Týp Araþtýrmalarý Dergisi 2007: 5 (3): 83-90 ARAÞTIRMA Cisplatin nefrotoksisitesinde E vitamininin koruyucu etkileri: ýþýk ve elektron mikroskopik çalýþma* Mehmet Kanter, Yeter Topçu Tarladaçalýþýr, Müberra Uygun Trakya Üniversitesi Týp Fakültesi Histoloji ve Embriyoloji Anabilim Dalý, Edirne * Bu çalýþma Trakya Üniversitesi Bilimsel Araþtýrma Projeleri tarafýndan desteklenmiþtir. (TÜBAP 444 nolu proje) Yazýþma Adresi: Prof. Dr. Mehmet Kanter Trakya Üniversitesi Týp Fakültesi Histoloji ve Embriyoloji AD, 22030 Edirne Tlf: 0284 2357641/1401 Fax: 0284 2352730 E-mail: mkanter65@yahoo.com Amaç: Bu çalýþmada, cisplatin nefrotoksisitesinde E vitamininin koruyucu etkisinin bulunup bulunmadýðýnýn morfolojik düzeyde incelenmesi amaçlandý. Gereç ve Yöntem: Çalýþmada, 18 adet erkek Wistar albino sýçan 3 gruba ayrýldý. Kontrol grubu deneklerine üç ay boyunca her gün intramusküler (im) yolla serum fizyolojik verilirken, II. ve III. grup deneklerine ise üç ay boyunca, ayda bir kez 5 mg/kg cisplatin intravenöz (iv) yolla uygulandý. III. grup deneklere ayrýca, ilk cisplatin enjeksiyonunu takiben deney boyunca her gün 5 mg/kg E vitamini im yolla verildi. Çalýþmanýn sonunda, tüm deneklerin böbrek korteks nekropsi materyalleri alýnarak ýþýk ve elektron mikroskopik düzeyde incelendi. Bulgular: Kontrol grubu deneklerde; böbrek dokusunun normal yapýda olduðu gözlendi. Cisplatin grubunda ise bir çok böbrek cisimciðinin normal görünüm ve büyüklüðünü kaybetmiþ olduðu, bazýlarýnýn ortadan kaybolduðu ve bu alanlara lenfositlerin infiltre olduðu görüldü. Ayrýca glomerüler yapýnýn ise kýsmen veya tamamen ortadan kalktýðý dikkati çekti. Özellikle, kortikomedüller bölgede olmak üzere, tübüler geniþlemelere ve tübüler hasarlara rastlandý. Proksimal tübül dejenerasyonlarý; bazal membran kalýnlaþmasý, prizmatik hücre fýrçamsý kenarlarýnda bozulma, vakuolizasyon, mitokondride þiþme þeklinde olup, intersitisyel bað dokuda da bir çok infiltrasyon sahasý gözlendi. E vitamini ile tedavi edilen grupta morfolojik hasarlarýn ve morfometrik deðiþikliklerin azaldýðý buna karþýn infiltrasyon odaklarýnýn azalmakla birlikte yer yer varlýðýný sürdürdüðü dikkati çekti. Sonuç: Bu çalýþmada, sýçanlarda cisplatin enjeksiyonlarý ile oluþturulan nefrotoksisitenin önlenmesinde, uzun süreli E vitamini tedavisinin morfolojik açýdan etkili olduðunu gördük. Bu bilgiler ýþýðýnda cisplatin kemoterapisi esnasýnda tedaviye E vitamini eklenmesinin klinik açýdan fayda saðlayacaðý kanýsýndayýz. Anahtar Kelimeler: Cisplatin, nefrotoksisite, E vitamini, morfometri, sýçan Protective effects of vitamin E on cisplatin nephrotoxicity: a light and electron microscopic study Purpose: In this study, it is aimed to investigate the protective effects of vitamin E on cisplatin nephrotoxicity in a morphological level. Methods: In the study, 18 male albino Wistar rats were divided into 3 groups. During a three-month period, while control group subjects were administered physiological serum by intramuscular (im) injection everyday, group II and III subjects were given intravenous (iv) 5 mg/kg of cisplatin once in a month. Besides, group III subjects were administered intramuscular (im) 5 mg/kg of vitamin E
84 Kanter ve ark everyday following the first cisplatin injection. At the end of the experiment, a sample of kidney cortex for biopsy was taken and it was examined by the light and electron microscope levels. Results: It was observed that the kidney tissue was normal in control group subjects. In cisplatin group, it was noticed that most of the renal corpuscle lost their normal appereance and size; glomerular structure disappeared partially or in total. It was seen that some renal corpuscle disappeared and these areas were filled with infiltration cells. Tubular dilation and tubular damages were observed especially in the corticomedullary area. Proximal tubular degenerations were thickening of basement membrane, loss of brush border, vacuolization, swollen of mitochondria in the proximal tubule epithelial cells. In addition, infiltration foci was observed in intersitisyel connective tissue. In the group which was cisplatin plus vitamin E was observed that the morphologic damages and morphometric changes were decreased, on the contrary, infiltration focuses began to diminish, but they could be still observed partially. Conclusion: In this study, in the prevention of nephrotoxicity, which is caused by cisplation injection to rats, it was observed that long-term vitamin E treatment was effective morphologically. Under the light of this knowledge, we think that cisplatin chemotherapy accompanying with vitamin E would be beneficial clinically. Key words: Cisplatin, nephrotoxicity, vitamin E, morphometry, rat Antineoplastik ilaçlarýn kemoterapide kullanýlmasý sonucu, özellikle hýzlý bir biçimde çoðalmakta olan gastrointestinal, hematopoietik sistem hücreleri ve testiste önemli toksik etkilerin oluþtuðu bilinmektedir. Bunun yanýsýra cisplatin gibi bazý antineoplastik ilaçlar, böbrek ve sinir dokusu gibi hücre proliferasyonunun önemsiz olduðu organlarý da etkileyebilir (1). Onkolojik hastalýklarýn tedavisinde antineoplastik ilaçlara baðlý olarak geliþen böbrek yetmezliði önemli bir sorun olarak karþýmýza çýkmaktadýr. Zaman zaman kemoterapiye baðlý akut böbrek yetmezliði oluþmasýna karþýn kronik böbrek yetmezliðine de seyrek olarak rastlandýðý bilinmektedir. Nefrotoksik özelliði olan antineoplastik ilaçlarýn tümör tedavisinde kullanýlmalarý ile kemoterapiye baðlý kronik böbrek yetmezliði daha sýk görülmeye baþlanmýþtýr (2). Cisplatin, yüksek antitümöral aktivite gösteren ve oldukça geniþ kullaným alanýna sahip antineoplastik bir ajandýr. Baþta testis ve over kanserleri olmak üzere, mesane, prostat, baþ ve boyun kanserleri, osteojenik sarkom ve nöroblastoma gibi solid tümörlerin tedavisinde sýklýkla kullanýlýr (3,4). Ancak doza baðlý olarak ortaya çýkan nefrotoksik etkisi kullaným alanýný sýnýrlamaktadýr (5,6). Cisplatin nefrotoksisitesinin hücresel mekanizmasý tam olarak bilinmemektedir (7,8). Bu nedenle toksisite mekanizmasýný anlamak amacýyla, cisplatinin etkisi çeþitli hayvan modelleri üzerinde çalýþýlmýþtýr (9-11). Cisplatin toksisitesinden sorumlu birden fazla mekanizmanýn olduðu düþünülmektedir. Hücre içerisine difüzyon yoluyla giren cisplatin, antitümoral ve hatta nefrotoksik etkisini, hücre içinde reaktif platin türlerine hidrolize olarak gösterir (12). Cisplatin DNA ile etkileþerek, zincir içi ve zincirler arasý çapraz baðlar oluþturur. Bu baðlarýn ortaya çýkýþý ise DNA transkripsiyon ve replikasyonunu inhibe eder. Cisplatinin modifiye ettiði DNA, yeterince yenilenemediðinden, ortaya çýkan DNA hasarý apoptozisi baþlatýr. Bu hasar onarýlamayacak boyutta ise, hücre tarafýndan tolere edilemez ve hücrenin ölümüne neden olur (13). Bunun yaný sýra birçok çalýþmada, cisplatin nefrotoksisitesinin patofizyolojisinde oksidatif stresin önemli rol oynadýðý görülmüþtür. Cisplatinden kaynaklanan nefrotoksisite, böbrek dokusunda ortaya çýkan lipid peroksidasyon artýþýyla iliþkilidir (3,9,14-16). Cisplatin, gerek süperoksit iyonlarý gerekse hidroksil radikalleri gibi aktif oksijen türlerini üretebilir, normal dokudaki antioksidan enzimleri inhibe edebilir (17-20). Bu nedenle, normal dokulara zarar vermemek þartý ile, antitümöral etkinliði olmaksýzýn, ilaçlarýn meydana getirdiði hasarý azaltmak amacýyla çok sayýda koruyucu ajan antitümöral ilaçlarla birlikte kullanýlmaktadýr. E vitamini tokoferol ve tokotrienol türevlerini kapsayan bir vitamindir. Antioksidan aktivitesi en yüksek olan alfa-tokoferoldür. Alfa-tokoferol lipofilik özelliðinden dolayý membran spesifik bir antioksidan olup, plazma membraný, mitokondri ve mikrozom gibi membrandan zengin hücre kýsýmlarýnda bulunur. Çok güçlü bir antioksidan olarak, zarsal fosfolipidlerin yapýsýndaki çok doymamýþ yað asitlerini serbest radikallerin etkisinden koruyan ilk savunma hattýný oluþturur. Lipid peroksil radikalini ortadan kaldýrarak, lipid peroksidasyon zincir reaksiyonlarýný sona erdirir. Bu özelliðinden dolayý zincir kýrýcý antioksidan olarak bilinir. Ayrýca E vitamini, süperoksit ve hidroksil radikallerini, singlet oksijeni indirger ve nitrik oksit ile reaksiyona girebilir (21-24). Bu çalýþma, sýçanlarda tekrarlanan cisplatin enjeksiyonu ile oluþturulan böbrek hasarlarýna karþý, uzun süreli E vitamini tedavisinin morfolojik açýdan ne ölçüde koruma saðlayacaðýný göstermek amacýyla planlandý. Gereç ve Yöntem Çalýþmada, optimum laboratuvar koþullarý (ýsý; 21 o C, baðýl nem oraný; %40-60, ýþýk periyodu; 12/12 saat aydýnlýk/karanlýk, uygun havalandýrma sistemi) altýnda günlük içme suyu ve %21 ham protein içeren pelet
Cisplatin nefrotoksisitesinde E vitamininin koruyucu etkileri 85 Resim 1. Kontrol grubuna ait normal morfolojiye sahip sýçan böbrek korteksi görülmektedir (a, d, g). Cisplatin tedavili sýçan böbreðinde yaygýn tübüler dilatasyon (yýldýz), tübüler lümende kist oluþumu (kalýn ok), infiltrasyon odaklarý (ince ok), proksimal tübül hücre hasarý (ok baþý), Bowman aralýðýnda geniþleme (içi boþ yýldýz), Bowman kapsülü ve renal tübül bazal membranlarýnda kalýnlaþma (kývrýk ok) izlenmektedir (b, e, h). Cisplatin ile birlikte E vitamini verilen grupta dejeneratif deðiþikliklerin azalmakla birlikte infiltrasyon odaklarýnýn (ince ok) varlýðý dikkati çekmektedir (c, f, ý). a-f; hematoksilen+eosin, g-ý; periyodik asit schiff. Bar: 50µ. yemlerle beslenen, 3 aylýk, aðýrlýklarý 200-300 gr arasýnda deðiþen 18 adet erkek Wistar albino cinsi sýçan kullanýldý. Denekler, her grupta altý adet olacak þekilde, biri kontrol olmak üzere 3 deney grubuna ayrýldý. Kontrol grubu deneklerine 3 ay boyunca her gün im olarak serum fizyolojik verildi. II. ve III. grup deneklere ayda bir kez olmak üzere 3 ay süre ile 5 mg/kg cisplatin (Cisplatin DBL, Orna) 24 numara kateter yardýmý ile kuyruk veninden girilerek iv yoldan uygulandý. III. grup deneklere ilk cisplatin enjeksiyonunu takiben her gün, im olarak 5 mg/kg E vitamini (Evigen, Aksu) mililitrede 0,16 mg/kg olacak þekilde saf zeytin yaðý ile dilüe edilerek verildi. Kemoterapiye baðlý olarak ortaya çýkabilecek çeþitli alerjik reaksiyonlara karþý II. ve III. grup deneklere her cisplatin enjeksiyonundan 24 saat önce, altý saat ara ile iki kez, im olarak 0,13 mg/kg deksametazon (Dekort, Deva) uygulandý. Deney süresinin sonunda, tüm denekler dekapitasyon yöntemiyle öldürüldü. Daha sonra böbreklerinin korteksinden nekropsi materyalleri alýnýp, ýþýk ve elektron mikroskopik incelemeler için hazýrlandý. Alýnan nekropsi materyallerinin yarýsý, ýþýk mikroskopik incelemeler için Bouin fiksatöründe fikse edilip, parafin inkluzyonu yapýldýktan sonra bloklama iþlemi gerçekleþtirildi. Parafin bloklardan 5µ kalýnlýðýnda alýnan kesitlere hematoksilen+eosin ve periyodik asit schiff boyalarý uygulandý. Elektron mikroskopik incelemeler için 1x2 mm büyüklüðündeki böbrek parçalarý, 0,1 M fosfat tamponunda (ph: 7,3) hazýrlanmýþ %2,5'lik glutaraldehit (Merck) solusyonunda prefiksasyona tabi tutulduktan sonra, ayný fosfat tamponunda bir gece yýkandý. Daha sonra yine ayný tamponla hazýrlanmýþ %1'lik osmium tetraoksit (Merck) solusyonunda 1 saatlik postfiksasyonun ardýndan tekrar fosfat tamponunda yýkanan parçalar etil
86 Kanter ve ark alkolden geçirilerek dehidrate edildi. Dehidratasyonu takiben parçalar, araldit gömme ortamýna alýndý. Hazýrlanan bloklardan alýnan 40-60 nm kalýnlýðýnda ince kesitlere uranil asetat ve Reynold'un kurþun sitrat boyalarý uygulandý. Boyanmýþ kesitler Jeol Jem-1010 transmisyon elektron mikroskobunda incelenerek, fotoðraflandýrýldý. Morfometrik incelemeler için, hematoksilen+eosin ile boyanmýþ 5µ kalýnlýðýndaki parafin kesitler deðerlendirildi. Her bir sýçan için, bir kesit üzerinde 20 glomerül ve tübül rastgele seçildi, böylece her bir grubu temsil eden 120 glomerül ve tübül deðerlendirildi. Glomerülün (x20 büyütmede) ve tübülün (x40 büyütmede) çaplarý mikrometrik oküler kullanýlarak ýþýk mikroskobunda (Olympus Cx 31) ölçüldü. Her bir glomerülün en geniþ ve en dar olamak üzere iki farklý çapý ölçüldü, daha sonra ortalamalarý alýnarak glomerül çaplarý hesaplandý. Morfometrik ölçümlerden elde edilen veriler ortalama±standart sapma þeklinde gösterildi. Deðerlerin normal daðýlýma uygunluðu Kolmogorov-Smirnov testi ile incelendi. Ölçülen parametreler bakýmýndan gruplar arasýndaki farklýlýklar, veriler normal daðýlýma uygun olmadýðý için Kruskal-Wallis testi ile analiz edildi. Gruplar arasýnda önemli farklýlýk bulunduðunda çoklu karþýlaþtýrmalar için Bonferroni post-hoc testi kullanýldý. p<0.05 olduðunda sonuçlar, istatistiksel olarak anlamlý kabul edildi. Ýstatistiksel analizler, Statistica 7.0 paket programýnda yapýldý. Bulgular Histopatolojik bulgular: Kontrol grubu deneklerinin böbrek korteksinde normal görünümde böbrek cisimcikleri, proksimal ve distal tübüller gözlendi. Böbrek cisimciklerinde glomerüler yumaðýn normal görünümde olup, pariyetal yaprak bazal membraný ve glomerüler bazal lamina normal kalýnlýkta idi. Normal kalýnlýkta bazal membranlar üzerine oturmuþ, izoprizmatik hücrelerden oluþan distal tübüller ve fýrçamsý kenarlarý düzenli periyodisiteye sahip prizmatik hücrelerden oluþan proksimal tübüller dokuya hakim idi (Resim 1a,d,g, 2a,b). Cisplatin grubu deneklerinin böbrek korteks materyalleri ýþýk mikroskobunda incelendiðinde, en çarpýcý deðiþiklikler tübüllerde gözlendi. Kortikomedüller bölgeden baþlayýp kortekse doðru uzanan, lümenleri ileri derecede geniþlemiþ, oval, uzun veya spiral þekilli tübüller saptandý. Aþýrý geniþleme sonucu bazý tübüllerde hücrelerin normal þekillerini kaybettiði ve yassý hücre haline dönüþtüðü izlendi. Yassý hücreler ile çevrili bazý tübül lümenlerinde kistik oluþumlarýn ortaya çýktýðý dikkati çekiyordu. Proksimal tübül hücrelerinin sitoplazma yoðunluðunu kaybettiði, yer yer lümen içerisine döküldükleri, tübül duvarýnda kalanlarýn ise fýrçamsý kenar yapýlarýnýn bozulduðu gözlendi. Glomerüler yapýsý kýsmen veya tamamen ortadan kalkmýþ, Bowman aralýðý geniþlemiþ bu nedenlede normal görünümünü kaybetmiþ çok sayýda böbrek cisimciðine rastlandý. Bazý cisimciklerin ise ortadan kaybolduðu ve bu alanlarýn infiltrasyon hücreleri tarafýndan doldurulduðu gözlendi. Ayrýca hem renal tübül hem de Bowman kapsülü bazal membranlarýnýn kalýnlaþtýðý görüldü. Baþta kortikomedüller olmak üzere, kortekste yoðun fokal infiltrasyon bölgeleri gözlendi (Resim 1b,e,h). Elektron mikroskobik incelemede, renal tübüler hücrelerin çok sayýda sitoplazmik vakuoller ile krista yapýsý bozulmuþ, yuvarlaklaþmýþ mitokondri içerdikleri, mikrovilluslarýnýn yer yer kaybolduðu, bazal katlantýlarýnýn ise düzleþtiði görüldü. Böbrek cisimciðinde podosit ayakçýklarýnýn kendi aralarýnda kaynaþmasý sonucu filtrasyon yarýklarýnýn azaldýðý gözlendi (Resim 2c,d). Cisplatin ile birlikte E vitamini verilen deneklerin böbrek korteksleri ýþýk mikroskobunda incelendiðinde, böbrek cisimciklerinin çoðunun normal þekil ve büyüklüðünü koruduðu, ancak glomerülü hasarlanmýþ bir kaç böbrek cisimciðinin olduðu gözlendi. Tübüler geniþlemelerin ve tübül hücre hasarlarýnýn II. grup deneklere oranla daha az olduðu ve infiltrasyon sahalarýnýn azalmakla birlikte yer yer varlýðýný sürdürdüðü dikkati çekti (Resim 1c,f,ý). Elektron mikroskopik incelemede, filtrasyon seddi bazal membranýnýn normal kalýnlýkta olduðu, ancak bazý bölgelerde podosit ayakçýklarý arasýndaki periyodisite bozukluðunun devam ettiði görüldü. Bazal membran üzerine oturmuþ proksimal tübül hücrelerinde ise hasarlarýn büyük oranda indirgenmiþ olduðu gözlendi (Resim 2e,f). Morfometrik bulgular: Yaptýðýmýz morfometrik inceleme sonucunda renal tübül ve glomerül çaplarýnýn hesaplanan ortalama deðerleri Tablo 1'de gösterilmiþtir. Bu tabloya göre, kontrole kýyasla cisplatin grubunun renal tübül çaplarýnýn anlamlý derecede arttýðý (p<0.01), buna karþýn glomerül çaplarýnýn azaldýðý (p<0.01) gözlenmektedir. Uzun süreli E vitamini tedavisinin ise cisplatin grubunda gözlenen renal tübül çaplarýndaki artýþý azaltýp (p<0.05), glomerül çaplarýndaki azalmayý arttýrarak (p<0.05) normal deðerlere yaklaþtýrdýðý görülmektedir. Tartýþma Cisplatin, 1970'li yýllardan beri çeþitli tümörlerin tedavisinde sýklýkla kullanýlan, etkili kemoterapötik ajanlardan biri olmuþtur (25). Ancak, doza baðlý olarak ortaya çýkan nefrotoksik etkisinden dolayý, kullaným alaný sýnýrlýdýr (3,25). Deney hayvanlarý üzerinde yapýlan çalýþmalarda, cisplatinin özellikle proksimal tübülün S3 segmentinde hasar meydana getirdiði (26,27), insanlarda ise bu hasarýn daha çok distal tübül ve toplayýcý kanallarda olduðu gözlenmiþtir (4,12). Cisplatinin nefrotoksik etkisi doza baðlýdýr. Görülen ilk toksik etkiler proksimal tübüllerde olup, glomerüllerde
Cisplatin nefrotoksisitesinde E vitamininin koruyucu etkileri 87 Resim 2. Kontrol grubuna ait glomerül (a) ve proksimal tübül (b) elektron mikrograflarý. BA: Bowman aralýðý, P: Parietal yaprak, PO: Podosit, K: Kapiler, E: Endotel, ok: Podosit ayakçýklarý, BK: Bazal katlantýlar, M: Mitokondri. Cisplatin grubuna ait böbrek cisimciðinde podosit ayakçýklarýnýn kaynaþtýðý (ok) ve periyodisitesinin bozulduðu (c), proksimal tübül hücre sitoplazma yoðunluðunun kaybolduðu, çok sayýda vakuol (yýldýz) ve yuvarlaklaþmýþ mitokondri içerdikleri (M), mikrovillus (Mv) ve bazal katlantýlarýn yer yer kaybolduðu (d) gözlenmektedir. Cisplatin ile birlikte E vitamini verilen grupta glomerüler elemanlarýn (e) ve proksimal tübül hücre ultrastrüktürünün (f) daha az hasarlandýðý görülmektedir. Uranil asetat+kurþun sitrat. Bar: 1µ. ve distal tübüllerde herhangi bir deðiþiklik gözlenmez. Meydana gelen bu deðiþiklikler geri dönüþümlü olup, ilacýn kesilmesiyle yapý tekrar normale döner (28,29). Ancak yüksek doz veriminde veya tekrarlanan uygulamalarda, hasarýn þiddetinin artarak proksimal tübüllerin yanýsýra, distal tübül, glomerül ve hatta intersitisyel bað dokuda bazý deðiþikliklerin ortaya çýktýðý görülmüþtür (30). Bu güne kadar yapýlan birçok insan ve hayvan deneylerinde, cisplatin nefrotoksisitesinin mekanizmasýný anlamak ve bu yan etkisini azaltmak için farklý koruyucu ajanlar denenmiþtir. Ratlarda, taurin tedavisi ile cisplatin nefrotoksisitesinin azaltýlabileceði bildirilmiþtir. Taurin tedavili sýçanlarýn, cisplatin grubundakilere kýyasla daha az renal hasara sahip olduklarý histo-morfometrik analiz aracýlýðýyla gösterilmiþtir (31,32). Son zamanlarda, ebselenin antioksidan sistemini düzenlemek suretiyle cisplatin tedavili sýçanlarda nefroprotektif etkiye sahip olduðu gösterilmiþtir (33). Ayrýca hem hidroksil radikalini süpüren hem de demir-aracýlý per-
88 Kanter ve ark oksidatif hasarlarý önleyen, lipofilik bir bileþik olan Edaravone'un, cisplatin tedavisini takiben ortaya çýkan akut böbrek yetmezliðine karþý böbrekleri koruduðu gösterilmiþtir (34,35). Biz de bu çalýþmada, tekrarlanan cisplatin enjeksiyonu ile sýçan böbrek dokusunda oluþturulan histopatolojik ve morfometrik deðiþikliklerin, güçlü bir antioksidan olan E vitamininin uzun süreli tedavisi ile kýsmen önlenebildiðini gösterdik. Cisplatin enjeksiyonlarý ile böbrek dokusunda gözlediðimiz, özellikle kortikomedüller bölgede yer alan, kistik oluþumlarý içeren dilate tübüller, renal epitel hücre vakuolizasyonu ve desquamasyonu gibi tübüler hasarlar ile geniþlemiþ Bowman aralýðýna sahip, yapýsý ve þekli bozulmuþ böbrek cisimciklerindeki deðiþiklikler daha önceki çalýþmalarda gözlenen bulgular ile uyumludur (11,29,36,37). Bazý araþtýrmacýlara göre, tübüllerde görülen morfolojik bozukluklarýn daha çok kortikomedüller bölgede olmasý, cisplatinin en fazla proksimal tübül hücrelerinin mitokondrisinde birikimi, mitokondriyonlarýn ise daha çok medulla-korteks sýnýrýnda yerleþmiþ olan proksimal tübüllerin S3 segmentinde bulunmasýndan dolayýdýr (4,27). Choei ve arkadaþlarý yaptýklarý bir çalýþmada, böbrekte platin konsantrasyonun en fazla kortikomedüller bölgede, en az medullada olduðunu göstermiþlerdir. Bu konsantrasyon daðýlýmýný, tübüler lezyonlarýn daha çok kortikomedüller bölgede olmasýnýn sebebi olarak açýklamýþlardýr. Ýn vivo ve in vitro çalýþmalar, cisplatinin proksimal tübül üzerindeki toksisitesinin temelinde mitokondriyal disfonksiyonun yattýðýný göstermektedir (4). Cisplatin, enzim aktivitelerini bozarak, mitokondriyal oksidatif fosforilasyon enzimlerini inhibe eder. Bu da ATP üretiminin azalmasýna, aktivitesi için ATP'ye ihtiyaç duyan enzimlerin inhibisyonuna yol açar (27). Cisplatin mitokondriyal DNA'yý hasarlayarak, sitokrom oksidaz ve ATPaz'ýn alt ünitelerini içeren bazý kritik mitokondriyal iç membran proteinlerinin yapýmýný bozar. Bu proteinlerin sentezi yapýlamadýðýndan, mitokondriyal degredasyona neden olur (12). Elektron mikroskobu ile tübül epitel hücrelerinde gözlediðimiz, mitokondriyal þiþme, krista silinmeleri gibi morfolojik deðiþiklikler bu degredasyonun sonuçlarý olabilir. Bizim bulgularýmýzda olduðu gibi, nefrotoksik aðýr metaller ile tedavi edilen deney hayvanlarý üzerindeki çalýþmalarda proksimal tübül hücre mikrovilluslarýnda kýsalma ve fokal kayýp gözlenmiþtir. Bu durum kýsmen proksimal tübül hücrelerinin reabsorpsiyon ve salgýlama fonksiyonlarýndaki bozukluk ile açýklanmýþtýr. Glomerülden süzüldükten sonra aðýr metale ilk maruz kalan hücre organeli, hücre membraný olduðundan nefrotoksik aðýr metaller direkt olarak mikrovilluslara baðlanabilir ve onlarýn bütünlüðünü bozabilir. Ayrýca proksimal tübül hücre bazal membraný ile aðýr metalin etkileþimi bazal katlantýlarýn parçalanmasýna ve kaybýna neden olabilir. Bizim elektron mikroskobunda gözlediðimiz proksimal tübül hücre bazal katlantýlarý ve fýrçamsý kenarlarýndaki kýsalma ve kayýp diðer araþtýrmacýlarýn çalýþmalarý ile desteklenmiþtir (26,38) Cisplatin nefrotoksisitesi üzerinde yapýlan çalýþmalarda, etkin ilaç dozunun, kýsa süreli (1-30 gün) verimlerinde, böbrek cisimciðinde herhangi bir deðiþiklik gözlenmemiþtir. Fakat ilacýn kronik veya yüksek doz uygulanmasýyla böbrek cisimciðinde, bizim bulgularýmýza benzer deðiþiklikler saptanmýþtýr (10,29). Glomerüllerin toksik ve immünolojik yolla zedelenmesinin yaný sýra, tübüller ve intersitisyel bað doku elemanlarý da toksik veya infeksiyöz ajanlarýn etkisiyle hasarlanýr. Ancak böbrek yapýlarýnýn birbiriyle olan anatomik baðýmlýlýðý nedeniyle, birinde oluþan hasar, sekonder olarak diðerlerini de etkiler. Örneðin; þiddetli glomerüler zedelenme, peritübüler vasküler sistem akýþýný azaltýr. Buna karþýn tübüler harabiyet, glomerüler basýncý artýrarak, glomerüler atrofiye neden olabilir. Bu mekanizma, Bricker ve arkadaþlarý tarafýndan "eksiksiz nefron teorisi" olarak açýklanmýþtýr (39,40). Aþýrý maruziyet sonrasýnda cisplatin, glomerüler filtrasyon ve proksimal tübül sekresyonuna uðrayarak baþlýca idrar ile atýlýr (20). Cisplatin, gerek filtrasyon esnasýnda glomerüler yapý elemanlarýyla direkt temas ederek, gerekse böbrek tübüllerinde hasar meydana getirerek, glomerüler içi basýnç artýþý oluþturmuþ, bu nedenle de bazý böbrek cisimciklerinin yapýsý kýsmen veya tamamen bozulmuþ olabilir. Çalýþmamýzda intersitisyel bað doku deðiþikliklerine, özellikle sadece cisplatin verilen deneklerin kortikomedüller ve korteks bölgelerinde rastladýk. Bu deðiþiklikler; bozulmuþ böbrek cisimciklerinin bitiþiðinde, hasarlanmýþ tübüller etrafýnda ki bað doku alanlarýnda gözlenen infiltrasyon hücre odaklarý þeklinde idi. Blisard ve Harrington (10), intersitisyumdaki bu hücrelerin hem mononükleer hem de polimorfonükleer hücreler olduðunu, el-shazly ve arkadaþlarý (11) ile Guinee ve arkadaþlarý (41) ise bunlarýn çok sayýda lenfosit olduðunu bildirmiþlerdir. Cisplatin ile birlikte E vitamini verdiðimiz deneklerde, bu antioksidanýn cisplatinin açýða çýkardýðý serbest oksijen radikallerini süpürmesi sonucu, lipid peroksidasyon (3) ve vasokonstriksiyon (28) kýsmen engellenmiþ olacaðýndan, hasarlar da engellenme oranýnda ortadan kalkmýþ gibi görünmekte idi. Ayrýca diðer araþtýrmacýlar tarafýndan da gösterildiði gibi cisplatin, antioksidan enzimlerin aktivitelerinde inhibisyon oluþturmak suretiyle antioksidan defans sistemini bozarak hasar meydana getirir (3,18). Sadzuka ve arkadaþlarý (15), cisplatin uygulamasýndan sonra sýçanlarýn böbrek dokusunda açýða çýkan lipid peroksidasyon artýþýný, E vitamini tedavisinin önemli derecede azalttýðýný göstermiþlerdir. Ayrýca cisplatin enjeksiyonundan sonra sýçan böbrek dokusunda E vitamini konsantrasyonunda önemli miktarda azalma olduðu gözlenmiþtir (7). Çalýþmamýzda bu antioksidanýn ilavesi ile bozukluðun dengelendiði, bu nedenle hasarlarýn ortaya çýkýþýnýn da kýsmen engellendiði kanýsýndayýz.
Cisplatin nefrotoksisitesinde E vitamininin koruyucu etkileri 89 Tablo 1: Kontrol, cisplatin ve cisplatin+e vitamini gruplarýnda tübül ve glomerül çapý ortalama ± standart sapma deðerleri a p < 0.01 Cisplatin grubu kontrol grubu ile kýyaslandýðýnda; b p < 0.05 Cisplatin+E vitamini grubu cisplatin grubu ile kýyaslandýðýnda; c p < 0.01 Cisplatin grubu kontrol grubu ile kýyaslandýðýnda; d p < 0.05 Cisplatin+E vitamini grubu cisplatin grubu ile kýyaslandýðýnda. µ: mikrometre Lee ve arkadaþlarý (42), E vitamininin lipoproteinleri oksidasyona dirençli hale getirerek, intraglomerüler makrofaj infiltrasyonunu inhibe ettiðini ve böylece böbrek hasarýný azalttýðýný ileri sürmüþlerdir. Antikanseröz ajanlar, yüksek dozda veya uzun süreli uygulandýklarýnda, böbrek gibi hayati öneme sahip organlarda þiddetli yan etki oluþturduklarýndan sýnýrlý kullanýma sahiptir. Bu nedenle, kanserli hasta tedavisinde antikanseröz ajanlarýn yan etkilerinin önlenmesi önemli bir kliniksel sorundur. Sonuç olarak, bu çalýþmada cisplatin ile birlikte E vitamini verilen grupta, cisplatine baðlý olarak renal dokuda açýða çýkan morfolojik ve morfometrik deðiþikliklerin þiddetinin önemli derecede azaldýðýný gözledik. Bu bulgulara göre, klinisyenlerin cisplatin ile yaptýklarý tedaviye, E vitamini gibi güçlü bir antioksidan ekleyerek ilacýn yan etkisini belirli ölçüde azaltabilecekleri görüþündeyiz. Kaynaklar 1- Kayaalp O, Rasyonel Tedavi Yönünden Týbbi Farmakoloji. 8. baský. Ankara: Feryal Matbaacýlýk, 1998;376-390 2- Çýtak A, Alpay H, Nayýr A, et al. Antineoplastik ilaçlara baðlý böbrek yetersizliði. Ýstanbul Týp Fakültesi Mecmuasý 1995;58:116-119. 3- Antunes LM, Darin JD, Bianchi Nd. Effects of the antioxidants curcumin or selenium on cisplatininduced nephrotoxicity and lipid peroxidation in rats. Pharmacol Res. 2001;43:145-150. 4- Meyer KB, Madias NE. Cisplatin nephrotoxicity. Miner. Electrolyte. Metab. 1994;20:201-213. 5- Taguchi T, Nazneen A, Abid MR, Razzaque MS. Cisplatin-associated nephrotoxicity and pathological events. Contrib Nephrol. 2005;148:107-121. 6- Dillioglugil MO, Kir HM, Gulkac MD, et al. Protective effects of increasing vitamin e and a doses on cisplatin-induced oxidative damage to kidney tissue in rats. Urol Int 2005;75:340-344. 7- Appenroth D, Frob S, Kertsen L, Splinter FK, Winnefeld K. Protective effects of vitamin E and C on cisplatin nephrotoxicity in developing rats. Arch. Toxicol.1997; 71:677-683. 8- Saleh S, el-demerdash E. Protective effects of L- Arginine against cisplatin-induced renal oxidative stress and toxicity: Role of nitric oxide. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2005;97:91-97. 9- Durak I, Ozbek H, Karaayvaz M, Ozturk HS. Cisplatin induced acute renal failure by impairing antioxidant system in guinea pigs: effects of antioxidant supplementation on the cisplatin nephrotoxicity. Drug Chem Toxicol. 2002;25:1-8. 10- Blisard KS, Harrington DA. Toxicity of cis-pla- Diamminedichloroplatinum (II) in the Frog, Rana pipiens. J. Comp. Path. 1990;103:387-398. 11- el-shazly MO, Afify MM, el-dieb MK. Histopathological study into side-effect toxicity of some drugs used in treatment of cancer. Arch Exp Veterinarmed. 1989;43:319-326. 12- Klaassen, DC: Casarett and Doull's Toxicology. 5 th. Edition. United States: The Mc Graw Hill Componies,1996:437-438. 13- Jordan P, Carmo-Fonseca M. Molecular mechanisms involved in cisplatin cytotoxicity. Cell. Mol. Life Sci. 2000;57:1229-1235. 14- Hannemann J, Baumann K. Cisplatin-induced lipid peroxidation and decrease of gluconeogenesis in rat kidney cortex: different effects of antioxidants and radical scavengers. Toxicology. 1988;51:119-132. 15- Sadzuka Y, Shoji T, Takino Y. Mechanism of the increase in lipid peroxide induced by cisplatin in the kidneys of rats. Toxicol. Lett. 1992;62:293-300. 16- Sugihara K, Nakano S, Koda M, Tanaka K, Fukuishi N, Gemba M. Stimulatory effect of cisplatin on production of lipid peroxidation in renal tissues. Jpn. J. Pharmacol. 1987;43:247-252. 17- Nishikawa M, Nagatomi H, Nishijima M, et al. Targeting superoxide dismutase to renal proximal tubule cells inhibits nephrotoxicity of cisplatin and increases the survival of cancer-bearing mice. Cancer Lett. 2001;171:133-138. 18- Antunes LM, Darin JD, Bianchi MD. Protective effects of vitamin c against cisplatin-induced nephrotoxicity and lipid peroxidation in adult rats: A dosedependent study. Pharmacol. Res. 2000;41:405-411. 19- Sueishi K, Mishima K, Makino K, et al. Protection by a radical scavenger edaravone against cisplatininduced nephrotoxicity in rats. Eur. J. Pharmacol.
90 Kanter ve ark 2002;451:203-208. 20- Vickers AEM, Rose K, Fisher R, Saulnier M, Sahota P, Bentley P. Kidney slices of human and rat to charactarize cisplatin-induced injury on cellular pathways and morphology. Toxicol Pathol. 2004;32:577-590. 21- Kayaalp O. Rasyonel Tedavi Yönünden Týbbi Farmakoloji. 8. baský. Ankara: Feryal Matbaacýlýk, 1998;1547-1550. 22- Cheeseman KH, Slater TF. An introduction to free radical biochemistry. British Medical Bulletin. 1993;49:481-493. 23- Basaga HS. Biochemical aspects of free radicals. Biochem Cell Biol 1990;68:989-998. 24- Barber DA, Harris SRX. Oxygen free radicals and antioxidants: a review. American Pharmacy. 1994;NS34:26-35. 25- Allan SG, Smyth JF. Small intestinal mucosal toxicity of cis-platinum-comparison of toxicity with platinum analogues and dexamethasone. Br J Cancer. 1986;53:355-360. 26- Herak-Kramberger CM, Sabolic I. The integrity of renal cortical brush-border and basolateral membrane vesicles is damaged in vitro by nephrotoxic heavy metals. Toxicology. 2001;156:139-147. 27- Brady HR, Zeidel ML, Kone BC, Giebisch G, Gullans SR. Differential actions of cisplatin on renal proximal tubule and inner medullary collecting duct cells. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1993;265:1421-1428. 28- Brady HR, Kone BC, Stromski ME, Zeidel ML, Giebisch G, Gullans SR. Mitochondrial injury: an early event in cisplatin toxicity to renal proximal tubules. Am J Physiol 1990;258:1181-1187. 29- Choie DD, Longnecker DS, del Campo AA. Acute and chronic nephropathy in rats. Lab. Invest. 1981;44:397-402. 30- Alfieri BA, Cubeddu LX. Role of NK1 receptors on cisplatin-induced nephrotoxicity in the rats. Naunyn- Schmiedeberg's Arch Pharmacol. 2000;361:334-338. 31- Saad SY, Al-Rikabi AC. Protection effects of taurine supplementation against cisplatin-induced nephrotoxicity in rats. Chemotherapy 2002;48:42-48. 32- Sato S, Yamate J, Saito S, Kurasaki M. Protective effect of taurine against renal interstitial fibrosis of rats induced by cisplatin. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmakol 2002;365:277-283. 33- Yoshida M, Iizuka K, Terada A, et al. Prevention of nephrotoxicity of cisplatin by repeated oral administration of ebselen in rats. Tohoku J Exp Med 2000;191:209-220. 34- Satoh M, Kashihara N, Fujimoto S, et al. A novel free radical scavenger, edarabone, protects against cisplatin-induced acute renal damage in vitro and in vivo. J Pharmacol Exp Ther 2003;305:1183-1190. 35- Murato S, Morita I, Suda N. The control of vascular endothelial cell injury. Ann NY Acad Sci 1990;598:182-187. 36- Atessahin A, Yilmaz S, Karahan I, Ceribasi AO, Karaoglu A. Effects of lycopene againts cisplatininduced nephrotoxicity and oxitadive stress in rats. Toxicology. 2005;212:116-123. 37- Mohan IK, Khan M, Shobha JC, et al. Protection against cisplatin-induced nephrotoxicity by spirulina in rats. Cancer Chemother. Pharmacol. 2006;58:802-808. 38- Orfila C, Bompart G, Lepert JC, Suc JM, Girolami JP. Renal immunolocalization of kallikrein in cisplatin nephrotoxicity in rats. Histochem. J. 1993;25:772-777. 39- Cevikbaþ U. Temel Patoloji., Ýstanbul: Nobel Týp Kitabevleri, 2000;437-438. 40- Bricker NS, Morrin PA, Kime SW. The pathologic physiology of chronic Bright's disease. Am. J. Medicine. 1960;28:77-98. 41- Guinee DG, van Zee B, Houghton DC. Clinically silent progressive renal tubulointerstitial disease during cisplatin chemotherapy. Cancer+Supplements. 1993;71:4050-4054. 42- Lee HS, Jeong JY, Kim BC, Kim YS, Zhang YZ, Chung KH. Dietary antioxidant inhibits lipoprotein oxidation and renal injury in experimental focal segmental glomerulosclerosis. Kidney International. 1997;51:1151-1159.