Investigation of Biochemical and Histopathological Effects of Vitamin E, N-Acetyl Cysteine and Therapeuthical Ultrasound Application on Muscular Injury Formed in Rats

Abstract

Yapılan bazı çalışmalarda kas yaralanması sonucunda artmış oksidatif hasar bildirilmektedir. Terapötik ultrason tedavisi bu tür yaralanmalarda sıklıkla uygulanmaktadır. Bu çalışmada, deneysel olarak oluşturulan kas yaralanmasında sözkonusu tedavi ile farklı antioksidan maddelerin tedavi etkinliği karşılaştırıldı. Bu amaçla bazı serum enzimleri, oksidatif stres belirteçleri, miyeloperoksidaz (MPO) aktivitesi (nötrofil infiltrasyon belirteci), enflamasyon belirteçleri olarak interlökin-6 (İL-6) ve tümör nekroz faktör-? (TNF- ?) histopatolojik inceleme ile birlikte değerlendirildi. Herbiri altı adet Wistar türü albino erkek sıçandan oluşan 6 grup oluşturuldu. Bu gruplar kontrol (K), yalnız kesi (YK), ultrason (US), vitamin E (Vit E), N-asetil sistein (N) ve miks (M) olarak isimlendirildi. K grubu dışındaki bütün hayvanlarda gastroknemius kasının kesilmesi yoluyla kas yaralanması oluşturuldu. K ve YK grubundaki sıçanlara tedavi uygulanmadı. Geriye kalan 4 gruptaki hayvanlara ise yaralanma oluşturulduktan 24 saat sonra 2 günde bir toplam 3 defa tedavi uygulandı. Bu gruplardaki sıçanlara terapötik ultrason tedavisi, vitamin E, N-asetil sistein veya bunların kombine olarak verilmesi uygulandı. Bütün hayvanlar altıncı günde sakrifiye edildi. Biyokimyasal ve histopatolojik analizler için kan ve kas dokuları alındı. Yalnız kesi grubu serum enzimleri yönünden kontrol grubu ile kıyaslandığında CK, AST ve ALT akvitesinde istatistiksel olarak anlamlı (p<0.05) artışlar görülürken LDH?da görülen yükselme anlamlı değildi. Neredeyse bütün tedavi gruplarında CK, LDH ve AST seviyesi kontrol grubuna yaklaşırken, ALT sadece vitamin E verilen grupta anlamlı olarak azalmıştı (p<0.05). Hem kan hem de kas dokusunda gerçekleştirilen biyokimyasal analizlerin gruplardaki değişimi birbirine paraleldi. Gruplardaki total antioksidan seviyenin birbirlerine çok yakın olduğu görülürken, total oksidan seviye ve oksidatif stres indeksinin yalnız kesi grubunda arttığı, tedavi grupları içerisinde yer alan M grubunda ise azaldığı görülmüştür. Ancak bu artış ve azalışlar istatistiksel olarak anlamlı değildi. MPO aktivitesi yalnız kesi grubunda artmış, tedavi gruplarında ise azaltılmıştır. Bununla beraber bütün grupların sadece kan dokusunda tespit edilen azalışları istatistiksel olarak anlamlı olup (US grubu hariç) kontrol grubundan bile daha düşük bulunmuştur. Serum enflamasyon belirteçlerinin (İL-6 ve TNF-?) değişimi ile histopatolojik bulgular incelendiğinde ise gruplar arasında önemli bir fark olmadığı görülmüştür. Bu çalışma, ultrasound tedavisinin dışında vitamin E ve N-asetil sistein tedavilerinin de kas yaralanmasının tedavisinde faydalı olabildiğini ortaya çıkarmıştır. Burada elde edilen bulguların desteklenmesi için daha ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.Tat MA. Investigation of biochemical and histopathological effects of vitamin E, N-acetyl cysteine and therapeuthical ultrasound application on muscular injury formed in rats. Yuzuncu Yıl University Health Science Institue, Department of Physiology, Van-Turkey. Increased oxidative damage has been reported after muscular injury. Therapeutic ultrasound is frequently applied in such injuries. In this study, the efficiency of therapeutic ultrasound treatment and various antioxidant substances was compared in experimental muscular injury. For this purpose some serum enzymes, oxidative stress biomarkers, myeloperoxidase (MPO) activity (neutrophil infiltration index), inflammatory markers such as interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor-? (TNF- ?) were evaluated together with histopathological examination. Six groups each including 6 Wistar albino male rats were constituted. These groups were named as control, only injury (OI), ultrasound (US), vitamin E (Vit E), N-acetyl cysteine (N) and mix (M). The muscle injury was formed in all groups except those of control through laceration of gastrocnemius muscle. While no reatment was performed in control and OI groups, after 24 hours of injury treatments were applied three times every other day in remaining four groups. Therapeutic ultrasound, Vitamin E, N-acetyl cysteine and combination of them was applied respectively to the rats of these groups. All rats were sacrificed in the sixth day. Blood and tissue samples were obtained for biochemical and histopathological analyses. While OI group compared to control in terms of serum enzymes, significant (p<0.05) elevations of CK, AST and ALT as well as slight increase of LDH were observed. CK, LDH and AST levels reversed to control values in almost all treatment groups (p<0.05) whereas ALT activity was decreased markedly in only Vit E group (p<0.05). Alterations of other biochemical analyzes were parallel to each other in all groups both in muscle and blood tissues. Total antioxidant status was nearly similar in all groups, however total oxidant status and values of oxidative stress index were found to be higher in OI group and lower in mix group comparing to control. But these alterations were not statistically significant. While MPO activity increased in OI group, decreased in all treatment groups compared with control. However only decrease in MPO activities of blood tissues were statistically significant in all groups except US even when compared to control. There wasn?t any marked alteration between groups in terms of serum inflammatory markers (IL-6 and TNF-?) and histopathological findings. In conclusion results of this study revealed that apart from therapeutic ultrasound treatment, supplementation of vitamin E and N-acetyl cysteine may also be useful in the treatment of muscular injury. However further studies are needed to support these results.