J.Neurol.Sci.[Turk]

475

Journal of Neurological Sciences [Turkish] 28:(4)# 29; 475-486, 2011 http://www.jns.dergisi.org/text.php3?id=467

Araştırma Yazısı

Radyasyonun İndüklediği Beyin Hasarına Karşı Arı Sütünün Koruyucu Etkisi

Yasemin Benderli CİHAN1, Vedat ARSAV2, Erkan GÖCEN1

1Kayseri Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Radyasyon Onkoloji Bölümü, Kayseri, Türkiye 2Kayseri Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Patoloji Bölümü, Kayseri, Türkiye

Özet

Amaç: Radyoterapi beyin tümörleri tedavisinde sık kullanılan tedavi modalitesidir. Radyoterapinin beyinde nöron hücrelerinde hasar yaptığı bilinmektedir. Bu hasarı azaltmak için birçok ajanlar araştırılmaktadır. Bu çalışmada, beyin ışınlaması yapılan ratlarda, radyasyonun beyinde yaptığı hasara karşı bir antioksidan olan arı sütünün koruyucu etkisi olup olmadığı araştırıldı. Gereç ve yöntemler: Çalışmaya 32 adet, 8–12 haftalık yaşta ve 275±35 gram ağırlığında Sprague-Dawley dişi rat alındı. Araştırmada hayvanlar 4 gruba ayrıldı; grup 1: kontrol grubu (K), grup 2: sadece beyine ışınlama yapılan (RT); grup 3: beyine ışınlama ile birlikte 50 mg/kg arı sütü verilen (RT+AS50); grup 4: sadece 50 mg/kg arı sütü verilen (AS50) grup olarak belirlendi. Radyoterapi sıçanlar ketamin anestezisi altında iken total kraniale, tek fraksiyonda ve doz 22 Gy olarak verildi. Arı sütünün ilk dozu ışınlamadan 30 dakika önce, diğer dozlar günde bir defa olmak üzere yedi gün boyunca topikal olarak verildi. Çalışmanın 7. gününde ratlar ketamin anestezisi altında iken sakrifiye edildikten sonra beyin doku örnekleri alındı. Beyin dokusunda antioksidan aktivite analizleri ve histopatolojik inceleme yapıldı. Bulgular: RT grubu, kontrol grubu ile kıyaslandığında malondialdehit (MDA) seviyesinde artış; katalaz (CAT) ve süperoksit dismutaz (SOD) aktivitesinde önemli düşme gözlendi (P<0.001). RT ile birlikte arı sütü verilen grupta CAT ve SOD aktivitesinde artış olurken, MDA seviyesinde düşme görüldü (p<0.001). Deneme gruplarının beyin dokusu histolopatolojik incelendiğinde; sadece arı sütü verilen ve kontrol grubunda beyin dokusunun normal görünümde olduğu radyasyon uygulanan grupta ödem, nekroz, vazodilatasyon ve nöral dejenerasyonun varlığı dikkat çekti. Radyasyon ile birlikte arı sütü verilen grupta arı sütünün radyasyona bağlı oluşan ödem, nekroz, vazodilatasyonu ve nöronal dejenerasyonu azalttığı görüldü. Sonuç: Yaptığımız çalışmada beyin ışınlaması yapılan ratlarda beyin hasarına karşı arı sütünün koruyucu olduğu görüldü.

Anahtar Kelimeler: Radyoterapi, beyin hasarı, arı sütü, koruyucu rolü

Royal Jelly in the Prevention of Radiation-Induced Brain Damages Abstract

Background and aims: Radiotherapy is frequently used for brain tumor treatment and is known to cause of brain damage. Many agents have been used for neuroprotection. The purpose of this study is to investigate the possible protective role of royal jelly on radiation-induced brain damage. Design: In the present study, thirty-two adult male Dawley rats, 8-12 weeks of age and weighing 275±35 grams were randomly divided into four groups each group compressed

J.Neurol.Sci.[Turk]

476

eight animals: group 1: control (C), group 2: irradiated rats (RT), group 3: irradiated rats with oral royal jelly 50 mg/kg per day for 7 days (RT+RJ50), group 4: oral royal jelly 50 mg/kg per day for 7 day (RJ50). Sprague Dawley rats were irradiated with 22 Gy gamma radiation delivered to total cranium. Royal jelly was administered before and after irradiation per day for 7 days. At the seventh day of study, when rats were under ketamine anesthesia samples of brain tissues were taken and biochemical and microscopic examination after sacrification. Results: An increase in brain tissue malondialdehyde (MDA) concentrations (P<0.001) were detected while significant decreases in catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities (P<0.001) in irradiation alone group when compared to control group. Increases in MDA were relatively well prevented by royal jelly. The administration of RJ increased to activity of SOD and CAT enzymes and decreased MDA level in the brain tissue (p<0.001). On histopathological examination, royal jelly reduced edema, necrosis, vasodilation and neuronal degeneration. Conclusion: The results obtained from this study demonstrated that with royal jelly prevented the damage that develops in brain following irradiation. The beneficial effect of royal jelly can be related to protection of the brain from oxidative injury.

Keywords: Radiotherapy, brain damage, royal jelly, protective effect

GİRİŞ Radyoterapi, primer santral sinir sistemi tümörleri ve metastazlarında uygulanan tedavi modalitelerinden biridir(26,28). Radyoterapinin amacı, beyinde normal dokuyu olabildiğince korumak suretiyle, tümör dokusuna maksimum doz vermektir. Radyoterapide doz artırılırken, lokal tümör kontrolünde de buna paralel bir artış elde etmek mümkündür. Ancak, normal dokudaki komplikasyon riski de beraberinde artar. Dolayısıyla, tümör kontrolü, bir anlamda beyinde normal dokunun radyoterapiye toleransına bağlıdır(8,9,18).

İyonlaştırıcı radyasyona bağlı beyin hasarının mekanizması net bilinmemekle beraber sitokin aktivitesi ve oksidatif strese bağlı olduğuna dair çalışmalar vardır(8,9,28). İyonlaştırıcı radyasyonun temel etki mekanizması iki şekilde olur, ya hücre ölümüne neden olur veya indirekt etki mekanizması ile ortaya çıkar. Asıl hasar yapan olaylar indirekt mekanizma ile ortaya çıkar. İyonize radyasyon ortamdaki suyun iyonizasyonuna bağlı gelişen serbest oksijen radikallerini (SOR) üretir. Oluşan SOR ise protein, DNA, lipid gibi makromoleküllerin oksidasyonuna yol

açarak iyonize radyasyonun biyolojik sistemlerdeki hasar oluşturucu etkisine aracılık eder. Bunun sonucu olarak lipid peroksidasyon ve protein oksidasyon ürünleri artar(8,9,27,28).

SOR'un indüklediği toksisite vücutta antioksidanlarla tedavi sonucu ortadan kaldırılabilmektedir. Antioksidan sistem vücutta oksidatif hasar oluşturan çeşitli oksidanlara karşı mücadele veren, eksojen ve/veya endojen kaynaklı pek çok antioksidandan oluşan, oldukça hızlı ve etkin bir şekilde çalışan koruyucu bir mekanizmadır. SOR temizleyicisi SOD, CAT, GSH-Px gibi antioksidanlar, enzimatik sistemde yer alırken; vit E, melatonin, glutatyon gibi bazı antioksidanlar nonenzimatik sistemde yer alırlar. SOR'u inhibe eden veya “scavenger” etki gösteren antioksidan ilaçlar veya ajanların iyonlaştırıcı radyasyona bağlı normal dokulardaki hasarı azaltabileceği bildirilmiştir(5,13,22,27). Antioksidan bileşiklere duyulan ilgi antioksidanların insan sağlığındaki önemli rolü nedeniyle artmıştır. Bu eksojen antioksidan savunma mekanizmalarından biri de arı sütüdür(20).

J.Neurol.Sci.[Turk]

477

Arı sütü birçok biyolojik aktiviteleri nedeniyle, popüler bir ilaç olarak halk tıbbında, apiterapide, kozmetikte ve ilaç sanayinde çeşitli amaçlarda kullanılmaktadır. Arı sütünün antioksidatif etkisi sayesinde insanları, oksidatif olaylar sonucunda oluşabilecek bir takım rahatsızlıklara özellikle kanser, koroner hastalıklar, enflamatuvar rahatsızlıklar, nörolojik dejenerasyon ve yaşlanma gibi değişik hastalıklara karsı koruduğu bildirilmektedir(2,19,20,31,33). Arı sütünün temel bileşenleri; su, protein, şekerler, lipitler ve mineral tuzlardır. Arı sütünün kompozisyonu coğrafik olarak ve iklimsel koşullara göre değişebilmektedir ve ortalama nem içeriği % 60-70, ham protein içeriği toplam % 12-15, şeker içeriği % 10-16 ve lipit içeriği % 3-6 olmakla birlikte düşük molekül ağırlıklı bileşikler (vitaminler, tuzlar ve serbest amino asitler) ile suda çözünür protein fraksiyonları içermektedir(2,31,33).

Arı sütünün antioksidatif etkisi, yapısında bulundurduğu fenolik bileşikleri veya polifenollerle sağlanmaktadır. Ayrıca bu bileşiklerin, antiinflamatuvar, antikarsinojenik, termojenik, probiyotik ve antimikrobiyal özelliklere de sahip olduğu insan, hayvan ve in vitro çalışmalarla kanıtlanmıştır(2,19,20). Arı sütünün deney hayvanlarında çok sayıda farmakolojik aktivitesi tespit edilmiştir; antitümöral, antimikrobiyal, alerjik reaksiyonların baskılanması, kan kolesterolünü düşürücü etkisi, kanser ve HIV hastalarında hücre hasarının önlenmesi, yara iyileştirici ve gelişmeyi hızlandırıcı etki, vazodilatatif, anti-inflammatuvar aktivite gibi birçok etkiye sahiptir(1,7,12,30).

Arı sütünün deneysel çalışmalarda antineoplastik ve toksik ilaçların neden olduğu organ hasarına karşı antioksidan etki ile koruyucu olduğu gösterilmesine rağmen iyonlaştırıcı radyasyona bağlı beyin hasarında önleyici rolü olup olmadığı ile ilgili literatüre rastlanılmadı(1,4,16,32). Arı sütünün ışın

tedavisi gören hastalarda iyonize radyasyona bağlı toksisiteyi önleyici etkisinin belirlenmesi; bundan sonra yapılacak çalışmalara ışık tutmakla birlikte alternatif doğal bir antioksidan gıda maddesinin destekleyici tedavide yerini alması açısından da önemlidir.

Bu çalışmada beyin ışınlaması yapılan ratlarda, radyasyonun beyin dokusu üzerindeki etkisini göstermek amacıyla beyinde MDA, CAT ve SOD aktivitelerine ve histopatolojik bulgularına bakıldı. Ayrıca antioksidan bir ajan olan arı sütünün beyin hasarına karşı koruyucu rolü olup olmadığı da araştırıldı.

GEREÇ VE YÖNTEM Çalışmamızda, Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulu'ndan bilimsel araştırma için izin alındı. Araştırmada 32 adet, 8-12 haftalık yaşta ve 275±35 gram ağırlığında Sprague-Dawley dişi rat alındı. Ratlar standart laboratuar koşullarında (12 saat ışık, 12 saat karanlık ve 25+3 oC) tutularak standart ticari pelet yem ile beslendi.

2.1. Deney hayvanları ve deneme grupları: Ratlar her grupta sekiz adet olmak 4 gruba ayrıldı. Gruplar şu şekilde planlandı:

Grup 1: Radyasyon ve arı sütü verilmeyen kontrol grubu (K),

Grup 2: Sadece radyoterapi verilen (RT),

Grup 3: Radyoterapi ile birlikte 50 mg/kg/gün arı sütü verilen (RT+AS50),

Grup 4: Sadece 50 mg/kg arı sütü verilen (AS50) olarak belirlendi.

2.2. Radyoterapi uygulaması: Sıçanlar anestezi altında Co 60 (Theratron 780 C, Kanada) radyoterapi cihazıyla, total kraniale tek fraksiyonda 22 Gy verildi. Bu fraksiyone şemada 54-56 Gy ve 6 haftalık süreye tekabül etmektedir. Tek doz tercih edilmesinin sebebi sıçanlarda her seferinde tedavi öncesi anestezik madde uygulamasının zor olacağı düşünüldüğünden ileri geldi. Radyoterapi

J.Neurol.Sci.[Turk]

478

verilme şeması ve verilme şekli literatür taraması ile belirlendi(25,27).

2.3. Arı sütü uygulaması: Arı sütü Civan Arıcılık Limited Şirketi'nden (Bursa) elde edildi. WSDP kullanıma kadar +4ºC'de saklandı. Araştırmada kullanılırken arı sütü distile su içerisinde çözülüp ratlara topikal olarak 50 mg/kg/gün dozunda verildi. Arı sütünün dozunu literatür incelenmesinde antioksidan özellik için 50-200 mg/kg arasında kullanıldığı görüldü. Bizim çalışmamızda doz 50 mg/kg olarak belirlendi(1,4,7,12,16,30,32).

2.4. Kan ve doku örnekleri: Çalışmanın 7. gününde sıçanlar ketamin anestezi altında iken sakrifiye edildi ve beyin dokuları çıkarıldı. Buzlu izotonik salin solüsyonunda yıkandıktan sonra beynin yarısı dokuda oksidan ve antioksidan aktivite tayini için kullanıldı. Özel kaplar içine konularak -80 ºC'de çalışma gününe kadar bekletildi. Beynin kalan yarısı histopatolojik inceleme formaldehit içine konuldu.

2.5. Oksidatif stres belirleyicileri ve antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi: Beyin doku homojenatların hazırlanması buz içerisinde ve 4ºC'de yürütüldü. Beyin dokusu çözdürüldükten sonra, 3 kez soğuk su ile yıkandı. Beyin dokusu hassas terazi ile 1.5 gram ağırlığında tartıldı. 0.25 g yaş doku/ml homojenat olacak şekilde, 0.015 M PBS (pH 7.4) ile homojenize edildi. Aynı homojenatın geri kalan kısmı, 0.015 M PBS (pH 7.4) ile 1/10 oranında dilüe edildi. Bu şekilde hazırlanan homojenat, 3000 rpm'de 30 dakika santrifuje edildi ve elde edilen süpernatatın bir kısmı MDA ölçümünde kullanıldı. Süpernatanın diğer kısmı, 13.200 rpm'de 30 dakika süre ile santrifüje edildi. Elde edilen süpernat SOD ve CAT aktivitelerinin ölçümünde kullanıldı.

Beyin dokusu MDA düzeyinin tespitinde Ohkawa ve ark.(21) tarafından tanımlanan yöntem kullanıldı. Bu yöntemin prensibi de plazma MDA ölçümünde olduğu gibi malondialdehidin tiyobarbitürik asit ile asit

ortamda verdiği pembe renkli kompleksin renk şiddetinin 535 nm civarında ölçülmesi esasına dayanır. Buna göre, süpernatantlardan 0.1 ml kapaklı cam tüplere konuldu. Üzerlerine sırasıyla 0.1 ml sodyum dodesil sülfat (%8.1), 0.75 ml asetik asit (%20, pH:5), tiyobarbitürik asit (%0.8) ve 0.3 ml distile su eklenerek iyice karıştırıldı. Kapakları kapatıldıktan sonra, kaynar su banyosunda 60 dk kaynatıldı. Soğutulan tüplere 1 ml distile su eklenerek 5 ml n-butanol/piridin (15:1) ilavesi ile 30 sn vortekslenmiş ve 4000 rpm'de 10 dakika santrifüj edildi. Oluşan pembe renkli kompleksin absorbansı 535 nm'de köre karşı okundu. Elde edilen absorbanslar daha önce hazırlanmış standart ile karşılaştırarak sonuçlar nmol/mg-protein cinsinden hesaplandı.

Beyin süperoksit dismutaz aktivitesi tespitinde Sun ve ark.ları tarafından geliştirilen yöntem kullanıldı. Bu metotda, ksantin ve ksantin oksidaz arasındaki enzimatik reaksiyon sırasında ortaya çıkan süperoksit radikallerinin ortamda bulunan nitroblutetrazolium (NBT)'u indirgemesinin yine örnekte bulunan SOD tarafından engellenmesi prensibine dayanır. Analiz için, ksantin, EDTA, NBT, Na2CO3 ve sığır albumini karışımından oluşan reaktif hazırlanarak reaktiften, 2.45 ml alındı üzerine daha önce hemolizattan hazırlandı; kloroform/etanol ekstraktından 0.5 ml ilave edildi. Ardından, 50 μl ksantin oksidaz çözeltisi konularak 20 dakika 25 °C'lik su banyosunda tutulup çıkarılarak, 1 ml CuCl2 ile reaksiyon durduruldu. Reaktife karşı hem kör hem de numune absorbansları 560 nm'de okundu. Sonuçlar, U/mg-protein olarak hesaplandı(29).

Beyin dokusu katalaz aktivitesi ölçümü için, Luck'un bildirdiği yöntem esas alındı. Bu yöntemde, tampon içinde hazırlanmış hidrojen peroksitin numunede bulunan katalaz etkisi ile yıkılması sonucu oluşan maddenin 240 nm'deki absorbans düşüşünün hesaplanmasına dayanmaktadır. Deney için 2.95 ml hidrojen peroksitli fosfat tampon, 50 μl önceden hazırlanmış

J.Neurol.Sci.[Turk]

479

homojenat kullanıldı. Sonuçlar U/mg-protein cinsinden hesaplandı(17).

2.6. Histopatolojik inceleme: Ratlardan alınan beyin örnekleri %10'luk formalin ile 12 saat fikse edilerek parafine gömüldü. Dokulardan 5 mikron kalınlığında kesitler alındı Hematoksilen ve eozin boyaları ile boyandı. Histopatolojik incelemede beyinde oluşan radyasyon hasarının değerlendirilmesinde literatür taraması ile belirlenen skorlama sistemi dikkate alındı. Buna göre beyinde nekroz, vazodilatasyon, ödem ve nöral dejenerasyon değerlendirilerek 0–5 arası skorlama yapıldı. skor 0: normal, skor 1: minimal, skor 2: hafif, skor 3: orta derece, skor 4: belirgin, skor 5: şiddetli olarak gruplandırıldı. Bu skorlamada 1: beyinde <%5 altında hasar, 2: beyinde %6-20 arası hasar, 3: beyinde %21-50 arası hasar, 4: beyinde %51-75 arası hasar, 5: beyinde %76-100 arası hasar(5).

2.7. İstatistiksel Analiz: Analizler için SPSS (Statistical Package for Social Sciences for Windows) ve SigmaStat 3.5 istatistik paket programı kullanıldı. Verilerin normallik testleri Shapiro-Wilks analizi ile yapıldı. İkiden fazla nicel değişkenlerin karşılaştırmasında Tek Yönlü Varyans Analizi ve Kruskal-Wallis testi kullanıldı. Çoklu karşılaştırma testlerinden Tukey ve Duncan's testleri uygulandı. Nicel değişkenler ortalama ± standart sapma ve ortanca (%25-%75) cinsinden ifade edildi. p<0.05 düzeyi istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.

BULGULAR Deney gruplarındaki beyin dokusunda ölçülen MDA seviyeleri, CAT ve SOD aktiviteleri Tablo 1'de verildi. Araştırmadaki oksidatif stres parametreleri incelendiğinde MDA seviyesi açısından gruplar arasında anlamlı farklılık görüldü. Sadece arı sütü verilen grup en düşük MDA seviyesine sahipken, RT grubu en yüksek MDA seviyesine sahipti. Radyoterapi grubu MDA seviyesi kontrol

grubuna göre istatistiksel olarak önemli farklılık bulundu (p<0.001). RT+AS50 verilen grup MDA seviyesi RT grubuna göre istatistiksel farklılık bulundu. Yine aynı şekilde kontrol grubu ile AS50 grubu arasında da fark önemli bulundu (p<0.001, Şekil 1).

Dokudaki CAT aktivitesi bakımından da gruplar arasında istatistiksel anlamlı farklılık gözlendi (P<0.001). En düşük CAT değeri RT grubunda iken en yüksek değer AS50 grubunda ölçüldü. RT grubu CAT bakımından kontrol, RT+AS50 ve AS50 grupları arasında istatistiksel farklılık gözlendi. RT+AS50 grubu, RT grubu ile kıyaslandığında yükseldiği ve anlamlı farklılığın olduğu görüldü (p<0.001, Şekil 2).

Beyin dokusundaki SOD seviyesi bakımından önemli farklılık gözlendi. En düşük SOD değeri RT grubunda bunu sırasıyla RT+AS50, kontrol ve AS50 grupları izledi. RT grubu kontrol, AS50 ve RT+AS50 grupları arasında istatistiksel farklılık gözlendi (p<0.001). RT+AS50 grubunda ölçülen SOD seviyesi RT grubuna göre yükseldiği görüldü (p<0.001, Şekil 3).

Histopatolojik açıdan beyinde oluşan radyasyon hasarını değerlendiren skorlama Tablo 2'de verildi. Tüm örneklerin değerlendirilmesi hipokampüs bölgesinden yapıldı. Gruplar arasında vazodilatasyon, nekroz, ödem ve nöral dejenerasyon açısından önemli farklılık gözlendi (p<0.001). Nekroz ve nöral dejenerasyon açısından en düşük skorlama, kontrol ve AS50 grubunda; en yüksek skor RT grubunda bulundu. Nekroz ve nöral dejenerasyon açısından radyoterapi grubu kontrol, RT+AS50 ve AS50 grupları ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı farklılık görüldü (p<0.001). RT verilen grupla karşılaştırıldığında RT+AS50 verilen grupta nöral dejenerasyon ve nekrozun azaldığı görüldü ve bu fark anlamlı bulundu (p<0.001). Vazodilatasyon ve ödem açısından incelendiğinde gruplar arasında istatistiksel

J.Neurol.Sci.[Turk]

480

önemli farklılık görüldü. Kontrol, AS50 ve RT+AS50 grupları arasında vazodilatasyon ve ödem açısından önemli farklılık gözlenmedi. RT grubu, kontrol ve AS50 grupları ile karşılaştırıldığında vazodilatasyon ve ödemde artış tespit edildi (p<0.001). RT+AS50 grubu, RT grubu ile kıyaslandığında istatistiksel anlamlı olmasa da vazodilatasyonun ve ödemin azaldığı görüldü (p>0.05).

Deneme gruplarının beyin dokuları histopatolojik olarak incelendiğinde;

kontrol ve AS50 gruplarında beyin dokusunda nekroz ve nöral dejenerasyonun olmadığı; ödem ve minimal düzeyde olduğu görüldü (Resim 1a, 1d). RT grubunda nekroz, ödem, vazodilatasyon ve nöral dejenerasyonun skorlamaya göre orta derecede veya belirgindi (Resim 1b). RT+AS50 grubunda, RT grubunda görülen değişikliğin belirgin azaldığı görüldü (Resim 1c).

Tablo 1. Deneme gruplarının beyin dokusu MDA seviyeleri ile SOD ve CAT aktiviteleri.

Kontrol

RT

RT+AS50

AS50

P

(<0.001)

MDA (nmol/mgprotein)

4.68±0.95234

8.47±0.36134

6.39±.90124

3.94±0.26¹²³

***

SOD (U/mg-protein)

0.66±0.02234

0.38±0.01134

0.55±0.02124

0.72±0.03¹²³

***

CAT

(U/mg-protein)

8.46±0.38234

6.71±0.43134

7.66±0.74124

9.53±0.13¹²³

***

¹²³4: Aynı sütunda farklı rakamları taşıyan gruplar arasında fark önemlidir (***P<0.001).

J.Neurol.Sci.[Turk]

481

Tablo 2. Tüm gruplarda nekroz, ödem, vazodilatasyon ve nöral dejenerasyon paremetreleri ile ilişkin değerler.

¹²Aynı satırda farklı rakamları taşıyan gruplar arasındaki fark önemlidir (P<0.001)

Gruplar

Histopatolojik skorlama değerleri

Nekroz

Ort (%25-%75)

Vazodilatasyon Ort (%25-%75)

Ödem

Ort (%25-%75)

Nöral dejenerasyon

Ort (%25-%75)

Kontrol

0.0 (0.0-0.5)¹ 0.0 (0.0-0.0)¹ 0.0 (0.0-0.0)¹ 0.0 (0.0-0.0)¹

RT

3.0 (3.0-4.0) 3.0 (3.0-4.0) 3.0 (3.0-4.0) 4.0 (3.0-4.0)

RT+AS50

1.0 (0.0-1.0)¹ 2.0 (1.5-2.0) 1.0 (1.0-1.5) 2.0 (1.0-2.0)

AS50

0.5 (0.0-1.0)¹ 0.0 (0.0-0.0)¹² 0.0 (0.0-0.5) 0.0 (0.0-0.0)¹²

P

<0.001 <0.001 <0.001 <0.001

Şekil 1: Deney gruplarının beyin dokusunda ölçülen MDA (nmol/mg-prot) seviyeleri

J.Neurol.Sci.[Turk]

482

Şekil 2: Deney gruplarının beyin dokusunda ölçülen CAT (U/mg-prot) aktiviteleri

Şekil 3: Deney gruplarının beyin dokusunda ölçülen SOD (U/mg-prot) aktiviteleri

J.Neurol.Sci.[Turk]

483

TARTIŞMA Radyoterapi malign hastalıklarının yaklaşık %60-70'inde küratif veya palyatif amaçla kullanılan ana tedavi modellerinden biridir. Beyin tümörlerinin çoğunda da ameliyat sonrası, ameliyat edilemeyenlerde ise küratif veya palyatif amaçla kullanılmaktadır(26,28). Radyoterapi birçok tedavi modellerinde olduğu gibi tedavinin yanında istenmeyen birtakım yan etkilere neden olmaktadır. Ne kadar koruyucu önlem alınırsa alınsın bu yan etkiler tamamıyla kontrol altına alınamamaktadır. Bu anlamda ışın tedavisinde görülen yan etkilerin en önemli sorunlardan biri olmayı sürdürdüğü de bir gerçektir(8,9,18).

Beyin dokusunda radyasyon etkisi ile meydana gelen hasarların derecesi; doz, doz hızı, fraksiyonasyon ile uygulanan

radyasyonun lineer enerji transferi gibi fiziksel faktörlerin yanında, ışınlanan doku hacmi ve yaş gibi biyolojik faktörlere de bağlıdır. Yaş faktörünün bu olaylar açısından önemli bir rol oynadığı ve genç bireylerin sinir sistemlerinin erginlere oranla çok daha duyarlı olduğu saptanmıştır(3,9,15,18,26,28).

Son yıllara kadar santral sinir sisteminin sadece yüksek doz radyasyondan etkilendiği savunulmuştur. 1989 yılında Koropatnick ve arkadaşları düşük doz radyasyonun bile beyini etkilediğini rapor etmişlerdir(14). İnsanlar üzerinde yapılan bir çalışmada beyine uygulanan 1 Gy'lik dozun yorgunluk ve güç kaybı neden olduğu bildirilirken; bu doz 5 Gy'e çıktığında oryantasyonda eksikliğin olduğu bildirilmiştir(23). Hayvanlarda yapılan bir çalışmada ise 5 Gy'den az radyasyon

Resim 1a, 1b, 1c, 1d: Kontrol grubunda ve sadece AS50 uygulanan gruplarda beyin dokusunun normal görünümde olduğu görüldü. RT grubunda nekroz, ödem, vazodilatasyon ve nöral dejenerasyonun belirgin; RT+AS50 verilen grupta radyoterapiye bağlı oluşan değişikliğin azaldığı görüldü (H&E x200,400).

J.Neurol.Sci.[Turk]

484

uygulanan hayvanlarda öğrenme kapasitelerinde gerileme olduğu saptanmıştır(14). Bunların yanında, intrauterin hayatlarının çeşitli günlerinde ışınlanan fare fetüslerinin, doğumdan sonra, uygulanan doza ve güne bağlı olarak öğrenme kapasitelerinde gerileme ve çeşitli davranış bozuklukları gösterdiği saptanmıştır. Bu çalışmalar düşük dozlarda da nöronlarda fonksiyonel değişikliklerin meydana gelebileceği gösterilmiştir(15,23).

Beyinde ışınlama sonrası ilk bir hafta içerisinde akut enflemasyon görülür. Kılcal kan damarlarında, radyasyonun yol açtığı hasar sonucu meydana gelen ani permeabilite değişiklikleri, beyindeki sıvı ve elektrolit dengesinin değişmesine yol açar. Ayrıca küçük damarlardaki permeabilite artışına bağlı olarakta intertisyel dokuda ödem ve enflematuvar hücrelerin migrasyonuna neden olur. 1–2 hafta sonra, ışınlanan beyin dokusunda koagulasyon nekrozunun oluştuğu görülür. Nekrotik alan gittikçe büyür ve radyasyondan 4. haftada maksimum boyuta ulaşır. Kronik fazda ak madde hasarı görülür. Nöronal hücrede ölüme bağlı olarak mikroglial hücreler ve astrositler gliozis bölgesine göç ederek beyindeki hasarı iyileştirir(6,8,18,25,27).

Beyin ışınlaması veya diğer etmenlere bağlı olarak nöronal hücrelerde serbest radikal bileşiklerinde artışı ile birlikte lipid peroksidasyonda artışa neden olduğu bildirilmektedir. Beyin dokusunda nöron membranları özellikle doymamış yağ asitlerinden zengin olmasından dolayı serbest radikallerden daha çabuk etkilenir ve daha fazla lipid peroksidasyonu üretimi görülür. Bu bilgi serbest radikallerin oluşumunun artması nöronların gerek yapısı gerekse fonksiyonunu etkilemesi nörolojik hastalıkların hem etiyolojisinde hem de progresyonunda önemli olduğunu göstermiştir(8,24).

SOR'u inhibe eden veya temizleyici ilaçlar iyonlaştırıcı radyasyona bağlı doku hasarını azaltmada yararlı olabileceği yapılan çalışmalarla gösterilmiştir.

Dünya'nın değişik ülkelerinden araştırıcılar radyasyonun beyinde yaptığı hasarı azaltabilmek için biyolojik özellikleri olan maddeler ile antioksidan özelliğe sahip bileşikler kullanmışlardır. Nitekim Sezen ve ark.ları(27) vitamin E ve L-carnitini, Pearlstein ve ark.(24) bir antioksidan olan metalloporfirini, Erol ve ark.(5) melatoninin ve vitamin E'nin olası olumlu etkilerini araştırmışlardır. Beyinde oluşan yan etkilerin önlenmesi veya tedavisi amacıyla çeşitli tedaviler uygulanmakla birlikte çoğunda kabul edilmiş tedavi şekli bulunamamıştır. Bu nedenle, kanser tedavisinde radyoterapiye bağlı oluşan olumsuzlukların azaltılmasına ilişkin araştırmalar güncelliğini korumaktadır. Bu amaçla bu çalışmada, antineoplastik ve toksik ilaçlarla yapılan deneysel çalışmalarda SOR üzerine inhibe edici veya temizleyici etkisi gösterilmiş doğal ve yan etkisi olmayan bir ürün olan arı sütü kullanıldı. Ayrıca arı sütünün antikanserojenik özelliklerininde bilinmesi tedavide yeni ufuklar açmaktadır. Bu nedenle arı sütünün koruyucu etkinliğinin belirlenmesinin, radyoterapiden kaynaklanan olumsuzlukların giderilmesiyle hastalara hem ekonomik hem de psikolojik fayda sağlayacağı düşünülmektedir.

Bu araştırmada beyinde radyasyona bağlı oluşan oksidan ve antioksidan aktivitelere bakıldı. Oksidatif stress parametreleri incelendiğinde MDA seviyesi açısından kontrol grubu en düşük MDA seviyesine sahipken RT grubu en yüksek MDA seviyesine sahipti (P<0.001). SOD ve CAT aktivitelerine bakıldığında radyasyonun beyin dokusunda bu değerleri azalttığı görülürken arı sütünün ise bu değerleri artırdığı görüldü. Sonuç olarak arı sütünün radyasyona bağlı oluşan oksidatif stres parametreleri üzerine olumlu etkide bulunduğu görüldü. Bizim araştırmamızda tespit edilen oksidan ve antioksidan paremetreler başka araştırmacılar tarafından tespit edilmiştir. Erol ve ark.ları beyin ışınlaması yapılan sıçanlarda beyinde MDA düzeyinin arttığını

J.Neurol.Sci.[Turk]

485

bildirmişlerdir(5). Sezen ve ark.ları da beyin ışınlaması sonrası MDA düzeyini yüksek bulurken SOD ve CAT aktivitesinin azaldığını rapor etmişlerdir(27). Bizim araştırmamızda arı sütünün tespit edilen antioksidan aktivitesi başka araştırıcılar tarafından da tespit edilmiş olup bu özellik superoksit anyon radikal ve hidroksil radikalleri gibi aktif oksijen türlerine karşı temizleyici aktivite gösterdiği belirtilmiştir. Bunun flavonoidlerin superoksit anyon radikal ve hidroksil radikalleri gibi aktif oksijen türlerine karşı temizleyici aktivite gösterdiği bildirilmiştir(12,16,19). Nagai ve ark.ları arı sütünün su ve alkalin ekstraktının antioksidan aktivitesinin hidroksil radikal ve superoksit anyon radikal gibi aktif oksijen türevlerine karşı koruyucu aktivitesine bağlı oluştuğunu bulmuşlardır. Bu bilgiler arı sütünde bulunan protein fraksiyonlarının da yüksek seviyede antioksidan özelliğe sahip olduğunu göstermiştir(19,20). Jamnık ve ark.ları farelerde arı sütünün ortalama yaşam süresini uzattığını ve oksidatif hasarı azalttığını bildirmişlerdir(11).

Araştırma bulguları histopatolojik olarak incelendiğinde ise, kontrol grubunda ve AS50 gruplarında beyin dokusunun normal görünümde olduğu ancak RT grubunda nekroz, ödem, vazodilatasyon ve nöral dejenerasyon tespit edildi. RT+AS50 grubunda ise bu bulgularda düzelme sağladığı saptandı. Elde edilen bulgular diğer araştırmacılar tarafından bulunan histopatolojik bulgularla uyumlu bulundu(5,11).

Bu araştırma ile farmasotik potansiyele sahip yeni maddeler arayışında büyük bir potansiyele sahip doğal bir madde olan arı sütünün radyasyona bağlı beyin hasarının oluşturduğu istenmeyen etkileri önlemede etkili olduğu tespit edildi.

SONUÇ Bu araştırma sonucuna göre elde edilen bulgular ışığında doğal, yan etkisi olmayan arı sütünün beyine radyoterapi uygulanan hastalarda ışın tedavisinin sebep olduğu

olumsuz etkileri önlemek için tedavi öncesinde ve sonrasında arı sütü verilmesi tavsiye edilebilir. Araştırmamızda tespit ettiğimiz olumlu etkiler, arı sütünün başta antioksidatif etki olmak üzere faydalı biyolojik aktivitelerine atfedilebilir. Konuyla ilgili klinik çalışmaların tasarlanması ve uygulanması daha etkin stratejilerin oluşturulmasını sağlayacaktır.

İletişim: Yasemin Benderli Cihan E-mail: cihany@erciyes.edu.tr Gönderilme Tarihi: 28 Nisan 2011 Revizyon Tarihi: 13 Ekim 2011 Kabul Tarihi: 24 Ekim 2011 The Online Journal of Neurological Sciences (Turkish) 1984-2011 This e-journal is run by Ege University Faculty of Medicine, Dept. of Neurological Surgery, Bornova, Izmir-35100TR as part of the Ege Neurological Surgery World Wide Web service. Comments and feedback: E-mail: editor@jns.dergisi.org URL: http://www.jns.dergisi.org Journal of Neurological Sciences (Turkish) Abbr: J. Neurol. Sci.[Turk] ISSNe 1302-1664 KAYNAKLAR 1. Binceletto C, Eberlin S, Figueiredo CAV, Luengo

MB, Qeiroz MLS. Effects produced by royal jelly on haematopoiesis: Relation with host resistance against Ehrlich ascites tumor challange, International Immunopharmacology, 2005;5:679-688.

2. Buratti S, Benedetti S, Cosio MS. Evaluation of the antioxidant power of honey, propolis and royal jelly amperometric flow injection analysis. Talanta 2007;71:1387-1392.

J.Neurol.Sci.[Turk]

486

3. Chiang CS, McBride WH, Withers H. Radiation-induced astrocytic and microglial responses in mouse brain. Radiother. Oncol. 1993; 29:60–68.

4. Emori Y, Oka H, Ohya O, Tamaki H, Hayashi H, and Nomoto K. The protective effect of royal jelly against the hemopoiesis dysfunction X-irradiated mice. Biotherapy (in Japanese) 1998;12:313-319.

5. Erol FS, Topsakal C, Ozveren MF, Kaplan M, Ilhan N, Ozercan IH, Yıldız OG. Protective effects of melatonin and vitamin E in brain in damage due to gamma radiation: an experimental study. Neurosurg Rev. 2004;27:65-69.

6. Fike JR, Gobbel GT, Chou D, Wijnhoven BPL, Bellinzona M, Nakagawa M, Seilhan T. Cellular proliferation and infiltration following interstitial irradiation of normal dog brain is altered by an inhibitor of polyamine synthesis. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1995;32:1035–1045.

7. Fujiwara S, Imai J, Fujiwara M, Yaeshima T, Kawashima T, Kobayashi K. A potent antibacterial protein in royal jelly, The Journal of Biological Chemistry, 1990;265(19):1133-7.

8. Gorman AM, McGowan A, O'Neill CO, Cotter T. Oxidative stress and apoptosis in neurodegeneration. J. Neurol. Sci. 1996;139:45–52.

9. Hall EJ. Acute effect of total body irradiation. In: Radiobiology for the Radiologist. 2000 Pp. 130–131, Lippincott Williams and Wilkins, New York, London.

10. Hickey RW, Ferimer H, Alexander HL, Garman RH, Callaway CW, Hicks S, Safar P, Graham SH, Kochanek PM. Delayed spontaneous hypothermia reduces neuronal damage after asphyxial cardaiac arrest in rats. Crit Care Med 2000;28:3511-3516.

11. Jamnık P, Goranovic D, Raspor P. Antioxidative action of royal jelly in the yeast cell, Experimental Gerontology, 2007;42:594-600.

12. Kohno K, Okamoto I, Sano O, Arai N, Iwaki K, Ikeda M. et al. Royal jelly inhibits the production of proinflammatory cytokines by activated macrophages. Biosci Biotechnol Biochem. 2004;68:138– 45.

13. Kondziolka D, Somoza S, Martinez AJ, Jacobsohn J, Maitz A, Lunsford LD, Flinckinger JC. Radioprotective effects of the 21-Aminosteroid U-74389G for stereotactic radiosurgery. Neurosurg 1997;41:203-208.

14. Koropatnick J, Leibbrandt M, Cherian G. Organ-specific metallothionein induction in mice by X irradiation. Radiat Res 1989;119:356–365.

15. Kubato Y, Takahashi S, Sun XZ, Sato H, Aizawa S, Yoshida K. Radiation-induced tissue abnormalities in fetal brain are related to apoptosis immediately after irradiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000;76:649–659.

16. Liu LS, Xia XN, Zheng RC. Therapeutic effect of royal jelly on radiation injury in mice and its possible mechanism, Chung Hua Fang She I Hsueh Yu Fang Hu Tsa Chih,1984;4:25-6.

17. Luck HS. Catalase. In: Bergmeyer HU, editor. Methods in Analysis. London Academic Press 1965; pp 855-884.

18. Mildenberger M, Beach TG, McGeer EG, Ludgate CM. An animal model of prophylactic cranial irradiation: histologic effects at acute, early and delayed stages. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1990;18:1051–1060.

19. Nagai T, Inouec R, Suzukia N, Nagashima T. Antioxidant properties of enzymatic hydrolysates from royal jelly. J Med Food 2006;9:363-367.

20. Nagai T, Sakaia M, Inouec R, Inouec H, Suzukia N. Antioxidative activities of some commercially honeys, royal jelly, and propolis. Food Chem 2001;75:237-240.

21. Ohkawa H, Ohishi N, Yagi K. Reaction of linoleic acid hydroperoxide with thiobarbutiric acid, Journal of Lipid Research,1978;19:1053-57.

22. Olson JJ, Friedman R, Orr K, Delenay T, Oldfield EH: Cerebral radiprotection by pentobarbital. Dose-response characteristics and association with GABA agonist activity. J Neurosurg 1990;72:749-758.

23. Özalpan A. Temel Radyobiyoloji 1. basım, 2001, sayfa 224-226, İstanbul.

24. Pearlstein RD, Higuchi Y, Moldovan M, Johnson K, Fukuda S, Gridley DS, Crapo JD et al. Metalloporphyrin antioxidants ameliorate normal tissue radiation damage in rat brain. Int J Radiat Biol 2010;86(2):145-163.

25. Peker S, Abacıoğlu U, Sun İ, Yuksel M, Pamir MN. Irradiation after surgically induced brain injury in the rat: timing the relation to severity of radiation damage. Journal of Neuro-Oncol 2004;70:17-21.

26. Schultheiss TE, Kun LE, Ang KK, Stephens LC. Radiation response of the central nervous system. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1995;31:1093–1112.

27. Sezen O, Ertekin MV, Demircan B, Karslıoğlu İ, Erdoğan F, Koçer İ, Çalık İ, Gepdiremen V. Vitamin E and L-carnitine, seperately or in combination, in the prevention of radiation-induced brain and retinal damages. Neurusurgica Review 2008;31:205-213.

28. Steen RG, Spence D, Wu S, Xiong X, Kun LE, Merchant TE. Effect of therapeutic ionizing radiation on the human brain. Ann. Neurol 2001;50:787-795.

29. Sun Y, Oberley LW, Li YA. Simple method for clinical assay of superoxide dismutase. Clin Chem 1988;343:497-500.

30. Sver L, Orsolic N, Tadic Z. A royal jelly as a new potential immunomodulator in rats and mice. Comp Immunol Microbiol Infect Dis 1996;19:31–38.

31. Takenaka T. Chemical composition of royal jelly. Honeybee Sci 1982;3:69-74.

32. Tamura T, Fujii A, Kuboyama N. Antitumor effects of royal jelly (RJ), Nippon Yakurigaku Zasshi 1987; 89:73-80.

33. Townsend GF, Lucas CC. The chemical nature of royal jelly. Biochem J. 1940;34:1155-1162.