İndol 3 propionik asidin bupivakain kaynaklı sinir hasarındaki nöroprotektif rolü
The neuroprotective role of indole-3-propionic acid in bupivacane-induced nerve injury
- Tez No: 990303
- Danışmanlar: PROF. DR. HALE AKSU, PROF. DR. VOLKAN HANCI
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Anestezi ve Reanimasyon, Anesthesiology and Reanimation
- Anahtar Kelimeler: Bupivakain, Nörotoksisite, İndol-3-Propiyonik Asit, Lipid Emülsiyonu, Apoptoz, Nöroproteksiyon, TNF-α, BCL-2, Anestetikler-lokal, Bağırsak mikrobiyotası, Bupivacaine, Neurotoxicity, Indole-3-Propionic Acid, Lipid Emulsion, Apoptosis, Neuroprotection, TNF-α, BCL-2, Anesthetics-local
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Tıp Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Lokal anesteziklerin, özellikle bupivakainin yüksek doz veya yanlışlıkla intravasküler uygulanması, ciddi santral sinir sistemi (SSS) toksisitesine ve nöronal hasara yol açabilmektedir. Bu çalışmanın temel amacı; bağırsak mikrobiyotası tarafından triptofan metabolizması sonucu üretilen, kan-beyin bariyerini geçebilen ve güçlü antioksidan özelliklere sahip endojen bir metabolit olan Indol-3-Propiyonik Asidin (IPA); bupivakain ile indüklenen akut nörotoksisite modelinde nöronal sağkalım, nöroinflamasyon ve apoptotik yolaklar üzerindeki potansiyel nöroprotektif etkilerini incelemektir. Ayrıca, mevcut altın standart tedavi olan Lipid Emülsiyonu (LE) ile kombine kullanımının sinerjistik etkinliği değerlendirilmiştir. Gereç ve Yöntem: Çalışmada, Dokuz Eylül Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulu onayı ile 30 adet erişkin dişi Wistar albino sıçan kullanıldı. Denekler randomize olarak; Kontrol, Bupivakain (BPV), Bupivakain + Lipid Emülsiyonu (BPV+LE), Bupivakain + Indol-3-Propiyonik Asit (BPV+İPA) ve Bupivakain + LE + İPA (Kombine) olmak üzere 5 gruba (n=6) ayrıldı. Nörotoksisite modeli, kuyruk veninden 1 mg/kg/dk hızında bupivakain infüzyonu ile oluşturuldu. Tedavi gruplarına toksisite sonrası %20 Lipid emülsiyonu (3 mL/kg/dk) ve/veya intraperitoneal IPA (3,5 ml/kg) uygulandı. Tüm deneklerde elektrokardiyografi (EKG) ve konvülsiyon monitörizasyonu yapıldı. Sakrifikasyon sonrası beyin dokuları histopatolojik ve moleküler analizler için izole edildi. Prefrontal Korteks ve Hipokampüs (CA1 ve CA3) bölgelerindeki nöronal hasar ve dansite değişimleri Kresil Viyole boyaması ile değerlendirildi. Nöronal ölüm ve inflamasyonun moleküler mekanizmaları; BCL-2 (B-hücreli lenfoma 2), Kaspaz-3, Sitokrom-c ve TNF-α (Tümör nekroz faktörü α) gen (mRNA) ve protein ekspresyon seviyeleri ölçülerek RT-qPCR ve Western Blot yöntemleri ile analiz edildi. Bulgular: Bupivakain infüzyonu uygulanan tüm gruplarda genelleşmiş tonik-klonik nöbetler (Racine Skoru 5) ve kardiyak aritmiler gözlendi. Sağkalım analizlerinde, sadece bupivakain alan gruba kıyasla (9.83 ± 1.72 dk), IPA tedavisi alan grubun yaşam süresinde (12.83 ± 2.04 dk) istatistiksel olarak anlamlı bir artış saptandı (p=0.028). Kombine tedavi grubu ise en uzun sağkalım süresine (15.33 ± 4.54 dk) ulaştı. Histolojik analizlerde; BPV grubu, Kontrol grubuna kıyasla Prefrontal Korteks (%29.31 vs %46.01, p<0.001), Hipokampüs CA1 ve CA3 bölgelerinde anlamlı nöronal kayıp gösterdi. IPA tedavisi, Prefrontal Korteks (p=0.001) ve hipokampal CA1 bölgesinde (p=0.030) nöronal dansiteyi BPV grubuna göre anlamlı düzeyde korurken; kombine tedavi grubunda nöronal yoğunluk değerlerinin kontrol grubu seviyelerine ulaştığı görüldü. Moleküler analizler, IPA tedavisinin nöronal sağkalım yolağını genetik düzeyde güçlü bir şekilde indüklediğini ortaya koydu. BPV grubuna kıyasla IPA grubunda, anti-apoptotik BCL-2 mRNA seviyelerinde 9,25 katlık bir artış (p<0.0001) gözlenirken; mitokondriyal apoptotik belirteçler olan Kaspaz-3 (0,18 kat) ve Sitokrom-c (0,46 kat) ekspresyonlarında anlamlı baskılanma tespit edildi. En çarpıcı bulgu olarak, nöroinflamasyonun ana mediatörü olan TNF-α mRNA düzeyleri, IPA tedavisi ile 0,006 kat seviyesine kadar gerileyerek radikal bir düşüş gösterdi. Western Blot sonuçları, bu genetik değişimlerin protein düzeyinde de korunduğunu ve kaspaz-3 seviyelerinin azaldığını doğruladı. Sonuç: Bu çalışma, Indol-3-Propiyonik Asidin bupivakain kaynaklı santral sinir sistemi toksisitesinde güçlü bir nöroprotektif ajan olduğunu in vivo ve moleküler düzeyde kanıtlayan ilk araştırmadır. IPA, mitokondriyal membran stabilitesini koruyarak (BCL-2 artışı/Sitokrom-c azalışı) intrinsik apoptoz yolağını engellemekte ve TNF-α aracılı nöroinflamasyonu belirgin şekilde baskılamaktadır. Özellikle Lipid Emülsiyonu ile kombine kullanımı, nöronal hasarı minimize etmede ve sağkalımı uzatmada sinerjistik bir potansiyel sergilemektedir. Bulgularımız, mikrobiyota-bağırsak-beyin ekseni metabolitlerinin, lokal anestezik toksisitesinin yönetiminde yeni ve etkili bir adjuvan tedavi stratejisi olabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Aim: Local anaesthetics, particularly bupivacaine, administered at high doses or accidentally administered intravenously, can cause serious central nervous system (CNS) toxicity and neuronal damage. The primary aim of this study is to investigate the potential neuroprotective effects of Indole-3-Propionic Acid (IPA), an endogenous metabolite produced by the gut microbiota through tryptophan metabolism, capable of crossing the blood-brain barrier and possessing potent antioxidant properties, in a bupivacaine-induced acute neurotoxicity model. Furthermore, the synergistic efficacy of its combined use with Lipid Emulsion (LE), the current gold standard treatment, was evaluated. Materials and Methods: Thirty adult female Wistar albino rats were used in the study, which was approved by the Dokuz Eylül University Local Animal Experiments Ethics Committee. The subjects were randomly divided into five groups (n=6): Control, Bupivacaine (BPV), Bupivacaine + Lipid Emulsion (BPV+LE), Bupivacaine + Indole-3-Propionic Acid (BPV+IPA), and Bupivacaine + LE + IPA (Combined). The neurotoxicity model was established by bupivacaine infusion at a rate of 1 mg/kg/min via the tail vein. The treatment groups received 20% lipid emulsion (3 mL/kg/min) and/or intraperitoneal IPA (3.5 mL/kg) after toxicity. Electrocardiography (ECG) and convulsion monitoring were performed in all subjects. Following sacrifice, brain tissues were isolated for histopathological and molecular analyses. Neuronal damage and density changes in the prefrontal cortex and hippocampus (CA1 and CA3) regions were assessed using cresyl violet staining. The molecular mechanisms of neuronal death and inflammation were analysed by measuring the gene (mRNA) and protein expression levels of BCL-2, Caspase-3, Cytochrome-c, and TNF-α using RT-qPCR and Western Blot methods. Results: Generalised tonic-clonic seizures (Racine Score 5) and cardiac arrhythmias were observed in all groups administered bupivacaine infusion. In survival analyses, a statistically significant increase in survival time (12.83 ± 2.04 min) was detected in the group receiving IPA treatment compared to the group receiving only bupivacaine (9.83 ± 1.72 min) (p=0.028). The combined treatment group achieved the longest survival time (15.33 ± 4.54 min). Histological analyses revealed that the BPV group showed significant neuronal loss in the Prefrontal Cortex (29.31% vs 46.01%, p<0.001) and the Hippocampal CA1 and CA3 regions compared to the Control group. IPA treatment significantly preserved neuronal density in the prefrontal cortex (p=0.001) and hippocampal CA1 region (p=0.030) compared to the BPV group; neuronal density values in the combined treatment group reached control group levels. Molecular analyses revealed that IPA treatment strongly induced the neuronal survival pathway at the genetic level. Compared to the BPV group, a 9.25-fold increase in anti-apoptotic BCL-2 mRNA levels (p<0.0001) was observed in the IPA group; while a significant suppression was detected in the expression of mitochondrial apoptotic markers Caspase-3 (0.18-fold) and Cytochrome-c (0.46-fold). Most strikingly, TNF-α mRNA levels, the main mediator of neuroinflammation, showed a radical decrease with IPA treatment, falling to 0.006-fold levels. Western Blot results confirmed that these genetic changes were also preserved at the protein level and that caspase-3 levels were reduced. Conclusion: This study is the first to demonstrate in vivo and at the molecular level that Indole-3-Propionic Acid is a potent neuroprotective agent against bupivacaine-induced central nervous system toxicity. IPA inhibits the intrinsic apoptosis pathway by preserving mitochondrial membrane stability (increased BCL-2/decreased cytochrome c) and significantly suppresses TNF-α-mediated neuroinflammation. Its combined use with Lipid Emulsion, in particular, shows synergistic potential in minimising neuronal damage and prolonging survival. Our findings suggest that metabolites of the microbiota-gut-brain axis may represent a novel and effective adjuvant treatment strategy for managing local anaesthetic toxicity.
Benzer Tezler
- Kafa Travması Sonrası Indol-3- Propiyonik Asitin Erken Takviyesinin Beyin Hasarına Etkileri
Effects of Early Supplementation of Indole-3- Propionic Acid on Brain Injury After Head Injury
HALE AKSU
- Bazı indol-triazol bileşiklerin sentezi ve karbonik anhidraz enzimi üzerine inhibisyon etkisinin incelenmesi
Synthesis of some indol-triazole compounds and investigation of their inhibition effects on carbonic anhydrase enzyme
AHMET BURAK SARIGÜNEY
- 2,3-diklor-1,4-naftakinon'dan n-; n-,s-; s-; s-,s- sübstitüe yeni naftakinon türevlerinin sentezi
The synthesis of new n-; n-,s-; s-; s-,s- substituted naphthoquinone derivatives from the 2,3-dichloro-1,4- naphthoquinone
DİNARA TULEGENOVA
- Farklı soğutma şekillerinin (hava ile soğutma ve sıvı azot ile soğutma) antakya kahvesinin uçucu ve aroma aktif bileşenleri üzerine etkisi
The effect of different cooling techniques (air cooling or liquid nitrogen cooling) on volatile and aroma active compounds of antakya coffee
ÇİSE EMİRLEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gıda MühendisliğiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. YAHYA KEMAL AVŞAR
- İndol-3-asetik asit ve kinetin'in Aeonium haworthii Webb & Berthel (L. 1841) bitkisinin in vitro gelişimi üzerine etkileri
Effects of indol-3-acetic acid and kinetin on in vitro growth of Aeonium haworthii Webb & Berthel (L. 1841) plant
NECİP NALÇACI