MYOKARDİYAL İSKEMİK ARDKOŞULLANMANIN NEKROZ ÜZERİNDEKİ KORUYUCULUĞUNDA MELATONİNİN FİZYOLOJİK VE FARMAKOLOJİK ETKİLERİ VE MİTOKONDRİYAL UNCOUPLING PROTEİNLERİ 2 VE 3'ÜN ROLÜ

Abstract

İskemik ardkoşullanma (Postconditioning-PostC); reperfüzyon başlangıcında iskemi-reperfüzyon (I/R)'un kısa bölümlerine maruz kaldığında, miyokardın daha dirençli hale gelmesini hedefleyen güçlü bir kardiyoprotektif olgudur. İlerleyen yaş ve kronik kalp hastalığıyla PostC'nin koruyucu etkisinin azaldığı/ortadan kalktığı bildirilmiştir. Benzer şekilde aynı risk gruplarında düşük serum melatonin düzeyi rapor edilmektedir. Bu çalışmada, PostC'nin koruyuculuğunda melatoninin fizyolojik ve farmakolojik konsantrasyonlarının rolünün belirlenmesi amaçlandı. Bu amaçla, I/R'ye bağlı nekroz alanı, enerji metabolizmasında görevli bir hormon olan irisin ve oksidatif strese karşı mitokondriyi koruyan uncoupling protein (UCP) 2 ve 3'ün düzeyleri incelendi. I/R uygulamalarından 2 ay önce ratlar kontrol (Non-Px) ve pinealektomili (Px) olarak 2 gruba ayrıldı. 30 dk iskemiyi takiben, 3 siklus 10'ar sn PostC ve 120 dk reperfüzyon uygulandı. Risk alanı evans blue, infarkt alanı trifeniltetrazolyumklorid ile tespit edilerek, İmageJ programı ile hesaplandı. İrisin, UCP 2 ve 3 düzeyleri qRT-PCR yöntemi ile ölçüldü. Non-Px gruplarda, PostC ve melatonin uygulamaları ile nekroz alanı azaldı (%18,83, %17,53). Px sıçanlarda (%33,58) nekroz alanı kontrol ile (%25,46) karşılaştırıldığında anlamlı yüksekti. UCP3 düzeyi I/R ve Px ile azaldı, PostC ve melatonin uygulamaları ile arttı. Px sonrası PostC, nekroz alanı ve UCP 2, 3 üzerinde anlamlı etki oluşturmazken, PostC öncesi melatonin uygulaması ile koruyuculuk sağlandı. İrisin düzeyi, I/R ve Px ile artarken, PostC ve melatonin uygulamaları ile azaldı. Bu bulgular; UCP 2, 3 ve irisin düzeylerinin PostC'nın koruyuculuğunda rolünün olabileceğini, fizyolojik melatoninin azaldığı durumlarda PostC'nin koruyuculuğunun (nekroz oranı, UCP2, 3) ortadan kalktığını, dışarıdan melatonin replasmanı ile koruyucu etkinin geri çevrilebildiğini göstermiştir. Melatoninin fizyolojik ve farmakolojik konsantrasyonları PostC'nin koruyuculuğunda önemli olabilir. Melatoninin, PostC ile benzer oranda ve benzer parametreler ile koruyuculuk gösterebildiği için farmakolojik koşullanma yapabilen bir ajan olarak düşünülebilir. Anahtar Kelimeler: Ardkoşullanma, melatonin, I/R, irisin, UCP 2/3

Myocardial ischemic postconditioning (PostC) is a strong endogenous cardioprotective phenomenon, which targets the increased tolerance of the myocardium against continuous ischemia when the myocardium is subjected to short intervals of ischemia-reperfusion I/R at the beginning of reperfusion following ischemia. Physiologic and pharmacologic concentrations of melatonin released from the pineal gland has been shown protective effect against I/R injury. It has been reported that protective effects of PostC decreases/disappears with age and chronic heart disease. Similarly in low serum melatonin levels have been reported in the same risk groups. In this study, it was aimed to investigate the physiological and pharmacological role of melatonin in PostC protection. For this purpose, I/R injury induced enfarct size, irisin (is a hormone in charge of energy metabolism) and protect the mitochondria from oxidative stress levels of UCP2 and 3 proteins were examined. Initially rats were divided into 2 groups (control (Non-Px)) or pinealectomized (Px)) 2 months before the I/R studies. 30 min ischemia, 3 cycles of 10 sec of I / R ve120 min of reperfusion applied. Risk areas with evans blue, infarct size with triphenyltetrazoliumchloride were determined and calculated with the ImageJ program. Levels of irisin, UCP 2 and 3 were analyzed by qRT-PCR. In Non-Px groups, infarct size decreased by PostC and melatonin applications (18.83%, 17.53%). İnfarct size in Px rats (33.58%) was significantly higher compared with the control (25.46%). UCP3 level decreased with I/R and Px, increased by PostC and melatonin application. After Px, PostC does not create significant effect on the infarct size and UCP2,3 but protection was provided with melatonin before PostC. İrisin level increased with I/R and Px, decreased by PostC and melatonin applications. These findings showed that UCP 2, 3 and irisin levels could play a role in retention of PostC, protective effect (infarct size, UCP2, 3) disappears with the reduction of physiological melatonin and comes back with melatonin replacement. These results suggest that physiological and pharmacological concentrations of melatonin are important in protection of PostC. Melatonin and PostC are protective with a similar rate and similar parameters, so melatonin may be an agent capable of pharmacological PostC. Keywords: Postconditioning, melatonin, I/R, irisin, UCP 2/3