yok olma fazıdır. Bu faz, hücre volüm kaybını, plazma membran şişmesini, sıklıkla subplazmalemmal olmak üzere endoplazmik retikulumun dilatasyonunu, nükleer kromatinin ve sitoplazmik organellerin yoğunlaşmasını içermektedir. Tüm bu stereotipik morfolojik değişiklikleri takiben, hücresel komponentler apopitotik cisim olarak adlandırılan membran ile kaplanmış veziküller haline getirilerek, komşu hücreler tarafından hızla fagosite edilirler. Bu otonomik hücre ölüm süreci, kaspaz olarak adlandırılan bir enzim grubunun proteolitik olarak birbirlerini ve birçok intrasellüler anahtar hedef proteini bölerek aktiflemesi ile hücre ölümünün gerçekleştirilmesi esasına dayanır. Apopitozise bağlı olarak hücrede büzüşme, çekirdeğin küçülmesi ve piknotik 27

39 bir hal alması, kronatin kondansasyonu ve apopitotik cisimcik oluşumları ortaya çıkar ve hücre sonunda parankimal hücreler veya fagositlerce ortadan kaldırılır. Bu biçimde oluşan hücre kaybı esnasında, nekrozun aksine çevre hücreler bu ölümden etkilenmez ve ortaya inflamatuar bir yanıt çıkmaz. Apopitozisde amaç, ekstraselüler ortama salındıklarında, immünogenetik, otoreaktif ve inflatuar istenmeyen etkiler oluşturabilecek sitoplazmik komponentlerin zararsızca uzaklaştırılmalarını sağlamaktır. Böylece hücre, çevredeki hiçbir hücreye zarar vermeden ortadan kaldırılmış olur 59. Apopitozis aktif bir süreç olup en azından bu sürecin başında internal ve eksternal uyaranlara karşı spesifik genlerin aktivasyonuna gereksinim gösterir. Apopitotik ve antiapopitotik genler aracılığı ile dengelenen bu aktif süreçte rol oynayan genler aşağıda sıralanmıştır. Söz konusu genlerde izlenen mutasyonlar kanser gelişiminde önemli rol oynar. Apopitotik Genler Anti- Apopitotik Genler Cmyc Bak Bcl 2 Fas(CD95) Bax TNF BCL-Xs Bcl-XL P53 Ced 3 BAD Ced 4 Hid Apopitozis Üzerine Etkili Faktörler; -Programlı hücre ölümü -Genetik kontrol -Reseptör aracılıklı apopitozis -Fas + Fas ligand -TNF-R1 + TNF -Sitotoksik T hücre aracılıklı -Yaşamsal faktörlerin eksikliği -Sitokin ve büyüme hormonları(testosteron,il2,hgf, IGF) -Ekstrasellüler matriksten adhezyon molekülleri ile sinyal iletimi -DNA hasarı -Radyasyon(p53 gen aracılıklı apopitozis) -Kemoterapi(p53 gen aracılıklı apopitozis) 28

40 -Sitotoksik uyarı -İskemi -Sitotoksik ajanlar -Viral infeksiyon -Bakteriyel toksinler -Oksidanlar Nöronal dokuda, iskemik dokunun resirkülasyonu ile ortama gelen ve fizyolojik metabolizasyon sınırı üzerindeki moleküler oksijenin indirgenmesi ile superoksid radikali başta olmak üzere, hidroksil, hidroperoksil, peroksinitrit radikalleri ve hidrojen peroksid gibi reaktif oksijen türleri oluşmaktadır. Oksijen kaynaklı radikallerin, özellikle membranlardaki lipid yapılarında bulunan doymamış yağ asitlerinin reaktif metilen gruplarından allilik bir hidrojen atomunu koparmaları ile başlayan lipid peroksidasyonu reperfüzyon hasarının en önemli nedenidir. Ayrıca lipid karboksilasyonu, protein oksidasyonu, DNA hasarı ve nötrofil kaynaklı hücre hasarı da hücresel fonksiyonları etkileyen diğer hasarlardır. Sonuç olarak nörönal dokuda iskeminin derinliği, süresi ve reperfüzyonda oluşan reaktif oksidan miktarı ile ilişkili olarak hücrenin temel makromoleküler yapılarında meydana gelen değişiklikler nedeniyle farklı derecelerde fonksiyonel ve morfolojik doku hasarı ortaya çıkmaktadır Omurilik yaralanmasının patolojisi Akut spinal kord hasarında meydana gelen patolojik değişiklikler hakkındaki bilgiler az sayıdaki klinik çalışmalardan daha ziyade yapılan deneysel çalışmalara dayanmaktadır. Burada dikkati çeken özellik deneysel ve klinik çalışmalardaki patolojik değişikliklerin benzerlik göstermesidir. Medulla spinalis yaralanmalarında nöropatolojik bulgular yaralanmayı oluşturan etkenin şiddetine, süresine ve yaralanmadan sonra geçen zamana bağlı olarak değişiklikler göstermektedir 60. Akut hasarın en erken makroskopik bulguları zedelenmenin şiddetine bağlı olarak kordda yumuşama, yuvarlaklaşma ve pembe-kırmızı ren değişikliği oluşmasıdır. Bu renk değişikliği mikrokanamalara ve venöz staza bağlıdır. Erken döneme ait morfolojik değişiklikler travmayı takiben 4. saatte başlar, 8 ila 24 saat arasında nekroz ışık mikroskobu ile görülebilir düzeydedir. İlk belirtiler gri 29

41 cevherde peteşial kanamalar, beyaz cevherde ödemdir. Beyaz cevherde oluşan ödem nöropilde vakuoler şişme olarak izlenir. Travmayı takiben saatte maksimuma ulaşır ve 3 5 günde şiddetini kaybeder ancak yaklaşık 15 gün özellikle beyaz cevherde belirgin kalabilir. Ayrıca travma sonrası eritrosit ve lökositler damar dışına çıkarlar. Eritrositlerin ekstravaze olmasıyla peteşial kanamalar oluşur ve kanın diğer şekilli elemanlarından öncelikle PNL (Polimorf nüvelü lökositler) ler travma sonrası ortama hakimdir. Daha sonra ise lenfosit ve makrofaj hakimiyeti oluşur. Medulla spinalis parankimine ait travmatik değişiklikler olarak nöronlarda akson ve myelin kılıfının şişmesi ve bütünlüğünün kaybı gözlenir. Ultrastrüktürel düzeyde aksonlarda mikrotubul ve nöroflamanlarda kesilme ve parçalanma izlenir. Akson membranındaki hasara bağlı olarak iyon kanallarında fonksiyonel bozukluk ve vasküler endotelyal hasar ortaya çıkar. Akson hafif şiddette hasarlandığında şişmiş, boğumlanmış ve kıvrımlanmış dejenerasyon gösterirken, daha ağır hasarda kesintili damlacıklar şeklinde görülür. Aksonun tamamen yırtıldığı veya koptuğu noktada "terminal tanecik" adı verilen terminal şişme görülür. Miyelin kılıf da hafif hasarda vakuoler dejenerasyon gösterirken, ağır hasarda miyelin ve aksonun birlikte parçalanmaları ile serbest yağ tanecileri belirir. Nöron hücresi öldüğünde 1-4 saat içinde hücre ve stoplazması üçgen eklinde büzülür. Nüvede kromatin yapısının kabalaşıp parçalanarak dağılması, stoplazmada nissl cisimciklerinin kaybı ve koyu eozinofilik boyanma şeklindeki "Kırmızı nöron" olarak adlandırılan değişikliğe uğrar. Ölen nöronlar makrofajlar ve mikroglialar tarafından fagosite edilirler ve bu olay travmadan saat sonra ışık mikroskobunda saptanabilir. Subakut Dönemde travmayı takiben 2-3 hafta sonra akut dönemdeki değişiklikler azalmaya başlamıştır. Ödem azalmış ve küçük kanamalar rezorbe olmuştur. Büyük kanamalar ise organizasyon ile giderilmeye çalışılır ve rekanalizasyon izlenir. Damarların çoğunun lümeninde fibrin trombüsleri vardır. Ortamda lipid ve hemosiderin yüklü makrofajlar mevcuttur. Fagositik hücreler hasarın olduğu alanda özellikle damarlar çevresinde rozetler halinde gruplar oluşturur. Myofibroblastların kollajen üreten fibrositlere dönüşümü ile nedbe dokusu oluşurken, astrositik glial hücre artışı ile gliozis izlenir. Eğer santral hemorajik nekroz oluşmuşsa, onarım boru şeklinde kistik boşluk olarak gerçekleşir. Aksonal bağlantısı kesilmiş nöronda "santral kromatolizis" olarak adlandırılan sitoplazmanın belirgin homojenizasyona uğradığı ve şiştiği, çekirdeğin ise kenara itildiği değişiklikler görülür 30

42 60,61,62. Nöron hücrelerinin aksonunda kesi olduğunda aksonun distal kısmında vallerian dejenerasyon meydana gelir. Travmanın başında şişmiş olan spinal kord onarım sonuna doğru incelmiş ve atrofik görünüm almıştır. Deneysel çalışmalarda rejenerasyonun üç yıla kadar yavaş hızla devam ettiği gösterilmiştir. Travma sonrasında 6 ay ve daha geç dönemde ise travma bölgesinde medulla spinalis üzerinde dura mater ve araknoid membran kalınlaşmıştır. Meningial zar, adeziv araknoidit olarak isimlendirilen korda veya duraya yapışıklık gösterir. Mikroskobik olarak fibrozis ve meningeal hücre proliferasyonu görülür. Medulla spinalis makroskopik olarak büzülerek küçülmüştür, gri ve sert kıvamlıdır. Skar dokusunun yanı sıra bazı nöronlarda aksonal rejenerasyon, schwan hücrelerinde remiyelinizasyon görülebilir Omurilik yaralanmasında farmakolojik tedavi Spinal Kord Yaralanmasında Deneysel Tedaviler Spinal kord yaralanmasının fizyopatolojisinde ve farmakoterapisindeki son gelişmelere bağlı olarak deneysel spinal kord yaralanmalarında, nöroprotektif etkili çok sayıda madde denenmektedir. Bu ilaçlardan sadece metilprednizolonun, kontrollü, çok merkezli ve geniş klinik çalışmalarda, insanlarda fonksiyonel iyileşmeyi artırdığı gösterilmiştir 3. Son zamanlarda, birçok karşıt görüşlü çalışmalar yapılıyor ve bazı kliniklerde terkediliyor olmasına rağmen, halen en geniş kullanıma sahip tek ilaçtır. Yapılan deneysel çalışmalara paralel olarak, henüz preklinik çalışma aşamasındaki pek çok yeni ilaç spinal kord yaralanması için ümit vericidir Kalsiyum Kanal Blokörleri Kalsiyum, ikincil hasarda voltaj bağımlı kanallardan girerek hücre içinde aşırı miktarda artmakta ve nöral yaralanmalarda önemli rol oynamaktadır. Kalsiyum kanal blokerlerinin nöroprotektif etkilerini mikrosirkülasyon üzerindeki anti-vazospazmik etkileriyle gösterdikleri düşünülmektedir 24. Bu nedenle seçilecek kalsiyum kanal blokörleri sistemik hipotansiyon ve iskemi artışına neden olmayacak şekilde, santral sinir sistemi damarlarına selektif etkili olmalıdır. En çok çalışılan maddelerden birisi, merkezi sinir sistemi için selektif etkinliği olduğu düşünülen nimodipindir. Nimodipinle 31

43 yapılan pek çok çalışmada, nöroprotektif etkiden çok posttravmatik kan akımını artırdığı saptanmıştır. Takiben, nimodipin verilmesiyle birlikte, kardiyak debinin ve intravasküler volümün artırıldığı çalışmalarda bir miktar nöroproteksiyon sağlanmıştır Antioksidanlar ve Serbest Radikal Tutucular Glutatyon, α-tokoferol (vitamin E), askorbik asit gibi antioksidanlar merkez sinir sisteminde çok miktarda bulunmaktadır. Bu antioksidanların serbest radikalleri tutucu özelliği ile nöroprotektif etkili olduğu ileri sürülmüştür. 21-aminosteroid, tirilazad mesilat, siklosporin A gibi antioksidanlardan da yeterli etki sağlanamamıştır. Yakın zamanda yapılan çalışmalarda, bir serbest radikal tutucu olan melatoninin ultrastrüktürel korumayı sağladığı ve nöroprotektif etkisi olduğu gösterilmiştir 15. Yine, lipid peroksidasyon üzerinden nöroprotektif etkisi olduğu ve gerek klinik gerekse ultrastrüktürel iyileşme sağladığı gösterilen magnezyum da çalışılan ve ümit bağlanan bir ilaçtır 17. Bir antiaritmik olan meksiletin, lipid peroksidasyon düzeyini düşürmekte ve nöroprotektif etki sağlayabilmektedir Opioid Reseptör Antagonistleri Deneysel spinal kord yaralanmalarından sonra endojen opioid peptidlerde yerel artış olmakta ve bunlar da opioid reseptörleri aracılığı ile sekonder hasarda önemli rol oynamaktadırlar 26. Opiat reseptör antagonistlerinden olan naloxone ile birçok çalışma yapılmış ve spinal kord kan akımını ve nörolojik iyileşmeyi arttırdığını gösteren sonuçlar elde edilmiştir İnflamatuar/İmmün Cevapların Baskılanması Vücutta herhangibir doku yaralanması polimorfonükleer lökositleri ve makrofajları içeren inflamatuar reaksiyonu başlatmaktadır. Bu reaksiyon, doku iyileşmesini sağlamaktadır. Erişkin merkezi sinir sistemi, kendine ait immünsupressif mekanizmalar aracılığı ile kendisini immün hücrelerin potansiyel zararlı etkilerinden korumaktadır 65. Metilprednozolon ve PAF antagonistleri de inflamatuar cevabı kısmen 32

44 azaltarak ya da tamamen inhibe ederek etki göstermektedirler. Klorakin ve kolşisin kullanımının, spinal kordda iskemi sonrası inflamatuar değişiklikleri ve doku hasarını azalttığı deneysel çalışmalarda bildirilmiştir Tirotropin salıcı hormon ve TRH analogları Tirotropin salıcı hormon ve TRH analogları pek çok çalışmada kullanılmış ve spinal kord kan akımını iyileştirme, lipid yıkımını azaltma, endojen opioidlerin etkisini antagonize etme gibi etkileriyle iyi sonuçlar bildirilmiştir GM 1 Gangliozid GM 1 gangliozid, memeli MSS hücrelerinde bulunan bir glikolipiddir. Deneysel çalışmalarda nöroprotektif ve nöronal fonksiyon restorasyonunda potansiyel etkileri bulunmuştur. İn vitro çalışmalarda GM 1 gangliozidin, eksitatör aminoasitlere bağlı nörotoksisiteye karşı nöronu koruyucu etkisi olduğu bulunmuştur. Yapılan çalışmalar, GM 1 gangliozidin oluşturduğu uzun dönemdeki nöronal ve klinik düzelmenin, akut hasardaki sonuçlarına göre daha iyi olduğu saptanmıştır 3. GM 1 ile metilprednizolonun kombine kullanımlarında, GM-1 in metilprednizolonun nöroprotektif etkisini bloke ettiği bildirilmiştir Monoamin modülatörleri Yaralanma bölgesindeki norepinefrin akümülasyonunun, nekrozun patolojik temelini oluşturduğu düşünülmüştür. Deneysel spinal kord çalışmalarında, 5-HT kullanımının, iyileşmeyi arttırdığı gösterilmekle birlikte, bu konuda henüz klinik çalışma yoktur Büyüme faktörleri Spinal kord yaralanması sonrasında omuriliğin belirli bölgelerinde asidik ve bazik fibroblast büyüme faktörleri salgılanmaktadır. Bu faktörler nöronların 33

45 yaşamalarını kolaylaştırır, nörit gelişimini arttırır, nörotransmitter sentezini değiştirir ve eksitatör amino asitlere bağlı nöron ölümlerinde koruyucu etki gösteririr 52. Yeni doğmuş sıçanlarda, aksonotomi sonrası rubrospinal ve kortikospinal nöronlarda yaygın hücre ölümü olduğu ve bunun beyin kaynaklı nörotrofik faktör ya da nörotropin 3 tarafından büyük ölçüde engellendiği gösterilmiştir 52. Benzer biçimde, erişkin sıçanlarda da spinal kord transeksiyonu sonrası bölgesel uygulanan nöron büyüme faktörünün aksonal yenilenme ve uzamayı arttırdığı gösterilmiştir Eksitator Amino Asit Reseptör Antagonistleri Deneysel spinal kord yaralanmalarında, MK 801 ve dekstrometorfan gibi NMDA reseptör antagonistlerinin etkili oldukları ve nörolojik iyileşmeyi artırdığı gösterilmiştir 67. AMPA ve kainat reseptör antagonistleri de çalışılmıştır. AMPA reseptör antagonisti olan, 2,3-dihidro 6-nitro 7-sulfamoilbenzoquinoksalin in travma öncesi ya da ilk 15 dakika içinde uygulanmasının, sıçanlarda histopatolojik, elektrofizyolojik ve fonksiyonel düzelme yaptığı gösterilmiştir 34. Bununla birlikte, eksitatör aminoasit antagonistlerinin sistemik yan etkileri klinik kullanımı sınırlanmaktadır. Bu ajanlar kanbeyin bariyerini geçebilir ve sistemik kullanım glutamat üzerinden ilerleyen sinaptik iletimi bozabilir. Travmaya sekonder ekstraselüler glutamat artışının 1 2 saat içinde normale döndüğü gösterilmiştir. Bu mekanizma ilaçların ilk 1 2 saat içinde uygulanması zorunluluğunu getirmektedir 67. Daha geç uygulanan NMDA agonistlerinin glutamat nörotoksisitesini arttırdıkları gösterilmiştir Metilprednisolon(metilprednisolon sodyum süksinat-mpss) Deneysel spinal kord yaralanmalarında, nöroprotektif etkili çok sayıda madde denenmiştir. Bracken ve ark. nın 1991 de yayınladıkları çok merkezli, randomize kontrollü bir çalışmaya kadar, travmatik spinal kord hasarlı hastalarda nörolojik iyileşmeyi artıracak hiçbir tedavi yok denilmekteydi. Ancak bu çalışmanın, yaralanmadan sonra 8 saat içinde başlayıp 24 saat süren tedavide verilen yüksek doz MPSS uygulamasının (total doz 154,2 mg/kg/24 st), nörolojik fonksiyonu iyileştirdiğini göstermesi, akut spinal kord hasarının farmakolojik tedavisi için önemli vaat vermiştir 34

46 68. Günümüzde, insanlarda akut travmatik spinal kord hasarının tedavisinde, akut fazda, MPSS tek terapötik ajan olarak kabul edilmektedir. Ancak, MPSS nin spinal kord hasarındaki etkisinin kesin mekanizmaları hakkındaki bilgilerimiz yetersizdir. MPSS, diğer glukokortikoidler gibi antiinflamatuar etkiye sahiptir. Akut inflamasyon, nötrofil infiltrasyonu, trombosit parçalanması, endotel hücre fonksiyon değişiklikleri, vasküler permeabilite artışının pik yapması ve ödem formasyonunu içeren kompleks hormonal ve selüler cevaptır. Eikosonoidler, serbest radikaller, kininler, proteolitik enzimler ve diğer inflamatuar mediatörler inflamatuar prosesin aktivasyonuna katkıda bulunurlar. Yüksek doz MPSS nin antioksidan etkisi, spinal kord hasarındaki etkisini tanımlamak üzere kullanılmıştır. MPSS yi de içeren glukokortikoidler güçlü antiinflamatuar ajanlardır. Glukokortikoidlerin antiinflamatuar etkisi geniş olarak çalışılmıştır. Araştırmalar, glukokortikoidlerin inflamasyonu baskılamalarının kemotaksisi, fagositozu, inflamatuar mediatör sentezi ve lizozomal enzim salınımını da içeren lökosit fonksiyon inhibisyonu yoluyla olduğunu göstermiştir. Antiinflamatuar etkiler, en azından kısmen lipokortin, vazokortin ve anjiotensin konverting enzimler gibi antiinflamatuar polipeptitlerin sentezi üzerine uyarıcı etkiye, nihayetinde membran fosfolipidlerinden araşidonik asit salınımını ve sonrasında eikosonoidler ve serbest radikallerin oluşumunu katalizleyen fosfolipaz A2 inhibisyonuna bağlanabilir 3. Spinal kord yaralanma modellerinde MPSS ve deksametazonun, çoğunluğu fayda rapor eden çok sayıda dozlama programları incelenmiştir. MPSS, glukokortikoid potensi kortizondan daha büyük ama deksametazondan daha düşük olan sentetik steroidlerin bir grubudur. Demir bağımlı lipid peroksidasyonu inhibe eden ancak glukokortikoid aktivitesi olmayan 21-aminosteroidlerin spinal hasar modellerinde faydalı olduğu bildirilmiştir 17. Spinal kord hasarlı hastada iyileşme 30 mg/kg bolus dozdan sonra oluşur ve vücuttaki glukokortikosteroid reseptörlerini aktive etmeye gereken miktarın 1000 katıdır. Bu nedenle, MPSS nin hormonal etkisiyle ilgisi bulunmayan direkt bir kimyasal etkisi olabilir 3. Demopoulos ve arkadaşları, steroidlerin membranları stabilize etmede travma ile indüklenen serbest radikal reaksiyonlarını inhibe ederek önemli bir rol oynayabileceğini öne sürmüşlerdir 69. Braughler ve Hall yüksek doz MPSS nin (30 mg/kg, iv) lipid peroksidasyonu azalttığı, ATPaz gibi membrana bağlı enzimleri ve nöroflamanlar gibi intraselüler moleküler yapıları koruduğunu ve spinal kord hasarından sonra laktik asidin tehlikeli biyolojik artışını geriye çevirdiğini bulmuştur 70. Tüm bu 35

47 sonuçlar ışığında, MPSS nin spinal kord hasarındaki koruyucu etkisinin en muhtemel açıklaması, MPSS nin hasar bölgesinde lipid peroksidasyonu ve hidrolizi inhibe ederek membran bozukluğunu baskılamasıdır 16,17,3. Klinik kullanımda terapötik sonuçlar için gereken doz (154,2 mg/kg/24 st), hayvan modellerinde lipid peroksidasyonu ve nöroflament kırılmasını inhibe etmede en etkili olduğu gösterilen doza benzerdir. Membranın bu yıkılması hasarın 8 saati içinde pik yapar 70. Bu bulgular Bracken ve arkadaşlarının hasardan 8 saatten daha sonra MPSS ile tedavi edilmiş hastaların nörolojik sonuçlarının plasebodan farklı olmadığı gözlemi ile tutarlıdır 64. Lipid peroksidasyonunun inhibisyonunun sekonder bir etkisi de araşidonik asit mekanizmasının vazoaktif yan ürünlerinin azalmasıdır. Bu da hasar bölgesinde kan akımını artırır 71. MPSS ve diğer glukokortikoidlerin, nötrofil bağımlı hücre apopitozu üzerinde kuvvetli inhibitör etkileri olduğu gösterilmiştir. Kato ve arkadaşları bu etkinin doz bağımlı olarak hem spontan hem de tumör nekroz faktörü (TNF) nötrofil bağımlı hücresel apopitozda etkili olduğunu göstermişlerdir. Benzer biçimde devamlı prednisolon uygulamasının, sağlıklı popülasyonda hücresel apopitozu azalttığı gösterilirken, inflamatuvar reaksiyonlara bağlı olaylarda apopitozu normal seviyelere kadar indirdiği bulunmuştur 72,73. Prednisolonun bu etkisinin, sitokin oluşumunu azaltmasına ve reseptör düzeyindeki etkilerine bağlı olduğu düşünülmektedir. Sitokinler ve benzeri kemotaktik maddelerin azalması, PMNL göçünü engellerken, reseptör değişiklikleri ise nötrofillerin endotel yüzeyine yapışabilirliklerini ve doku içine infiltrasyonlarını engellemektedir 72. MPSS ile ilgili çok merkezli ve kontrollü ilk çalışma, National Acute Spinal Cord İnjury Study-NASCIS olarak bilinen çalışma serilerinin ilki olan ve yılları arasında yapılan NASCIS-I dir. Burada, 1000 mg lık doz kullanılmış ancak uzun dönem takiplerinde bu dozun yetersiz olduğuna karar verilmiş ve yılları arasında sürdürülen ve sonuçları halen birçok klinikte kullanılan NASCIS-II yapılmıştır. Bu çalışmada, MPSS nin doz bağımlı antioksidan etkisinin 30 mg/kg dozunda maksimum olduğu ve 60 mg/kg dan sonra zararlı etkilerinin başladığı gösterilmiştir. Yine ilk 8 saatte verilen MPSS nin uzun dönem takiplerinde daha iyi nörolojik iyileşme görülmüştür 68. Takiben MPSS tedavi süresini belirlemek için NASCIS-III yapılmıştır. Yaralanmadan sonraki ilk 3 saatte MPSS başlanan hastalarda, tedavinin 24 saatten fazla sürmesinin nörolojik değişiklik yapmadığı saptanmıştır. Yaralanmadan sonraki 3 8 saat içinde başlanan MPSS 36

48 tedavisinin 48 saate uzatılmasının ise nörolojik iyileşmeyi artırdığı gösterilmiştir 68,74. Yüksek doz MPSS tedavisi alan hastalarda daha fazla yara yeri ve ameliyat bölgesi enfeksiyonu bulunmuştur. Yine yapılan klinik serilerde gastrointestinal kanama oranının arttığı bildirilmekle birlikte tüm bu yan etkilerin plasebo gruplarından farklı olmadığı da bildirilmiştir 74. Yüksek doz MPSS nin nörolojik iyileşmeyi artırdığı bildirilmesine rağmen, uzun süreli kullanımlarında makrofajların antijen sunumunu ve immün hücre aktivitesini azaltarak nöronal iyileşmeyi zayıflatabildiği de bildirilmiştir Aminofostine Kemoterapötiklerin kanser tedavi başarısını sınarlayan en önemli etki, normal dokularda oluşturduğu sitotoksisitedir. Bu etki, sitositatiklerin kullanımını önemli ölçüde engellemektedir. Söz konusu etkinin engellenmesi için birçok sitoprotektif ilaç geliştirilmeye çalışılmaktadır 75. Günümüzde sitoprotektif amaçlı olarak en sık kullanılan ilaçlardan biri de Amifostine dir. Amifostine nin gelişimine yol açan araştırmalar Soğuk Savaş süresince başladı. II. Dünya savaşını sonlandıran atomik kirlilikler sonrasında radyasyon hasarından vücudu koruyan kimyasal maddelerin gelişimine yönlenildi. A.B.D. askeri kuvvetleri, atomik kirlenmenin radyasyon etkilerinden askerlerini koruyan ajanlarla ilgilendiler 76. Radyasyon, reaktif atom grupları olan serbest radikallerin üretimine neden olarak hücrelere zarar verir. Hücrelerde serbest radikaller DNA gibi diğer atomlara yapışır ve hasar verir ve tahrip eder. Serbest radikaller daha fazla hücresel hasara neden olan oksijen ile reaksiyona girer. Sülfidril bileşikleri veya thioller, DNA hasarını tamir eden veya önleyebilen serbest oksijen radikalleri olarak etkileyebilir ların ilk yıllarında glutatyon ve sistein gibi thiol içeren bileşiklerin radyoprotektif etkileri olduğu gösterildi. Amifostine (WR 2721), soğuk savaş yıllarında Walter Reed Army İnstitute araştırma laboratuarlarında, askeri personeli olası bir nükleer savaşta radyasyon etkisinden korumak için geliştirilmiş radyoprotektif bir ajandır 76. Bu amaçla geliştirilen ve isimlerini Walter Reed Army nin ilk harfleri olan WR den alan 4400 kimyasal ajan içinde radyoprotektif etkinliği en belirgin ve güvenle kullanılabileni amifostine (WR 2721) olmuştur. Soğuk savaş yıllarında yapılan hayvan çalışmaları, bu kimyasal ajanın fare, köpek ve maymunları letal dozda radyasyon etkisinden koruduğunu ortaya 37

49 koymuştur 76. İlacın tıp dünyasının ilgisini çekmesi, soğuk savaş riskinin azaldığı, ilacın formülasyonunun saklanmasına gerek kalmadığı dönemlerde, normal dokuları nitrojen mustard (HN2), L-phenylalanine mustard (L-PAM) ve sisplatin gibi alkilleyici ajanların olumsuz etkisinden koruduğunun gösterilmesi ile başlamıştır 77. Bu şekilde başlayan süreç giderek hızlanmış ve ilaç günümüzde radyoprotektif ve sitoprotektif bir ajan olarak yaygın biçimde kullanım alanı bulmayı başarmıştır. Thiol içeren ve dolayısı ile antioksidan olan sodyum tiyosülfat ve dietil-ditiyokarbomat gibi bileşiklerin normal dokuyu radyasyon ve bazı kemoterapötiklerin istenmeyen etkilerinden koruduğu uzun yıllardan beri bilinmektedir 75,77. Ancak Thiol bileşiklerinin kanser tedavisinde bir sitoprotektan olarak kullanımı mümkün olamamıştır. Çünkü thiol içeren bileşikler, sadece normal dokuyu sitotoksisiteden korumakla kalmıyor, sitotoksik anti-tümör etkiyi de ortadan kaldırıyordu. Bir thiol bileşiği olan amifostine (WR 2721) bu yanı ile diğer thiol içeren bileşiklerden ayrılmaktadır. Amifostine, organik bir thiofosfat bileşiğidir. Kimyasal adı 2 3 aminopropil amino ethannetiol, dihidrojen fosfattır. S 2 etiolfosforothiotik işaretlidir. Moleküler ağırlığı 214,22 ve moleküler formülü C5H15N2O3PS dir. Amifostine, diğer sülfidril içeren bileşiklerden farklıdır. Thiol grubu fosfat ile kaplanmış ve korunmuştur. Böylece Ethyol aktif metaboliti olan serbest thiole dönüşüm için alkalin fosfataz ile defosforilasyon gerektirir. Amifostine (WR 2721), bir pro-drug (ön ilaç) olup sitoprotektif etkinliği yok ya da çok azdır 76,10. İlacın etkin olabilmesi için, hücre içinde alkalen fosfataz enzim katalizörlüğünde bir fosfat grubunun uzaklaştırılması ve thiol grubunun serbest hale gelmesi gereklidir. Bu etki ile pro-drug, aktif metaboliti olan WR-1065 e dönüşür. Oluşan metabolit dokular tarafından hızla alınan ve sitoprotektif etkiden sorumlu olan metabolitdir. Kendisi de bir aktif metabolit olan WR e okside olarak etkisini kaybeder. Protektif etkiden sorumlu olan serbest sülfidril grubudur. Bu etkiyi, normal hücre DNA sında hasar ve kırıklar meydana getiren serbest radikalleri, alkile edici ve platinyum bazlı sitostatik ajanlar tarafından oluşturulan karbon iyonlarını ortadan kaldırarak yaptığı düşünülmektedir. Amifostine nin normal dokuyu tercih etmesi birkaç faktörle açıklanmaktadır. Bunlardan biri, aktif metaboliti olan WR-1065 e dönüşümünü sağlayan membran ph bağımlı alkalen fosfatazın, normal hücrelerde daha fazla ve aktif transport sistemini kullanmasıdır. Normal dokularda kanlanmanın ve mikroçevre ph değerinin malign hücrelerdekine nispetle daha yüksek olması da sözü geçen özelliklere yardımcı 38

50 faktörlerdir. İlaç intravenöz uygulamayı takiben hızla plazmadan temizlenerek normal dokular tarafından tutulur. İlacın çok kısa olan yarı ömrü diğer ilaç etkileşimlerine olanak tanımamaktadır. Gerçekten de yapılan çalışmalar, eliminasyon yarı ömrünün 8 dakika olduğunu ve 10 dakika içinde aktif metabolitine dönüştüğünü ortaya koymaktadır 69,78. Kendisinin aksine, metaboliti dokularda çok uzun süre kalabilmektedir. Normal dokular, özellikle kapiller düzeyde belirgin alkalen fosfataz aktivitesine sahip olduğundan, amifostine (WR 2721) nin aktif metaboliti olan WR e dönüşümü daha kolay gerçekleşmekte ve normal doku ilaç etkisinden korunmaktadır. Buna karşılık tümör dokuya ait kapiller yapılarda, alkalen fosfataz aktivitesi belirgin olarak azdır. Dönüşümü sağlayacak bu enzim eksikliğinden dolayı benzer sitoprotektif etki tümör dokusunda ortaya çıkmamaktadır. Tümör dokuda, alkalen fosfataz aktivitesini daha da azaltan bir diğer faktör, dokunun ph değeridir. Alkalen fosfataz aktivitesi, en küçük ph değerinden bile etkilenmektedir. Tümör doku normal dokuya kıyasla daha asidik olduğundan, bu ph da enzim aktif hale geçemez. İlacın, uygulanımı takiben ilk 30 dakikada karaciğer, böbrek, kalp, kemik iliği, tükrük bezi gibi dokularda, tümör dokusuna göre 100 kat daha yüksek konsantrasyonlara ulaştığı yapılan farmakokinetik çalışmalarda gösterilmiştir. İlk 60 dakikadan sonra ise aradaki konsantrasyon farkı azalarak 10 kata inmektedir. Hayvan deneylerinde, 21 gün ve 100mg/kg uygulamada, amifostine (WR 2721) nin tümör dokularında çok önemsiz miktarlarda tutulduğu gösterilmiştir. Oysaki ilaç normal dokularca oldukça sabit bir oranda ve yüksek konsantrasyonlarda tutulabilmiştir90. Amifostine (WR 2721) nin kemoprotektif ve radyoprotektif özellikleri benzerdir. İlaç, yapısında antioksidan olduğu bilinen thiol içerdiğinden, özellikle platinium, alkilleyici ilaçlar ve radyasyunun neden olduğu serbest oksijen radikallerini temizleyebilmekte, sellüler toksisiteyi önlemekte ve bu yolla sitoprotektan etki gösterebilmektedir 76,10. Amifostine (WR 2721) nin sitoprotektif etkinliği birçok klinik ve pre-klinik çalışma ile gösterilmiştir. Yapılan birçok ex vivo çalışma, ilacın sisplatin, carboplatin, siklofosfamid, nitrojen mustard, bleomisin, cytarabin, etoposide, daunorubusin, paclitaxel, mitoxantron, vinblastin, idarubicin, melphalan, mitomycine C, carmustine(bcnu) ve 5-florourasil in neden olduğu kemik iliği toksisitesini azalttığını ve colony forming unit-spleen (CFU-S) hücrelerini koruduğunu ortaya koymaktadır 79,80,81. Ancak benzer koruyucu etki tümör hücrelerinde ortaya çıkmamaktadır 80,82. Amifostine (WR 2721), radyoterapi alan 39

51 hastalarda, radyoprotektan olarak da uygulanmaktadır. Yapılan çalışmalar, radyoterapinin neden olduğu hematopoetik sistem, akciğerler, gastrointestinal sistem toksisitelerini, ototoksisiteyi ve periferal nöropatiyi önlediğini ortaya koymaktadır. İlacın, radyasyonun oksijen serbest radikal oluşumu aracılığı ile neden olduğu DNA ve hücre membran hasarını önlediğine inanılmaktadır. Amifostine tarafından MSS radyoproteksiyonu üzerine klinik veriler henüz yetersizdir. Amifostine kan-beyin bariyerini (KBB) geçemez 76,10. Bu problemin çözümü için bazı gruplar intratekal uygulamayı incelediler. İlave olarak servikal spinal kord irradiyasyonu tarafından indüklenen rodent myelopati modelleri mevcuttur 83. Normal merkezi sinir sistemi ve spinal kordun tolere edebileceği radyasyon dozu malign astrositik glioma için kür sağlaması açısından oldukça düşüktür. Bu potansiyel problemin çözümü için normal MSS dokularını tümörden daha fazla koruyan bileşikler geliştirmek gerekir. WR 27721, WR ve WR 3689 gibi radyoprotektif fosfotioatlar suda yüksek oranda çözünebilir ama kan beyin bariyerini kolayca geçemez. Kan beyin bariyerini geçen yollarla bu ilaçların verilmesi rat servikal spinal kordunun radyoproteksiyonunu bize değerlendirmek için izin verir. Spence ve arkadaşları nın ratlarda yaptığı çalışmada, sağ lateral serebral ventrikül içine WR 2721, 0.33 mg; WR 77913, 2.75 mg ve WR 3689, 2,0 mg olarak ayrı gruplar halinde verilmiştir. Takiben 45 dakika sonra hayvanların servikal spinal kordlarına tek doz fraksiyone radyasyon verilmiştir. Her rat haftalık olarak el ve bacak paralizi bulguları yönünden incelenmiştir. Sonuç olarak 3 ilaç grubunda da servikal spinal kordda radyoproteksiyon ve buna bağlı olarak nöroproteksiyon olduğu gösterilmiştir. Bu ilaçların da etkinlik sırası WR 2721>WR 3689>WR olarak bulunmuştur. Histolojik değişikliklerin de benzer olduğu ve aynı etkinlik sırasına göre hücre yapısının korunduğu gözlenmiştir. Bu etkinin de beyaz cevher ve vasküler elemanlarda koruma yaparak ortaya çıktığını bildirmişlerdir. Ancak aynı etki servikal spinal korddan çıkan schwann hücreleri ile kaplı periferik sinirlerde görülememiştir 84. Van der Kogel in çalışmasında, Gy aralıkta rat spinal korduna uygulanan radyoterapi sonrasında beyaz cevherde nekroz ve demiyelinizasyon 4 7 ay sonra değerlendirilmiş ve sonuçlar Spence ve ark. nın yaptığı çalışmaya benzer bulunmuş 85. Lamproglou ve ark. da, 45 günlük ratlara tüm beyin radyasyonu uyguladılar. Beraberinde farklı dozlarda amifostine verdiler. 75 veya 150 mg/kg doz amifostine 40

52 verilen gruplarda istatistiksel anlamlı sonuçlar elde edildi mg/kg doz daha az etkiliydi 86. Spence ve arkadaşları, santral spinal kordun tek fraksiyon radyoterapisi öncesi 45. dakikada ratlara intratekal amifostine verdiler. Erken toksisite çalışmalarına dayanarak doz 0.33 mg idi. Onlar radyasyon myelopatisinin radyasyon dozuna bağımlı olarak uzadığını gösterdiler. Amifostine nin de bu dozda nöroprotektif olduğunu belirttiler 84. Nieder ve arkadaşları nın çalışmasında, mg ağırlığında 12 haftalık rat kullanıldı. Amifostine veya salin uygulaması için sisterna magnaya kanul yerleştirildi. Yerleştirlen kanüller injeksiyon sonrası çıkarıldı. Her grupta (intra tekal 0,3 mg, subkütan 40 mg) 8 9 rat vardı ve radyasyon fraksiyonu öncesi 45. dakikada intratekal (it) veya subkütan (sc) amifostine verildi. Kontrol grubu it veya sc salin ile tedavi edildi. Ratlar en az 12 ay süresince spinal kord hasarı bulguları ve parezi açısından monitörize edildi. Klinik tanı histolojik inceleme ile desteklendi. Sonuçta; intratekal amifostine ile spinal kord korumasının sağlanamadığı belirtildi. Ancak yazarlar bu etkisizliğin önemli bir sebebi olarak it uygulamnın zor olmasına bağlamışlardır. Amifostine sc uygulanmasında ise myelopati insidansında azalma görüldüğünü belirtmişlerdir Omurilik yaralanmasında cerrahi tedavi Erken dekompresyon ve stablizasyonun çeşitli çalışmalarda yararlı olduğu görülmüştür. Servikal bölge kırıkları, üst servikal (C1-3) ve alt servikal kırıklar (C3-7) olarak iki gruba ayrılır. Vertebralar arasında üç planda hareket mevcuttur, fleksiyonekstensiyon, rotasyon ve lateral bending. Bu üç planda iki vertebra arasında fizyolojik sınırları aşan hareketin varlığında instabiliteden bahsedilir. Üst servikal vertebralarda ensık instabilite sebebi travmadır. Üst servikal bölge travmalarında konservatif tedavi çoğunlukla ilk seçenek olmuştur. Ancak son yıllarda teknolojik gelişime paralele olarak üst servikal bölge cerrahisinde yeni yöntemler geliştirilmiştir. Spinal kord zedelenmesine eşlik eden nörolojik defisitlerin tedavisinde beş önemli basamak vardır; immobilizasyon, medikal stabilizasyon, spinal kolonun dizilimini sağlamak ve redüksiyon, nöral bası varlığında cerrahi dekompresyon ve spinal stabilizastondur. Alt servikal yaralanmalar ensık trafik kazaları, yüksekten düşmeler ve spor yaralanmaları 41

53 sonucu meydana gelir. Alt servikal yaralanmalar Allen Sınıflamasına göre; distraktif fleksiyon, kompresif fleksiyon, vertikal kompresyon, kompresif ekstensiyon, distraktif ekstensiyon ve lateral fleksiyon seklindedir. Alt servikal vertebra fraktür ve dislokasyonlarında iki hedef mevcuttur. Birinci hedef ileride motor ve duysal fonksiyonları en iyi şekilde sürdürebilecek stabil bir omurga oluşturmak. İkincisi servikal spinal korda ve sinir köklerine ileride olabilecek zararları önlemektir. Nöral dokulara bası mevcutsa ve kapalı redüksiyonla bası giderilemiyorsa cerrahi erken yapılmalıdır. Akut nörolojik kötüleşme acil cerrahi endikasyondur. İnstabil servikal spinal yaralanmalarda dekompresyonlu veya dekompresyonsuz rijid stabilizasyon ile birlikte füzyon teknikleri kullanılır faka stabil servikal spinal yaralanmalarda genelde tedavi konservatiftir ve nonoperatiftir. Torakol ve Lomber bölgede oluşan kompresyon, fleksiyon, distraksiyon, rotasyon veya makaslama sonucu üç kolonun yetersizliğine neden olan kırıklarda stabilite durumuna göre konservatif ve/veya cerrahi tedavi yapılmaktadır. Cerrahi girişimin amacı nörolojik iyileşmeyi arttırmak için nöral yapıların dekompresyonu, anatomik dizilimin korunması, geç nöral zedelenmeyi önlemek için rijid stabilizasyon ile birlikte füzyon, erken mobilizasyona ve rehabilitasyona izin vermedir. 42

54 3. GEREÇ VE YÖNTEMLER Bu deneysel çalışma Çukurova Üniversitesi Tıbbi Bilimler Deneysel Araştırma Merkezinde (TIBDAM) yapılmıştır. Bu çalışmada gram ağırlığında erişkin dişi Wistar sıçanlar kullanılmıştır. Araştırma yeterli hava sirkülâsyonu ve çevre ısısının sağlandığı odalarda yapıldı. Lezyon yapıldıktan sonra tüm deneklere ayrı ve kolay beslenmelerini sağlayan kafeslerde bakım uygulandı. Deneklerin uyutulması işleminde, 10 mg/kg (İM) Ksilazin (Rompun (İM), Bayer İlaç San, İstanbul) ile sedasyon yapılıp, 50 mg/kg (İM) Ketamin Hidroklorür (Ketalar(İM), Parke- Davis lisansı ile Eczacıbaşı İlaç San, İstanbul) verilip genel anestezi sağlandı. Rahat bir cerrahi girişim sağlamak amaçlı özel deney tespit tahtalarında uygun pozisyon verilerek tüm cerrahi işlemler mikroskop altında yapıldı. Bu deneysel çalışma 4 ana gruba ayrılarak toplam 70 sıçan üzerinde, cerrahi kesi sıçanın sırt kısmında, tıraş yapıldıktan sonra, aseptik şartlar sağlanarak yapıldı. Çalışmada Rivlin ve Tator un klip kompresyon modeli uygulandı. Sıçanın en çıkıntılı olarak göze çarpan Torakal 2 nin (T 2 ) spinoz çıkıntısı cerrahi işaret noktası olarak kabul edildi ve T 2 -T 7 segmentleri arasında altı seviyede laminektomi yapıldı. Spinal kord açığa çıkarıldı ve extradural kapanma basıncı 50 gram olan anevrizma klipsi (Yaşargil, FE 619K, Aesculap AG, Almanya ) yerleştirilerek omurilik travması oluşturuldu. Laminektomi yapılan sıçanlardan iki gruba klips ile travma oluşturuldu, klips bir grubda 5 dk. diğerinde ise 30 dk. tutuldu ve süre bitiminde klips tutucusu ile hemen kaldırıldı. Travma uygulanan tüm sıçanlar travmadan sonra paraplejik oldu. 1. Grup (Kontrol) ;10 sıçan alındı ve genel anestezi altında IL-1α,IL-6,IL-8 ve TNF-α değerlerinin tayini için enjektör ile direkt sıçanın kalbine girilerek 3ml.kan alındı. 2. Grup; 20 sıçan alındı ve genel anestezi altında 6 seviye laminektomi yapıldı. Travma uygulanmadı 1, 2, 3 ve 4 gün sonra tekrar genel anestezi altında IL 1α, IL 6, IL 8 ve TNF-α değerlerinin tayini için enjektör ile direkt sıçanın kalbine girilerek 3ml.kan alındı. 43

55 3. Grup; 20 sıçan alındı ve genel anestezi altında 6 seviye laminektomi yapıldı. Yaşargil klipsi ile 5 dakika omurilik travması oluşturuldu. Travma uygulandıktan sonra 1, 2, 3 ve 4 gün sonra tekrar genel anestezi altında IL 1α, IL 6, IL 8 ve TNF-α değerlerinin tayini için enjektör ile direkt sıçanın kalbine girilerek 3ml.kan alındı. 4. Grup; 20 sıçan alındı ve genel anestezi altında 6 seviye laminektomi yapıldı. Yaşargil klipsi ile 30 dakika omurilik travması oluşturuldu. Travma uygulandıktan sonra 1, 2, 3 ve 4 gün sonra tekrar genel anestezi altında IL 1α, IL 6, IL 8 ve TNF-α değerlerinin tayini için enjektör ile direkt sıçanın kalbine girilerek 3ml.kan alındı Histopatolojik incelemeler için örneklerin hazırlanması Işık mikroskopi değerlendirilmesi için kontrol ve deney gruplarına ait gri ve beyaz cevheri içerecek şekilde spinal korddan travma bölgesini içine alacak şekilde yaklaşık 15mm uzunluğunda örneklerin elde edilmesinden hemen sonra doku örnekleri %10 Formaldehit içerisine konarak patoloji laboratuarına gönderildi. Örneklerden 1 mm kalınlığında transvers kesitler hazırlandı. Hazırlanan kesitler Hemotoksilen-Eozin ile boyanarak ışık mikroskobu altında incelendi Biyokimyasal Parametreler için örneklerin hazırlanması Biyokimyasal parametreler için kan örnekleri Kontrol grubundan, Laminektomi yapılan gruptan ve Laminektomi ile beş veya otuz dakika klips ile kopresyon oluşturulan gruplardaki sıçanlardan genel anestezi altında sıçanın sol ön bacağının iç bölümünden direkt kalbine 5 ml. enjektör ile girilerek üç mililitre kadar kan alınmıştır. Alınan kanlar mumlu biyokimya tüplerine konduktan sonra 10 bin devirde 3 dakika santrifiye edilerek serumu alınmış ve kapaklı biyokimya tüplerinde -21 derecede buzdolabında saklanmıştır. On günlük çalışma sonunda biriktirilen kan sonuçları oda ısısında eritilmiş ve IL 1α, IL 6, IL 8 ve TNF-α testleri Diaclone marka kitler kullanılarak mikroeliza yöntemi ile çalışılmıştır. 44

56 4. BULGULAR 4.1. Histopatolojik bulgular I. Grup; Laminektomi yapıldı (medulla spinalis travması oluşturulmadı). Normal spinal kord örneğinde gri ve beyaz cevher ile sinir hücreleri, glial hücreler sinir lifleri görülüyor. II. Grup; Laminektomi ile medulla spinalise Yaşargil klipsi ile beş dakika kompresyon yapıldı. İlk gün hemoraji, konjesyon ve iskemik değişiklikler görülüyor. İkinci, üçüncü ve dördüncü günlerde hemoraji, konjesyon ve iskemik değişikliklerinin yanı sıra gittikçe artan yer yer likefaksiyon nekrozuda görülmektedir. III. Grup; Laminektomi ile medulla spinalise Yaşargil klipsi ile otuz dakika kompresyon yapıldı. İlk gün hemoraji, konjesyon ve iskemik değişiklikler görülüyor. İkinci, üçüncü ve dördüncü günlerde hemoraji, konjesyon ve iskemik değişikliklerinin yanı sıra gittikçe artan yer yer likefaksiyon nekrozuda görülmektedir. Altta akut travma sonrası deney yapılan sıçanlardan alınmış medulla spinalis kesitleri görülüyor. Sıçan medulla spinalis kesitlerinde travma sonrası ikinci ve üçüncü gruplar arasında histopatolojik olarak belirgin bir fark görülmemiştir. Şekil 4. Kontrol grubundan normal medulla spinalis kesiti. HE X400 45

57 Şekil 5. Deney grubundan medulla spinalis kesiti. Hemoraji, konjesyon ve iskemik değişiklikler. HE X gün. Şekil 6. Deney grubundan medulla spinalis kesiti. Hemoraji, konjessyon ve yer yer likefaksiyona giden iskemik değişiklikler. HE X gün. 46

58 Şekil 7. Deney grubundan medulla spinalis kesiti. Hemoraji, konjessyon ve yer yer likefaksiyona giden iskemik değişiklikler. HE X gün Biyokimyasal bulgular Sıçanlardan alınan kan örneklerinden elde edilen serumda IL-1α, IL-6, IL-8 ve TNF-α seviyesi Diaclone marka kitler kullanılarak mikroeliza yöntemi ile çalışılmıştır. Sonuçlar aşağıdaki tabloda görülmektedir. 47

59 Tablo 1. IL-1α, IL-6, IL-8 ve TNFα kan sonuçları Pikogram/mililitre(p Pg/ml Pg/ml Pg/ml g/ml) IL-1α LAMİNEKTOMİ 24SAAT 5,6 5,8 6,5 6,2 48SAAT 5,7 6,0 6,2 6,3 72 SAAT 5,0 6,3 6,2 6,2 96 SAAT 5,0 5,3 4,8 4,9 5 DAKİKA 24 SAAT 5,7 5,8 6,4 6,2 48 SAAT 5,8 6,1 6,6 6,3 72 SAAT 5,8 6,2 6,0 6,0 96 SAAT 5,8 5,5 5,0 5,0 30 DAKİKA 24 SAAT 5,8 5,9 6,4 6,2 48 SAAT 5,8 6,2 6,3 6,0 72 SAAT 5,8 6,1 6,2 5,7 96 SAAT 5,5 5,0 5,2 5,6 KONTROL GRUBU 5,0 5,2 5,1 4,8 TNF-α LAMİNEKTOMİ 24 SAAT 1,0 0,9 1,1 1,2 48 SAAT 1,7 1,1 1,8 1,4 72 SAAT 1,0 0,7 1,1 0,8 96 SAAT 0,5 0,7 0,9 0,7 5 DAKİKA 24 SAAT 1,2 1,1 1,3 1,2 48 SAAT 1,8 1,3 1,5 1,7 72 SAAT 1,5 1,4 1,3 1,1 96 SAAT 0, ,8 0,9 30 DAKİKA 24 SAAT 1,1 1,4 1,2 1,3 48 SAAT 1,6 1,8 1,8 1,5 72 SAAT 1,4 1,5 1,3 1,2 96 SAAT 1,0 0,9 1,2 1,1 KONTROL GRUBU 0,6 0,8 1,2 1,0 IL-6 LAMİNEKTOMİ 24 SAAT 1,3 2,1 2,0 1,8 48 SAAT 1,0 0,8 0,9 1,1 72 SAAT 7,0 6,8 7,2 6,2 96 SAAT 0,5 0,7 1,1 0,8 5 DAKİKA 24 SAAT 0,9 1,5 1,4 1,2 48 SAAT 1,0 1,1 1,2 1,3 72 SAAT 0,9 1,2 1,4 0,9 96 SAAT 1,5 1,2 1,5 1,9 30 DAKİKA 24 SAAT 1,7 2,0 1,0 1,3 48 SAAT 0,7 1,1 1,3 1,7 72 SAAT 2,0 1,3 2,0 1,8 96 SAAT 1,4 0,9 0,7 1,1 KONTROL GRUBU 1,2 1,4 1,0 1,5 IL-8 LAMİNEKTOMİ 24 SAAT 2,1 2,0 1,9 2,3 48 SAAT 1,4 2,5 2,2 2,0 72 SAAT 1,0 1,3 1,2 2,0 96 SAAT 3,2 3,0 2,9 3,1 5 DAKİKA 24 SAAT 4,0 4,2 3,7 3,9 48 SAAT 3,0 4,2 4,0 4,6 72 SAAT 2,4 3,5 2,0 2,6 96 SAAT 2,6 2,3 1,9 2,7 30 DAKİKA 24 SAAT 3,0 2,5 1,9 2,7 48 SAAT 5,2 4,0 3,5 3,2 72 SAAT 2,7 4,0 4,2 2,5 96 SAAT 1,9 3,2 2,6 1,7 KONTROL GRUBU 1,5 1,4 2,2 1,9 48

60 4.3. İstatistiksel analiz sonuçları Veriler SPSS 15 ile analiz edilmiştir. Her grubun kendi içinde zaman bağlı değişim gösterip göstermediği one-way-anova ile değerlendirilmiştir. Her üç gruptada zamana karşı değişim görülmektedir. Tablo 2. Sadece laminektomi yapılan sıçan grubunda analiz sonuçları G1 Laminectomi GÜN XYSD-TNF- ALFA XYSD-IL-1- ALFA XYSD-IL-6 XYSD-IL-8 0 0,90±0,25 0,90(0,6-1,2) 1 1,06±0,15 1,10(0,9-1,2) 2 1,50±0,31 1,55(1,1-1,8) 3 0,90±0,18 0,90(0,7-1,1) 4 0,70±0,16 0,70(0,5-0,9) 5,35±0,28 5,35(5,0-5,7) 6,16±0,35 6,20(5,8-6,5) 6,06±0,26 6,10(5,7-6,3) 5,92±0,61 6,20(5,0-6,3) 5,00±0,21 4,95(4,8-5,3) 1,20±0,20 1,20(1,0-1,4) 1,70±0,56 1,70(1,3-1,2) 0,90±0,14 0,90(0,8-1,0) 2,15±0,07 2,15(2,1-2,2) 1,05±0,07 1,05(1,0-1,1) P zaman , ,76±0,40 1,50(1,4-2,2) 2,05±0,07 2,05(2,1-2,0) 1,95±0,77 1,95(1,4-2,5) 1,05±0,07 1,05(1,0-1,1) 3,10±0,14 3,10(3,0-3,2) Tablo 3: Laminektomi ile 5 dakika omuriliğine klip konan sıçan grubu analiz sonuçları. G2 5 dk GÜN XYSD-TNF- ALFA XYSD-IL-1- ALFA XYSD-IL-6 XYSD-IL-8 0 0,90±0,25 0,90(0,6-1,2) 5,35±0,28 5,35(5,0-5,7) 1,20±0,20 1,20(1,0-1,4) 1,76±0,40 1,50(1,4-1,2) 1 1,20±0,08 1,20(1,1-1,3) 6,02±0,33 6,00(5,7-6,4) 1,24±0,27 1,40(0,9-1,5) 3,94±0,19 4,0(3,7-4,2) 2 1,57±0,22 1,60(1,3-1,8) 6,20±0,33 6,20(5,8-6,6) 1,12±0,19 1,10(0,9-1,4) 3,70±0,55 4,0(3,0-4,2) 3 1,32±0,17 1,35(1,1-1,5) 6,00±0,16 6,00(5,8-6,2) 1,32±0,34 1,20(1,0-1,9) 2,48±0,59 2,40(2,0-3,5) 4 0,92±0,12 0,90(0,8-1,1) 5,32±0,39 4,95(5,0-5,8) 1,22±0,10 1,20(1,1-1,4) 2,40±0,31 2,50(1,9-2,7) P zaman <0.001 < <

61 Tablo 4: Laminektomi ile 30 dakika omuriliğine klip konan sıçan grubu analiz sonuçları. G3 30dk GÜN XTSD-TNF- ALFA XYSD-IL-1- ALFA XYSD-IL-6 XYSD-IL-8 0 0,90±0,25 0,90(0,6-1,2) 5,35±0,28 5,35(5,0-5,7) 1,20±0,20 1,20(1,0-1,4) 1,76±0,40 1,50(1,4-2,2) 1 1,25±0,12 1,25(1,1-1,4) 6,07±0,27 6,05(5,8-6,4) 1,44±0,40 1,30(1,0-2,0) 2,34±0,57 2,50(1,6-3,0) 2 1,67±0,15 1,70(1,5-1,8) 6,07±0,22 6,10(5,8-6,3) 1,08±0,44 1,10(0,6-1,7) 3,5±1,27 3,5(1,7-5,2) 3 1,35±0,12 1,35(1,2-1,5) 5,95±0,23 5,95(5,7-6,2) 1,72±0,34 1,90(1,3-2,0) 3,46±0,65 3,5(2,7-4,2) 4 1,05±0,12 1,05(0,9-1,2) P zaman 5,32±0,27 5,35(5,0-5,6) 0,90±0,29 0,80(0,7-1,4) <0.001 < ,28±0,58 2,20(1,7-3,2) Şekil 8: TNF-α nın laminektomi, Laminektomi + 5dk omurilik kompresyonu ve laminektomi + 30 dk omurilik kompresyonu sonrasında kanda TNF-α düzeyinin ilk saatten 96.saate kadar değişimi görülmektedir. 50

62 Şekil 9: IL-1α nın laminektomi, Laminektomi + 5dk omurilik kompresyonu ve laminektomi + 30 dk omurilik kompresyonu sonrasında kanda IL-1α düzeyinin ilk saatten 96.saate kadar değişimi görülmektedir. 2,2 2,0 laminectomi 5 dk 30 dk 1,8 Mean IL-6 1,6 1,4 1,2 1,0 0, saat Şekil 10: IL-6 nın laminektomi, Laminektomi + 5dk omurilik kompresyonu ve laminektomi + 30 dk omurilik kompresyonu sonrasında kanda IL-6 düzeyinin ilk saatten 96.saate kadar değişimi görülmektedir. 51

63 4,0 laminectomi 5 dk 30 dk 3,5 Mean IL-8 3,0 2,5 2,0 1,5 1, saat Şekil 11: IL-8 nın laminektomi, Laminektomi + 5dk omurilik kompresyonu ve laminektomi + 30 dk omurilik kompresyonu sonrasında kanda IL-8 düzeyinin ilk saatten 96.saate kadar değişimi görülmektedir. 52

64 5. TARTIŞMA Travmatik omurilik yaralanmasında birincil zedelenme travma anında olan zedelenmedir. İkincil zedelenme ise oluşan birincil zedelenmenin başlattığı saatler içerisinde metabolik ve biokimyasal nedenlerle oluşan hasarlardır. Bu progresif süreçte yer alan lezyonlar henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Travmatik omurilik yaralanmasında medikal tedavide amaç bu ikincil mekanizmaların önlenmesidir. İkincil zedelenme mekanizmalarından bugün üzerinde en fazla durulanlar; vasküler değişiklikler, hücre içi kalsiyum artması, endotel hücre hasarı, enflamatuar değişiklikler, serbest radikal teorisi, endojen opioidler ve iskemi-reperfüzyon hasarı teorileridir. Bu teoriler kısmen içiçedir. İkincil yaralanma mekanizmalarının ortaya çıkmasındaki en önemli etkenlerden biri dokuda enerji yetersizliğidir. Bunun erken dönemdeki başlıca sebebi bozulmuş perfüzyona bağlı iskemidir. Santral sinir sistemi vücutta, kısıtlı anaerobik metabolizması ve glikojen depoları nedeniyle iskemiye en çok duyarlı olan dokulardan biridir. İskemi, omurilik gri cevherini beyaz cevherden daha fazla etkileyen bir olgudur. Bu nedenle doğrudan nöronal yaralanmayı başlatabilir. İskeminin bilinen etkilerinin dışında, iskemik dokunun reperfüzyonu, bir yandan iskemi sırasında kaybolan bazı fonksiyonların geri gelmesini sağlamakta fakat erken dönemde iskemik hasarlı doku üzerine ani ve hızlı biçimde gelen oksijen ve kan ürünleri hasarı büyütmektedi. Ayrıca iskemik organda reperfüzyon, lökosit aktivasyonu ve serbest radikal üretimini arttırarak doku harabiyetini de arttırmaktadır. Reperfüzyon hasarının en önemli nedeni, artan serbest radikaller aracılığı ile omurilik hücresi, plazma ve organel membranları, vasküler endotel hücre membranı ve myelinde başlattıkları lipid peroksidasyonudur. Radikal aracılığı ile bir zincirleme reaksiyon mekanizması şeklinde gelişen lipid peroksidasyonu sırasında doymamış yağ asitlerinin yan zincirlerinde yeniden düzenlenme söz konusudur. TNF-α,biyolojik yarı ömrü kısa olan ve spinal kord travması sonrasında ilk saatlerde zedelenmiş kord alanında ve birkaç saat sonra BOS da ve daha geç olarak serumda seviyesi artmakta olup birkaç gün içerisinde normal seviyesine düşmektedir. Yakovlev ve Felden sıçanlarda spinal kord travmasını takiben ilk saatlerde TNFα nın travmatik dokuda arttığını ve TNF-α seviyesinin zedelenmenin şiddeti ile orantılı 53

65 olduğunu göstermişlerdir. Diğer bir çalışmalarında spinal kord travması oluşturulan Lökopenik sıçanlarda ise TNF-α nın zedelenen dokuda artış göstermediğini saptamışlardır 87. Yuji Taoka ve Kenji Okajima; sıçanlar üzerinde deneysel spinal kord travması oluşturmuşlar ve TNF-α nın zedelenmiş dokuda 4 saat sonra artarak pik yaptığını saptamışlardır 88. Yuji Taoka et al; yaptıkları bir çalışmada metilprednizolonun doku iyileşmesine katkısının, spinal kord yaralanmasından 4 saat sonra TNF-α ve TNF-α-mRNA üzerinden değilde zedelenen doku alanındaki lipid peroksidasyonu ve vasküler permeablitede artışın engellenmesi ile spinal kord da iyileşmeye katkıda bulunduğunu belirtmişlerdir 89. Bizim sıçanlarda deneysel spinal kord yaralanması oluşturarak yaptığımız çalışmada, TNF-α nın travmanın şiddetinden bağımsız olarak serumda kontrol değerlerinin üstünde seyrettiği ve ikinci günden itibaren kontrol değerine düştüğünü, fakat sadece laminektomi yapılan grupta ilk gün kontrol değerlere yakın seyreden TNFα nın 24. saatten sonra arttığını ve 48. saatte pik yaptıktan sonra azaldığını saptadık (Grafik-1). Laminektomi grubuna göre laminektomi ile birlikte spinal kord travması yapılan guplarda TNF-α nın daha erken ve daha yüksek serum değerlerine ulaşması bize spinal kord travması sonrasında TNF-α nın spinal korda yoğun olarak üretilip kan dolaşımına salındığını göstermektedir. Laminektomi yapılan gruba göre laminektomi ve medulla spinalis travması oluşturulan gruplarda TNF-α nın daha fazla kanda yükselmesi ile travma sonrasında medulla spinaliste bir hasar olup olmadığı hakkında bilgi sahibi olmamıza yardımcı olacak bir parametre olarak kullanmamıza yarayacaktır. IL-1α, sağlıklı insanlarda herhangi bir uyarı olmaksızın plazma ve idrar gibi doku sıvılarında bulunmaktadır.ayrıca bu sıvılarda IL-1α in doğal inhibitörleride bulunmaktadır.il-1 Ra bunlardan birisidir.il-1α travma sonrasında TNF-α dan kısa bir süre sonra üretilmeye başlar ve temel kaynağı aktive mononükleer fagositlerdir.il-1α direkt olarak nötrofil gibi inflamatuar lökositleri aktive etmez ancak yüksek miktarlarda salgılanırsa kan dolaşımına girerek akut faz proteinlerinin etkilerini arttırır.il-1α in etkileri TNF-α nın etkilerine benzemekle birlikte bazı önemli farklılıklarıda vardır.il- 1α'in kendisi doku zararı oluşturmaz fakat TNF-α'nin neden olduğu doku zararını potansiyalize eder. TNF-α'nin inflamatuar ve prokoagulan özelliklerini taklit etse de 54

66 Schvatzman reaksiyonunda mediatör olarak TNF-α'nin yerini alamaz ve tümörlerin hemorojik nekrozuna neden olmaz. Spinal kord travması sonrasında bifazik lökosit cevabı mevcuttur. Başlangıçta nötrofil infiltrasyonu predominanttır ve bu lökositlerden salınan litik enzimler nöroglia ve kan damarlarındaki hasarı arttırır. İkinci fazda makrofaj migrasyonu ile birlikte hasarlı dokunun fagositozu sözkonusudur. İmmünolojik aktivasyonun santral sinir sistemi hasarından sonra ilerleyici doku hasarına ve/veya nöral rejenerasyonun inhibisyonuna öncülük ettiği tahmin edilmektedir. Lökosit infiltrasyonunun ikinci fazında ayrılan aksonların demyelinizasyonunu şiddetlendirdiği ve bunun özellikle ilk 24 saat içerisinde pik yaptığı düşünülmektedir. IL 1α in temel kaynağı aktive mononükleer fagositler. Çalışmamızda spinal kord zedelenmesi sonrasında serumda kontrol grubuna göre IL 1α değerlerinde kayda değer bir yükselme görülmüştür (Grafik-2). IL 1α in hem Laminektomi yapılan grupda hemde laminektomi ile birlikte spinal kord travması oluşturulan gruplarda yüksek seviyeye çıkması ve her üç grubda da birbirine yakın değerlerde olması nedeniyle bize IL 1α in spinal kord zedelenmesini gösteren bir parametre olmakla birlikte pratikte kullanılamayacagı görülmektedir. Yapılan çalışmamızda IL 1α in spinal kord travmasını takiben kanadaki miktarı anlamlı olarak görülmemektedir. IL 6, KC de akut faz reaktanlarının sentezlenmesini sağlayan en etkili uyarıcıdır. Travma sonrası TNF-α ve IL-1α den sonra salgılanmaya başlar ve travmadan birkaç saat sonra serumda görülür ve günlerce dolaşımda kalır. Adam I. Koplin, Depa M. Deshpazde ve ark, transvers miyelitli hastalarda BOS da IL-6 seviyesine bakmışlar ve klinik olarak ağır seyreden olgularda daha fazla artış olurken aynı hastalarda serumda daha az artış olduğunu saptamışlar 113. Buda doku zedelenmesinin diğer işaretleri ile ilişkili olan IL-6 nın Santral Sinir Sisteminde üretildiğini akla getirmiştir. Bizim çalışmamızda IL-6 nın spinal kord zedelenmesi olan grublara göre sadece laminektomi yapılan grubda serumda daha fazla arttığı görülmektedir.48 saat sonra IL 6 seviyesinin kontrol grubu değerlerine inip 72.saatte tekrar serumda pik yapması ve 96. saatten sonra normal serum değerlerine inmesi ise, spinal kord travması sonrasında kord da üretilen IL 6 nın önemsiz değerlerde olduğunu ve IL 6 sentezin saatlerde baskılanması ve ikinci bir mekanizma ile üretiminin dokularda tekrar artmasını aklımıza 55

67 getirmektedir. IL 6 nın spinal kord travması sonrası kord da üretiminin ya çok az miktarda olduğu yada kana çok az miktarda geçtiği görülmekte olup travma sonrası kord da meydana gelen zedelenmeyi göstermesi açısından değerli bir parametre olarak görülmemektedir (Grafik-3). Daha önce yapılan çalışmalarda IL 6 değerleri travma sonrası kord da ve BOS da yüksek değerlerde bulunmuş olması IL-6 nın kana geçişinin anlamlı miktarlarda olacağını göstermemektedir. IL 8, spinal kord yaralanmasından 6 24 saat sonra BOS ve kanda yükselmeye başlayan lökosit ve Fibroblastlar için kemotaktik aktivitesi olan bir sitokin ailesidir. Kemokin olarak adlandırılan bir grubun üyesidir. IL-8 in akut faz reaksiyonları ve inflamatuar yanıt üzerine etkileri diğer kemokinlerle karşılaştırıldığında daha geç ortaya çıkar. Bizim çalışmamızda kord zedelenmesinden sonra ilk iki gün serumda önemli bir artış göstermiş ve üçüncü güne kadar yüksek seviyede devam etmiş sonra kontrol değerlere inmiştir. Laminektomi grubunda ise kontrol grubuna göre çok az artış gösterip ikinci günden sonra normal seviyeye inmiştir. IL-8 in özellikle travmanın şiddeti ve süresi ile orantılı olarak serum seviyesinin yüksek seyretmesi spinal kord zedelenmesini gösteren önemli bir parametre olarak görülmektedir (Grafik-4). 56

68 6. SONUÇ VE ÖNERİLER Deneysel spinal kord yaralanmasında TNF-α, IL 1α, IL 6 ve IL 8 sonuçlarını şu şekilde sıralayabiliriz. 1- Sadece laminektomi yapılan gruba göre laminektomi ile birlikte spinal kord travması yapılan guplarda TNF-α nın daha erken ve daha yüksek serum değerlerine ulaşması bize spinal kord travması sonrasında TNF-α nın spinal korda yoğun olarak üretildiğini ve kan dolaşımına salındığını göstermektedir. 2- Spinal kord zedelenmesi sonrasında serumda kontrol grubuna göre IL 1α değerlerinde kayda değer bir yükselme görülmüştür. IL 1α in hem yalnız Laminektomi yapılan grupda hemde laminektomi ile birlikte spinal kord travması oluşturulan gruplarda yüksek seviyeye çıktığı ve her üç grubda da birbirine yakın değerlerde olduğu saptanmıştır. 3- IL-6 nın spinal kord zedelenmesi olan grublara göre sadece laminektomi yapılan grubda serumda daha fazla arttığı görülmektedir.48 saat sonra IL 6 seviyesinin kontrol grubu değerlerine inip 72.saatte tekrar serumda yükselmesi ve 96 saat sonra normal serum değerlerine indiği saptanmıştır. 4- IL 8, ilk iki gün serumda önemli bir artış göstermiş ve üçüncü güne kadar yüksek seviyede devam etmiş sonra kontrol değerlere inmiştir. Laminektomi grubunda ise kontrol grubuna göre çok az artış gösterip ikinci günden sonra normal seviyeye inmiştir. IL-8 in özellikle travmanın şiddeti ve süresi ile orantılı olarak serum seviyesinin yüksek seyretmediği görülmüştür. Tüm bu sonuçlar göz önüne alınırsa IL 1α in hem sadece laminektomi yapılan grupda hemde laminektomi ile birlikte spinal kord travması oluşturulan gruplarda yüksek seviyeye çıkması ve her üç grubda da birbirine yakın değerlerde olması nedeniyle bize IL-1α in spinal kord zedelenmesini sonucu hasarlı dokuda açığa çıkabileceği fakat pratikte bir parametre olarak kullanılmasının mümkün olamayacağı görülmektedir. IL 6 nın spinal kord travması sonrası kord da üretiminin ya çok az miktarda olduğu yada kana çok az miktarda geçtiği görülmekte olup travma sonrası kord da meydana gelen zedelenmeyi göstermesi açısından değerli bir parametre olarak görülmemektedir. Daha önce yapılan çalışmalarda IL 6 değerleri travma sonrası kord 57

69 da ve BOS da yüksek değerlerde bulunmuş olması IL-6 nın kana geçişinin anlamlı miktarlarda olacağını göstermemektedir. Bununla birlikte sadece laminektomi yapılan gruba göre laminektomi ve medulla spinalis travması oluşturulan gruplarda TNF-α nın daha fazla kanda yükselmesi ile travma sonrasında medulla spinaliste bir hasar olup olmadığı hakkında bilgi sahibi olmamızda bir parametre olarak kullanmamıza yarayacaktır. Son olarak IL-8 in özellikle travmanın şiddeti ve süresi ile orantılı olarak serum seviyesinin yüksek seyretmesi spinal kord zedelenmesini gösteren ve tedavi sürecinde bize yardımcı olacak önemli bir takip parametresi olarak görülmektedir. 58

70 KAYNAKLAR 1. American Paraplegia Society (APS). Background.Erişim : Tarihi: Erman T, Tuna M, İldan F, Göçer Aİ, Vezir M, Boyar B. Spinal Kord Travmasının Fizyopatolojisi ve Medikal Tedavi Prensipleri.Arşiv, 11: , Taoka Y, Okajima K. Spinal cord injury in the rat.prog Neurobiol İplikçioglu C. Omurilik yaralanmasının Fizyopatolojisi. Omurga ve omurilik cerrahisi. Zileli M, Özer F, 1.Baskı, İzmir : Saray Medikal Yayıncılık, 1997; Fehlings MG, Sekhon LH, Tator C. The role and timing of decompression in acute spinal cord injury. Spine, 2001; 26: Naderi S, Zileli M, Özer AF. Omurga cerrahisinin tarihçesi. Omurga ve Spinal kord Cerrahisi. Editörler: M. Zileli, AF. Özer. Bölüm:1. Sayfa: 1 13, Schwab ME, Bartholdi D: Degeneration and regeneration of axons in the lesioned spinal cord. Physiol Rev 76; 2: , Marketos SG, Skiadas PK. Galen. A pioneer of spine research. Spine 24, , Dohrmann GJ. Experimental spinal cord trauma. Arc Neurol, 27: , Kalaycioğlu M, Bukowski R. Clinical status of the vew cytoprotective agents, amifostine. Oncology, , Tator CH. Review of experimental spinal cord injury with emphasis on the local and systemic circulatory effects. Neurochirurgie 37: , Allen AR. Surgery at Experimental Lesion of Spinal Cord Equivalent to Crush injury at fracture Dislocation of Spinal Columna. Tama, 1941; 57: Nemecek S. Morphological evidence of microcirculatory disturbances in experimental spinal cord trauma. Adv Neurol 20: , Faden AI, Jacops TP. Effect of TRH analogs on neurologic recovery after experimental spinal trauma. Neurology 35, , Kaptanoğlu E, Tuncel M, Palaoğlu S, Konan A, Demirpençe E, Kılınç K. Comparison effect of melatonin and methylprednisolone in experimental spinal cord injury. J Neurosurg (Spine 1) 93: 77 84, Kaptanoglu E, Caner HH, Surucu SH. Akbiyik F. Effect of mexiletine on lipid peroxidation and early ultrastructural findings in experimental spinal cord injury. J Neurosurg (Spine 2) 91: , Hall ED, McCall JM: A non-glucocorticoid steroid analog of methylprednisolone duplicates its high dose pharmacology in models of central nervous system trauma and neuronal membran damage. J Pherm Exp Therap; 242: ,

71 18. Koyanagi I, Tator CH. Effect of a single huge dose of methylprednisolone on blood flow, evoked potentials, and histology after acute spinal cord injury in the rat. Neurol Res , Bracken MB, Shepard MJ. Administration of methylprednisolone for hours or tirilizad mesylate for 48 hours in the treatment of acute spinal cord injury. JAMA 277: , Anthes DL, Theriault E, Tator CH. Ultrastructural evidence for arterial vasospasm after spinal cord trauma. Neurosurg , Banik NL, Hogan EL. Molecular and anatomical correlates of spinal cord injury. Cent Nerv Syst Trauma , Schanne FA, Kane AB, Young EE. Calcium dependence of toxic cell death: a final common pathway. Science 206: , Tator CH, Rowed DW. Manegemend of acute spinal cord injuries. Can J Surg; , Tator CH, Fehlings MG. Review of the secondary injury theory of acute spinal cord injury trauma with special emphasis on vascular mechanisms. J Neurosurg 75: 15 26, De La Torre JC. spinal cord injury: review of basic and applied research. Spine , Braughler RW, Duncan LA. Interaction of lipid peroxidation and calcium in the pathogenesis of neuronal injury. Cent Nerv Syst Trauma 2: , Braughler JM and Hall ED. Correlation of methylprednisolon levels in cat spinal cord with its effect on Na-K-ATP ase, lipid peroxydation and alpha motor neuron functions. J Neurosurg , Lipton SA, Rosenberg PA. Excitatory aminoacids as a final common pathway for neurological disorders. N Eng J Med 330: , Nashmi R, Fehlings MG. Role of voltage gated K + channels in the pathophysiology of spinal cord injury. Modulator 14: 5 9, Braughler JM, Hall ED. Effects of multidose methylprednisolone sodium succinate administration to an injured cat spinal cord neurofilament degradation and energy metabolism. J Neurosurg , Choi DW. Calcium specific mediated neurotoxicity: Relationship to channel types and role in ischemic damage. Trends Neurosci , Frei B. Molecular and biological mechanisms of antioxidant action FASEB J; , Regan FR. The Vulnerability of spinal cord neurons to excitotoxic injury:comparison with cortical neurons.neurosci Lett 213: 9-12, Agrawal SK, Fehling MG. Role of NMDA and non-nmda inotropic reseptors in traumatic spinal cord axonal injury. J Neurosci 17: , Kehrer JP. Free radicals on mediators of tissue injurd and disease. Crit Rev Toxicol 23: 21 48, Hall ED, Wolf DL. A pharmacological analysis of the pathophysiological mechanisms of posttraumatic spinal cord ischemia. J Neurosurg 64; ,

72 37. Hue RT, Padmaja S. The reaction of NO with superoxide. Free Radic Res Commun; 18, , Tominaga T, Sato S, Ohnishi J, Ohnishi ST. Potentiation of nitric oxide formation following bilateral carotid occlusion and focal cerebral ischemia in the rat: in vivo detection of nitric oxide radical by electron paramagnetic resonance spin trapping. Brain Res; 614:342 6, Lipton SA, Choi YB, Pan ZH, Lei SZ, Chen HS, Sucher NJ, Loscalzo J, Singel DJ, Stamler JS. A redox based mechanism for the neuroprotective and neurodestructive effects of nitric oxide and related nitroso-compounds. Nature; 364: , Anderson DK, Demediuk P. spinal cord injury and protection. Ann Emerg Med 14: , White BC, Grossman LI, Krause GS. Brain injury by global ischemia and reperfusion: a theroretical perspective on membrane damage and repair. Neurology; 43, , Gutteridge JM. Lipid peroxidation and antioxidants as biomarkers of tissue damage. Clin Chem; 41(12): , Rice-Evans CA. Formation of free radicals and mechanisms of action in normal biochemical processes and pathological states. In: Rice-Evans CA, Burdon RH. Free radical damage and its control. England, Elsevier Science Press, pp , Witko SV, Friedlander M, Capeillere BC, Nguyen KT, Nguyen AT, Zingraff J, Jungers P, Descamps LB. Advanced oxidation protein products as a novel marker of oxidative stress in uremia. Kidney Int; 49, , Darley-Usmar V, Hogg N, Kalyanarman B, Moore K. Free radicals in the vasculature: pathological and physiological significance. In: Rice-Evans CA, Bruckdorfer KR. Oxidative stress, lipoproteins and cardiovascular dysfunction, London, Portland Press, ; pp , İşlekel S, İşlekel H, Güner G, Özdamar N. Alterations in superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase activities in experimental cerebral ischemia reperfusion Res Exp Med; 199 (3): , McCord JM. Human disease, free radicals, and the oxidant/antioxidant balance. Clin Biochem; , Dumont AS, Dumont RJ,Oskouian R. Will improved understanding of the pathophsiological mechanisms involved in acute spinal cord injury improve the potential for therapeutic intervention? Current Opinion in Neurology 15: , Hartmann A, Yatsu F, Kuschinsky W. Cerebral ischemia and Basic Mechanisms, Berlin, Springer-Verlag Press, Heidelberg, pp , Adleman L.Molecular Computation of Solutions to Combinatorial Problems. Science Vol.266, Anderson JM, Bonfield TL and Ziants NP. Protein adsorption and cellular adhesion and activation on biomecdical polymers. Int. J. Artif. Organs, 1990; 13: Schwab ME, Bratoldi D. Degeneration and regeneration of axons in the lesioned spinal cord. Physiol Rev 76: , Schwab ME, Bartholdi D. Degeneration and regeneration of axons in the lesioned spinal cord. Physiol Rev. 1996; 76:

73 54. Popovich PG, Stokes BT, Whitacre CC. Concept of autoimmunity following spinal cord injury: possible roles for t lymphocytes in the traumatized central nervous systemm. J Neurosci Res. 1996: 45: Dumont RJ, Okonkwo DO, Verma S, Hurlbert J. Acute spinal injury,part I:Pathophysiologic Mechanisms. Clin. Neuropharmacology 2001;24(5): İsaksson J, Farooque M, Olsson Y. Spinal cord injury in ICAM-1 deficientmice: assessment of functional and histopathological outcome. J Neurotrauma 2000; 17: İsaksson J, Farooque M, Olsson Y. Spinal cord injury in ICAM-1 deficientmice: assessment of functional and histopathological outcome. J Neurotrauma 2000; 17: Wyllie AH. Apoptosis: an overview. Br Med Bull , Yeldandi AV, Kaufman DG, Reddy JK. Cell injury and cellular adaptation; in Damjanov I, Linder J(eds): Anderson s Pathology(10th edition). St Louis, Mosby-Year Book Inc, pp , Wagner FC, Dohrmann GJ, Bucy PC. Histopathology of transitory traumatic paraplegia in the monkey. J Neurosung 1981; 35: Tator CH. Experimental and clinical studies of the pathophysiology and management of acute spinal cord injury. J Spinal Cord Med 1996; 19: Gülmen V, Zileli M. Omurilik yaralanmasında farmakolojik tedavi. In: Zileli M, Özer F (eds): Omurilik ve omurga cerrahisi, 2. Baskı İzmir: META Basım ve Matbaacılık Hizmetleri; 2002; Young W. Blood flow metabolic and neurophysiologic mechanisms iin spinal cord injury. İn: Becker D, Poblishok JT (eds): Central Nervous Trauma Status Report. Bethesda: NIH, NINCDS, 1985; Bracken MB, Shepard MJ, Collins WF, Holford TR, Young W, Baskin DS, Eisenberg HM, Flamm E, Leo-Summers L, Maroon J, Marshall LF, Perot PL Jr, Piepmeier J, Sonntag VKH, Wagner FC, Wilberger JE, Winn HR. A randomized, controlled trial of methylprednisolone or naloxone in the treatment of acute cord injury: Results of the Second National Acute spinal cord injury Study (NASCIS 2). N Engl J Med 322: , Giulian D, Robertson C. Inhibition of mononuclear phagocytes reduces ischemic injury in the spinal cord. Ann Neurol 27: 33 42, Greene K. Pharmacological management of spinal cord injury: Current status of drugs designed to augment functional recovery of the injured human spinal cord injury. J Spinal Dis , Greene K. Pharmacological management of spinal cord injury: Current status of drugs designed to augment functional recovery of the injured human spinal cord injury. J Spinal Dis , Bracken MB. Treatment of acute spinal cord injury with methylprednisolone: results of a multicenter, randomized clinical trial. J Neurotrauma 8: 47-S50, Dihne M, Block F, Korr H, Töpper R. Time course of glial proliferation and glial apoptosis following excitotoxic CNS injury. Brain Res 902: ,

74 70. Braughler JM, Hall ED. Effects of multidose methylprednisolone sodium succinate administration to an injured cat spinal cord neurofilament degradation and energy metabolism. J Neurosurg , Young W. Secondary CNS injury. J Neurotrauma , Kato T, Tekada Y, Nakada T. İnhibition by dexamethasone of human neutrophils apoptosis in vitro.nat İmmunol 14: , Nittoh T, Fujimori H, Kozumi Y. Effects of glucocorticoids on apoptosis of infiltrated neutrophils. Eur J Pharmacolog 354: 73 81, Yeldandi AV, Kaufman DG, Reddy JK. Cell injury and cellular adaptation; in Damjanov I, Linder J(eds): Anderson s Pathology(10th edition). St Louis, Mosby-Year Book Inc, pp , Bracken MB, Shepard MJ, Holford TR, Leo-Summers L, Aldrich EF, Fazl M, Fehlings MG, Herr DL, Hitchon PW, Marshall LF, Nockels RP, Pascale V, Perot PL Jr, Piepmeier JM, Sonntag VKH, Wagner F, Wilberger JE, Winn HR, Young W. Methylprednisolone or tirilazad mesylate administration after acute cord injury: 1-year follow-up Results of the Third National Acute cord injury Study Randomized Controlled Trial. J Neurosurg , Schuchter LM. Current role of protective agents in cancer treatment. Oncology, 11: , Capizzi RL. Clinical status and optimal use of amifostine. Oncology, 13: 47-59, Capizzi RL, Schein PS. Chemo and radition protection with amifostine. Advances in Biosciences, , Korst AE, Eeltink CM, Vermorken JB et al. Pharmokinetics of amifostine and its metabolites in patients. Eur J Cancer, 33: , Capizzi RL. Amifostine: The preclinical basis for broad-spectrum selective cytoprotection of normal tissuesfrom cytotoxic therapy. Semin Oncol, 23: 2 17, Listz AF, Heaton R, Glinsman-Gibson B et al. Amifostine protects primit ve hematopoietic progenitors aganist chemotherapy cytotoxicity. Semin Oncol, , Alberts DS. Protection by amifostine of cyclophosphamide-induced myelosupression. Semin Oncol. 26: 37 40, Fulda S, Oster W, Berthold F. Effects of WR 2721(amifostine) and its metabolite WR 1065 on the antiproliferative activity of chemotherapeutic agents on neuroblastoma cee in vitro. Anticancer Drugs, , 1997(abs). 83. Carsten Nıeder, Nıcolaus H. Andratschke, Nıcole Wıedenmann and Mıchael Molls. Prevention of radiation-induced central nervous system toxicity: A role for amifostine? Anticancer Research 24, , Spence AM, Krohn KA, Edmondson SW et al. Radioprotection in rat spinal cord with WR 2721 following cerebral lateral intraventricular injection. Int Radiat Oncol Biol Phys 12: , Ang KK, Van Der Kogel Aj, Van Dam J et al. The kinetics of repair of sublethal damage in the rat cervical spinal cord during fractionated irradiations. Radioter Oncol 1: ,

75 86. Lamproglou I, Djazouli K, Boisserie G et al. Radiation-induced cognitive dysfunction: the protective effect of ethyol in young rats. Int J Radiat Oncol Biol Phys 57: , Yakovlev, A. G. and Faden, A. I. Sequential expression of c-fos protooncogene, TNFalpha, and dynorphin genes in spinal cord following experimental traumatic injury. Mol. Chem. Neuropathol. 23: , Yuji Taoka, Kenji Okajima. Role of neutrophils in spinal cord injury in the rat. Neuroscience 79: , Yuji Taoka et al. Taoka Y, Okajima K, Uchiba M, Murakami K, Harada N, Johno S and Naruo M. Role of neutrophil elastase in compression-induced spinal cord injury in rats. Brain Res. 18, in press

76 XIII. ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : Ahmet ÖZKAN Doğum Tarihi ve Yeri : Adana Medeni Durumu : Evli Adresi : Sümer mah.124 sokak Aydın apt.a-blok Kat.3/11 Seyhan/ADANA Telefon : [email protected] Faks : Mezun Olduğu Okul : Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi Varsa Mezuniyet Derecesi : Görev Yerleri : Tunceli İli - Pertek İlçesi-Sağlık Merkezi Ardahan İli- Sulakyurt S.O. Ardahan İli- Göle İlçesi-Merkez S.O. Kahraman Maraş İli- Kavlaklı S.O. Adana İli- Ceyhan Devlet Hastanesi Adana İli- Karaisalı Devlet Hastanesi Adıyaman İli- Gölbaşı İlçesi- Bir ve İki nolu S.O. Dernek Üyeliği : Alınan Burslar : Yabancı Dil(ler) : İngilizce Diğer Hususlar : 65