The effect of ozone treatment on remote organ myocardial injury in an aortic ischemia-reperfusion model

Aortik iskemi reperfüzyon modelinde ozon tedavisinin uzak organ miyokardiyal hasar üzerine etkisi

İbrahim METEOĞLU, Filiz ALKAYA, Aytuğ KOÇYİĞİT, Hüseyin OKUTAN, Tunay KURTOĞLU, Şenol GÜLMEN, Duygu KUMBUL DOĞUÇ

Abstract

Background: This study aims to investigate the effect of ozone on myocardial ischemia-reperfusion injury occurring after occlusion - reperfusion of infrarenal abdominal aorta in rats.Methods: Thirty-two Wistar albino rats (weighing 200-250 g) were randomized into four equal groups. The control (sham) group underwent laparotomy and dissection of the infrarenal abdominal aorta without occlusion. Intraperitoneal ozone was applied for 10 days 1 mg/kg/day in the control+ozone group. Afterwards, control+ozone group underwent laparotomy and dissection of the infrarenal abdominal aorta without occlusion. Aortic ischemia-reperfusion and aortic ischemia -reperfusion+ozone groups underwent dissection of the infrarenal abdominal aorta, followed by achieving ischemia and reperfusion by cross-clamping the infrarenal abdominal aorta for 60 minutes and removing the cross-clamp for 60 minutes, respectively. The tissue levels of malondialdehyde and activity levels of superoxide dismutase, catalase, and myeloperoxidase were measured in the myocardial specimens. The tumor necrosis factor, interleukin-6 and troponin-I levels were measured in the plasma. A histopathological examination of the myocardial specimens was undertaken.Results: Biochemical analysis showed that aortic ischemia-reperfusion significantly increased (p<0.05 vs. control) while ozone significantly decreased (p<0.05 vs. aortic ischemia-reperfusion) the myocardial tissue levels of superoxide dismutase and catalase and level of plasma troponin-I. Histologically, in the aortic ischemia-reperfusion group, myocardial disorganization, myofiber swelling and myofiber eosinophilia in the myocardial tissue samples were significantly increased compared to the control group (p<0.05 vs. control). However, histopathological changes in the aortic ischemia- reperfusion+ozone group decreased compared to the aortic ischemia-reperfusion group.Conclusion: The results of this experimental study indicate that ozone attenuates myocardial injury and oxidative stress that develop after infrarenal aortic ischemia-reperfusion through three markers; (i) decreased tissue superoxide dismutase and catalase levels, (ii) decreased plasma troponin-I levels, and (iii) reduced histopathological changes, albeit not statistically significant.

Özet

Amaç: Bu çalışmada sıçanlarda infrarenal abdominal aortun oklüzyonu-reperfüzyonu sonrası miyokardiyal iskemi reperfüzyon hasarına ozonun etkisi araştırıldı. Çalışma planı: Otuz iki Wistar albino sıçan (200-250 g ağırlığında) dört eşit gruba randomize edildi. Kontrol (sham) grubunda laparotomi ve oklüzyon olmaksızın infrarenal abdominal aort diseksiyonu uygulandı. Kontrol+ozon grubunda 10 gün 1 mg/kg/gün intraperitoneal ozon uygulandı. Daha sonra, kontrol+ozon grubunda laparotomi ve oklüzyon olmaksızın infrarenal abdominal aort diseksiyonu uygulandı. Aortik iskemi reperfüzyon ve aortik iskemi reperfüzyon+ozon gruplarında infrarenal abdominal aort diseksiyonu uygulandı, takiben infrarenal abdominal aorta 60 dakika kros-klemp konularak ve 60 dakika kros-klemp kaldırılarak sırasıyla iskemi ve reperfüzyon gerçekleştirildi. Miyokardiyal örneklerde dokulardaki malondialdehit düzeyleri ve süperoksit dismutaz, katalaz ve myeloperoksidaz aktivite düzeyleri ölçüldü. Plazma tümör nekroz faktörü, interlökin-6 ve troponin-I düzeyleri ölçüldü. Miyokardiyal örneklerin histopatolojik incelemesi yapıldı. Bulgular: Biyokimyasal analiz; ozonun doku süperoksit dismutaz ve katalaz düzeylerini ve plazma troponin -I düzeyini anlamlı olarak azaltırken (aortik iskemi reperfüzyona karşı p<0.05) aortik iskemi reperfüzyonun anlamlı olarak artırdığını gösterdi (kontrole karşı p<0.05). Histopatolojik olarak aortik iskemi reperfüzyon grubundaki myokardiyal doku örneklerinde myokardiyal disorganizasyon, myofibriler şişme ve myofibriler eozinofili kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak arttı (kontrole karşı p<0.05). Bununla birlikte, aortik İR+ozon grubunda histopatolojik değişiklikler aortik iskemi reperfüzyon grubuna göre azaldı. Sonuç: Bu deneysel çalışmanın sonuçları ozonun infrarenal aortik iskemi reperfüzyon sonrası oluşan miyokardiyal hasarı ve oksidatif stresi üç temel belirteçle azaltabileceğini gösterdi: (i) azalmış doku süperoksit dismutaz ve katalaz düzeyleri, (ii) azalmış plazma troponin- I düzeyleri ve (iii) istatistiksel olarak anlamlı olmamakla beraber azalmış histopatolojik değişiklikler.