1. ÖZET
Deneysel Diyabetiklerde Selenyumun Diş Çekim Yarasının İyileşmesi Üzerine Etkisinin İncelenmesi
Antioksidan özelliğe sahip ve canlılar
için önemli bir eser element olan selenyum (Se) ile diyabetin sebep olduğu bazı
patolojilerin tedavisinde başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Bu çalışmanın
amacı, diş çekim yarasının iyileşmesinde diyabete bağlı meydana gelebilecek
bozuklukları ve selenyumun olası pozitif etkilerini araştırmaktır.
Çalışmaya 36 adet Wistar cinsi sıçan
dahil edilerek kontrol grubu, selenyum
verilen kontrol grubu, diyabetik grup ve selenyum verilen diyabetik grup olmak
üzere 4 gruba ayrılmıştır. Deneysel diyabet, tek doz intraperitonal (i.p.) streptozotosin (STZ) (50 mg/kg)
enjeksiyonuyla oluşturulmuştur. Alt sol 1. ve 2. molarların çekimini
takiben Diyabet + selenyum ve kontrol +
selenyum gruplarına 5 µmol/kg/gün olacak şekilde tek doz i.p. sodyum selenit
uygulanırken, diyabet ve kontrol gruplarına aynı koşullarda distile su (i.p.)
uygulanmıştır. 3. 7. 14.ve 21. günlerde her bir gruptan ikişer adet sıçan
sakrifiye edilerek çekim yapılan mandibular segment çıkartılarak mikroskobik
inceleme yapılmıştır.
Araştırma sonucunda, diyabet grubunda
çekim yarasının iyileşmesinde bozukluk oluştuğu ve bu durumun selenyum
verilerek düzeltilebildiği görülmüştür.
Anahtar
Sözcükler: Diabetes mellitus, Diş çekimi, Yara
iyileşmesi, Selenyum.
SUMMARY
The Investigation Of Effect Of Selenium On The
Tooth Extraction Wound Healing In Experimental Diabetics
In the treatment of diabetes induced pathologies,
beneficial results have been obtained with selenium (Se), which is an
antioxidant and essential trace element for organisms. The aim of this study is
to investigate the possible effect of selenium on the tooth extraction wound
healing of experimental diabetics.
Thirty-six
Wistar rats were included in this study and control, selenium given control,
diabetic and selenium given diabetic groups were formed. Experimental diabetes
was induced by single dose i.p. (50
mg/kg) injection of streptozotocin (STZ). Following the extraction of
mandibular 1. and 2. molars, at 3., 7., 14. and 21. days two animals from each
group were sacrificed and the mandibular segments were processed for
microscobic examination. Diabetic + selenium and Control + selenium groups
received i.p. one daily dose of 5 µmol/kg/day sodium selenate for 4 weeks while
diabetic and control groups received distilled water. Mandibulae of all animals
were excised and processed for densitometric, diffractometric and
histopathological investigation.
We
conclude that, the impaired wound healing in diabetics can be improved by
selenium administration.
Key Words: Diabetes mellitus, Tooth
extraction, Wound healing, Selenium.
2. AMAÇ VE KAPSAM
Diş çekiminden hemen sonra alveole kan dolar, eritrositler küme yaparak çöker. Fibrin ağları oluşurken, periodontal membrandaki damarlar büzüşür. Çekimden sonraki ilk saatler çok önemlidir. Alveole kan dolması engellenirse yara iyileşmesi gecikir ve kısmen de iyileşme olmayabilir (Shafer- Hine-Levy, 1966).
1. gün: 24 saat sonra damar yataklarında değişimler başlar. Damar genişlemelerini lökosit diapedesisi izler. Alveolü dolduran fibrin iyileşmenin temelidir.
2. gün: Periodontal membrandan çıkan fibroblastlar yara çevresinden içerilere yayılmaya başlarlar. Yüzey epiteli proliferasyona başlar. Dişi sarmış olan alveol kemiğinde osteoklastik bir aktivasyon belirlenir. Bu arada çoğalan birkaç tane endotel hücresi görülebilir.
5. gün: Yara tabanında fibroblastlardan ve damar endotellerinden yapılı bir doku görülür. Periodontal membran artıkları hala mevcuttur fakat, yeni yapılacak kemikle ilgili hiçbir belirti görülmez. Yara yüzeyinde kalın bir lökosit tabakası ve kenarlarda yüzey epiteli proliferasyonu vardır.
7. gün: Fibrin ağı içindeki fibroblastlar çoğalmıştır. Yeni kapillerlerin sayısı artmıştır. Periodontal membran artıklarında dejenerasyonlar vardır. Alveol kemiğinde oldukça belirgin aşınmalar görülür. Yüzey epiteli ilerlemiştir, küçük yaralarda epitelizasyon tamamlanmış olabilir.
14. gün: Yapı iskeletinin yerini olgun granülasyon dokusu almaya başlar. Yaranın periferinde henüz kireçlenmemiş genç trabeküller fark edilir. Genç kemik trabekülleri, periodontal membran artıklarındaki potansiyel hücrelerin osteoblasta dönüşmeleriyle meydana gelir. Dış alveolün özel kortikal kemiği yeniden yapılır. Fakat eskisi kadar yüksek değildir. Yüzeysel epitelizasyon tamamlanmıştır.
21. gün: İyileşmenin son anları ve kemikleşmenin tamamlandığı sürenin başlangıcıdır. Kısmen kireçlenen trabeküller grafilerde görülebilir (Yücetaş ve Türker).
2.2. Diabetes Mellitus
Diabetes
mellitus (DM) insülin hormonunun yokluğu, yetersizliği veya etkisizliği
nedeniyle hiperglisemi ile birlikte özel komplikasyonlara yol açan bir hastalıktır.
Diyabetin kardinal belirtisi olan hiperglisemi ile ilişkili diğer bir çok
durumun varlığı bu hastalığın sınıflandırılmasını gerektirmiştir. Herhangi bir
hastalığın sınıflandırılması ve teşhisi için kriterler belirlenmesine
epidemiyolojik ve klinik olarak iki yoldan yaklaşılabilir. Bir hastalığın
etyolojisi, doğal hikayesi, uzun dönem sonuçları ve önlenmesi ile ilgili olan
doktorlar için epidemiyolojik yaklaşım önemliyken, primer olarak günlük hasta
bakımı ile ilgilenen doktorlar için ise klinik yaklaşım daha önemlidir. Diyabet
sendromlarının sınıflandırılması 1979 yılında özel bir komite olan “National Diabetes Data Group”
tarafından geliştirilmiş olup, bugün genellikle kabul edilmektedir (Stephenson
ve ark., 1995).
İnsülin veya insülin benzeri ajanlar
glikozun dokular içine girmesi için gereklidir. Anabolik bir hormon olan
insülin eksikliğinde glikoz, kana ve yağ dokusuna yeterli bir şekilde
taşınamaz. İnsülin yetersizliği aynı zamanda artmış hepatik glikogenolizis,
glukoneogenezis ve ketogenezise neden olur. Sonuçta, hiperglisemi ve metabolik
asidoz (ketoasidozis) gelişir. Hiperglisemi osmotik diürez oluşturarak, ciddi
dehidratasyona yol açan glikozüriye neden olur. Plazma glikoz konsantrasyonu
hastanın normal renal glikoz eşiği olan 180-250 mg/dl’yi aştığında önemli ölçüde
osmotik diürez oluşur (Stephenson ve ark., 1995). Bu diürez, dehidratasyon ile
sonuçlanan su kaybını indükler ve vasküler hacim ve selüler membran fonksiyonu
üzerine zararlı etkileri olabilen pek çok iyon (sodyum, potasyum, klorit,
magnezyum ve fosfat) su ile atılır (Schade, 1988). Hipotansiyonla birlikte
intravasküler hacimde azalma ve şok meydana gelebilir. Keton cisimcikleri,
asetoasetik asit ve beta-hidroksibütirik asit, hidrojen iyonlarına ve
anyonlarına ayrışarak etki gösterirler ve bu durum sistemik asidoz ile sonuçlanır. Ketoasidoz,
hücresel fonksiyon üzerinde kardiovasküler kollapsa sebep olan birçok zararlı
özelliğe sahiptir (Stephenson ve ark., 1995).
İnsülin ayrıca kemik hücreleri üzerinde
hücre membranı özelliklerini değiştirmek, glikoz permeabilitesi, amino asit
transferi ve potasyum akımını düzenlemek gibi bir çok metabolik etkiye
sahiptir. Bununla birlikte, yağ ve kas dokularına da çeşitli mekanizmalarla
etki etmektedir (Levy ve ark, 1985).
Tip 1 diyabet (insüline bağımlı diyabet,
juvenil diyabet) genellikle 40 yaşın altında, çocuklarda ve gençlerde görülür.
Pankreasın Langerhans adacıklarındaki ß hücrelerinin harap olmasına ve böylece
mutlak insülin eksikliğinin oluşmasına bağlı olarak gelişir. Genetik etmenlerin
ve viral hastalıkların yol açtığı otoimmünizasyonun etyolojik faktörler olduğu
düşünülmektedir. Bu hastalar genellikle zayıftır ve hastalık belirtilerinin ani
olarak başlaması söz konusudur. Kadın ve erkekte eşit oranda rastlanır.
Poliüri, polidipsi, kilo kaybı kısa süre içinde belirginleşir ve kilo kaybının
polifaji ile birlikte olması dikkat çekicidir. Ayrıca halsizlik, kaslarda
kramplar, bulanık görme ve mensturasyon bozukluğu gelişebilir. İnsülin
yokluğuna bağlı olarak glisemi ve yağ asitlerinin artmasıyla kanda ve idrarda
keton cisimleri görülür. Ketoasidoz komasına sıklıkla rastlanması nedeniyle
sadece plazma glikozunu düzenlemek için değil, aynı zamanda diyabetik
ketoasidozu önlemek ve yaşamı sürdürmek amacıyla ekzojen insülin verilmesi
şarttır (Hirsh ve ark., 1991).
Tip
2 diyabet (insüline bağımlı olmayan diyabet, erişkin diyabeti) daha çok 40
yaşın üzerinde görülür. Bu tipte,
insülin salgılanmasında nispi bir eksiklik veya periferik dokularda insüline
direnç söz konusudur. Hastaların büyük çoğunluğu şişmandır ve erkeklerde
kadınlara oranla 3 kat fazla rastlanır. Tip 2 diyabette genetik faktörün etkili
olduğu kesinlik kazanmıştır. Ağır stresler, gebelik, şişmanlık, kortizol,
büyüme ve tiroid hormonlarının hastalığın ortaya çıkmasını kolaylaştırdığı
düşünülmektedir. Diabetes mellitusun bu iki ana tipine ek olarak bir başka tipi
de sekonder diyabettir. Genellikle bir sebebe bağlı olarak ortaya çıkar.
Diyabetin ağız bulguları
olarak xerestomia, nefesin aseton kokması, keiloz, tükürük akışında azalma, kan
şekerinin artmasıyla birlikte parotis bezi salgısında şeker seviyesinin
yükselmesi, özellikle parotis bezinin ağrısız şişliği (sialodenosis), kemik
rezorpsiyonunun olduğu ve iltihabi dişeti değişimlerinin görüldüğü periodontal
hastalıklar ve çürük oranında artış, çocuklarda 10 yaşına kadar diş gelişiminde
hızlanma sayılabilir (Johnson, 1985; Murrah, 1985; Moore ve ark., 2001).
Kontrol altına alınamamış diyabetiklerde dehidratasyona ve kandida
enfeksiyonlarına bağlı olarak stomatit ve ağrılı glossit şikayetleri olabilir
(Tokgöz ve Yiğitbaşı, 1994). Ayrıca kötü yara iyileşmesi de diyabette
karşılaşılan majör komplikasyonlardan biridir. Doku tamirinde başlıca kollajen
metabolizması, yara kontraksiyonu, epitelizasyon ve enflamasyon prosesleri rol
oynar. Diyabette yara bölgesindeki makrofajların azalmasına bağlı olarak
kollajen depozisyonu da önemli miktarda azalmaktadır. Bununla birlikte
diyabetik hastalarda fagositozda belirgin bir bozulma ve lökosit fonksiyonunda
anormallikler olması, enfeksiyona ve kötü yara
iyileşmesine yol açmaktadır (Novaes J .R ve ark., 1997).
Osteopeni
(osteoporoz), insanlarda ve hayvanlarda insülin eksikliği ile oluşan diyabetin
bir komplikasyonudur (Mori ve ark., 1997). Tip 1 diabetes mellitusun generalize osteopeni, alveolar kemiğin rezorpsiyonu,
periodontal enflamatuar reaksiyon ile aynı anda görülebileceği belirtilmiştir
(Rosenbloom, 1984; Johnson ve Thliveris, 1989). Diyabetikler sıklıkla yaş,
cinsiyet, boy ve ağırlığın karşılık geldiği değerlerden daha düşük değerde
kemik densitelerine sahiptirler. Kemik densitesini sistemik ve lokal olmak
üzere 2 faktör etkiler. Lokal faktörler, kemik üzerindeki mekanik stres
derecesiyle ilişkilidir. Örneğin alveolar kretlerde, komşu dişlerin fonksiyonel
hücrelerinden kaynaklanan devamlı bir kemik depozisyonu vardır. Kemik
depozisyonundaki azalma veya kemik rezorpsiyonundaki artış, alveolar krette net
bir kemik kaybına neden olacaktır . Alveolar kemik yüksek yapım/yıkım oranına
sahiptir ve diyabette olduğu gibi rezorpsiyon ve depozisyon arasındaki ufak bir
dengesizlik, dolaylı olarak kemik yıkımı ile sonuçlanabilir (Johnson ve
Thliveris, 1989; Tellervo ve ark., 2000).
Wical ve Swoope (1974a, 1974b), alveol
rezorpsiyonunda etkili olan sistemik faktörleri araştırdıkları çalışmalarında
diyabet, sifilis, romatoid artrit, tirotoksikoz, Cushing sendromu gibi
hastalıklar ile adrenokortikosteroid, heparin, kan kalsiyum ve fosfor dengesini
bozan faktörler, vaskülarizasyon bozuklukları, kemik-mineral metabolizmasını
bozan sebepler ve osteoblast-osteoklast metabolizmasını olumsuz etkileyen tüm
faktörlerin kemik rezorpsiyonunda etkili olduğunu bildirmişlerdir.
Diyabete
bağlı komplikasyonlardan biri de mikroanjiyopatidir. Özellikle nefropati,
nöropati ve göz komplikasyonlarının gelişmesinde küçük damarlardaki hasarın
rolünün bilinmesine karşın, kemik metabolizması üzerindeki etkisi tam olarak
aydınlatılamamıştır (Leidig-Bruckner ve Ziegler, 2001). Yapılan çalışmalar,
küçük kan damarlarının bazal membranlarının diyabetik hastalarda normal
bireylerdekinden daha kalın olduğunu göstermiştir ve kalınlaşmış bazal
membranın mikroanjiyopatinin varlığına dair hassas bir işaret olduğu görüşü
ileri sürülerek, diabetes mellitustaki mikrovasküler komplikasyonların
patogenezi ile ilişkili olduğu tahmin edilmiştir (Montironi ve ark., 1989).
Diyabetik hastalarda kapiller bazal membran kalınlaşmasının yanı sıra
endotelizasyon hızında da anormallikler bulunmuştur. Vasküler bazal membranda
kalınlaşmanın oksijen difüzyonuna, lökosit migrasyonuna ve metabolik artıkların
uzaklaştırılmasına bir bariyer teşkil ettiği belirtilmiştir (Devlin ve ark.,
1996).
Klinik
olarak karşılaşılan belli fizyolojik değişkenler yara iyileşmesi üzerine majör
tesire sahiptir. Yara iyileşmesi üzerine önemli etkiler olarak beslenme, immün
durum, doku oksijenasyonu, sirküle olan kan volümü vs. sayılabilir (Carrico ve
ark., 1984). Diabetes mellitusta bu faktörlerin çoğu mikroanjiyopati sebebi ile
bozulmaktadır ve kemik ve/veya yumuşak dokudaki yara iyileşmesinin kötü
olmasıyla sonuçlanmaktadır. Diyabetik mikroanjiyopati aynı zamanda diyabetik
osteopeniye neden olan bir mekanizma olarak tarif edilmiştir. (Loder, 1988;
Munoz-Torres ve ark., 1996).
Diyabetik
hayvanlar ve insanlarda kemik ve mineral metabolizmasının değiştiğini bildiren
ve bunun kısmen insülin tedavisi ile düzeltilebileceğini gösteren pek çok
araştırma vardır (Hough ve ark., 1982). Loder (1988) yaptığı deneysel bir
çalışmada, diyabetik hayvanlarda fraktür iyileşmesinin insülin kontrolü ile
düzeltilebildiğini ve kırılma dayanıklılığının arttığını göstermiştir. Bunun
yanında, insülin ve diabetes mellitusun
kemik ve mineral metabolizması üzerine olan etkilerini hücresel seviyede
açıklayarak bu etkilerin, fraktür
birleşmesinin her iki majör tipinde (primer ve sekonder kemik iyileşmesi) de
aktif olduğunu belirtmiştir.
2.2.1. Deneysel Diyabet Modelleri
Diyabetin
neden olduğu komplikasyonların incelenmesi ve tedavi yaklaşımlarının
belirlenmesinde deneysel diyabet modelleri önemli bir yer tutmaktadır. Deneysel
diyabet çalışmalarında cerrahi, kimyasal, viral yolla oluşturulan ve
kendiliğinden gelişen modeller kullanılmaktadır. Günümüzde deney hayvanlarında
çeşitli kimyasal ajanlar kullanılarak deneysel diyabet oluşturmak mümkündür.
Laboratuvar hayvanlarında kimyasal diyabet (tip I), yaygın olarak streptozotosin
(STZ) ya da alloxan enjeksiyonuyla oluşturulmaktadır.
STZ ve alloxan pankreatik ß hücrelerine olan spesifik toksisiteleri nedeniyle
diyabetojenik ajan olarak kabul edilmektedirler. Her iki ajan da kan şekeri
düzeyinde üç fazlı etki oluşturur. Maddenin kullanımını izleyen 2 saat içinde
kan şekeri karaciğer glikojeninin ani yıkımı nedeniyle yükselir. İkinci faz
ölümle sonuçlanabilecek hipoglisemik fazdır. Bu sırada hasara uğrayan ß
hücrelerinden hızla salıverilen insülinin plazma düzeyi hızla yükselir. Üçüncü
faz, kalıcı hiperglisemik fazdır. Bu noktadan başlayarak insülin düzeyleri,
kullanılan diyabetojenik ajanın dozu ile ilişkili olarak düşer ve kan şekeri
yükselir (Onay, 1997; Alkan, 1998).
STZ,
pankreasta serbest radikal temizleyicisi (scavenger) olan superoksit dizmutazı
inhibe eder ve böylece serbest radikallerin birikmesi sonucu ß hücreleri yıkıma
uğrar (Takeshita ve ark., 1998). STZ enjeksiyonunu takiben kemik üretimi azalır
ve sonuçta osteoid matriks ve kemik oluşumunda azalma görülür (Mc Cracken ve
ark., 2000; Ward ve ark., 2001). Sasaki ve ark. (1991), diyabetik sıçanlarda
anormal osteoblast yapısı ve fonksiyonuyla birlikte, osteoid alanda ve kemik
oluşumunda % 91 oranında azalma gözlediklerini bildirmişlerdir.
Hayvan
modellerinde gözlenen diyabetik durum klinik diyabete çok benzemekle birlikte,
deneysel modeller aslında hem kendi aralarında farklı özellikler taşımakta, hem
de bu modellerden hiçbiri insanda gözlenen diabetes mellitusu tam olarak
yansıtmamaktadır. Ancak, insanlar üzerindeki araştırmaların etik nedenlerden
dolayı kısıtlı olması, diabetes mellitus ile ilgili araştırmalarda kullanmak
amacıyla çok çeşitli deneysel modellerin geliştirilmesini sağlamıştır. Yine de
diyabet araştırmalarında kullanılan hayvan modellerinin, insanlardaki diyabetin
birçok özelliğini taşıdığı kabul edilmektedir (Onay, 1997; Takeshita ve ark.,
1998).
2.3. Selenyumun Biyolojik Sistemlerdeki Önemi ve Diyabetle İlişkisi
Selenyum (Se), periyodik tabloda VI A
alt grubunda yer alan bir elementtir ve aynı grupta yer alan sülfür ile
kimyasal özelikleri büyük benzerlik gösterir. Selenyum havada, suda erimiş
olarak, toprak ve kayalarda bulunur. Böylece buralardan bitkilere, mantarlara,
bakterilere ve insanlara geçer sonra tekrar doğaya döner (Büyükakyüz ve ark.,
2000). Doğadaki ortalama konsantrasyonu 0,09 ppm olarak bulunmuştur. Başta
karaciğer ve böbrek olmak üzere insanın tüm dokularında bulunmaktadır. Selenyum
yiyeceklerde esas olarak selenometionin, metilselenometionin, selenosistin ve
selenosistein gibi organik bileşikler halinde bulunur ve selenyumun dışarıdan
alındığı durumlarda kullanılan bileşiğinin sodyum selenit (Na2SeO3)
olması nedeniyle, özellikle deneysel selenyum çalışmaları selenit metabolizması
üzerinde yoğunlaşmıştır. (Foster ve Sumar, 1997).
Yıllar boyunca sadece yüksek toksik ve karsinojen özelliğiyle bilinen
selenyum, yapılan çalışmalar sonucunda biyolojik sistemler için önemli ve
faydalı bir element olarak değerlendirilmiştir. 1957 yılında selenyumun
hayvanlar için önemli bir eser element olduğunun bulunmasının ardından,
deneysel olarak oluşturulan karaciğer tümörlerinin insidansında Se uygulayarak
% 50 oranında bir azalma olduğu tespit edilmiştir (Vernie, 1984).
Hayvanlarda gözlenen patolojilerin yanı
sıra, insanlarda selenyum eksikliğine
bağlı olarak gelişen ve Keshan hastalığı olarak adlandırılan durumla
karşılaşılmıştır. Yaygın olarak Çin’de görülen bu juvenil kardiyomyopati pek
çok çocuğun ölümüne sebep olmuş ve haftada 0,5-1 mg Se uygulanmasıyla tamamen
tedavi edilmiştir (Combs ve Combs, 1984).
İnsanlarda görülen ve selenyum ile
ilişkili daha pek çok hastalık mevcuttur. Bunlar arasında artrit, katarakt,
kistik fibrozis, kas distrofisi, fenilketonüri, Down sendromu, bronkopulmoner
displazi, hemolitik anemi, multiple skleroz, gece körlüğü, defektif immün
cevap, malarya, Kwashiorkor ve çocuklarda ani ölüm sendromu (Sudden infant
death) sayılabilir (Foster ve Sumar, 1997).
Selenyum sıçanlarda E vitamini
eksikliğinde görülen karaciğer nekrozunu da önlemektedir. Selenyum düşük
konsantrasyonda insan ve hayvanların büyümesi için gerekli olan esansiyel bir
elementtir; fakat yüksek konsantrasyonlarda toksik özelliklere sahiptir.
Solunum sistemi irritasyonu, ağızda metalik tat, pulmoner ödem, nefeste
sarımsak kokusu, terleme başlıca intoksikasyon bulgularıdır (Navarro-Alarcon ve
Lopez-Martinez, 2000).
Selenyum bazı metabolik hastalıkların ve
kanser türlerinin önlenmesinde rol oynayan antioksidan özellikteki glutatyon
peroksidaz (GSH-Px) enziminin yapısında
bulunur. Selenyumun biyolojik önemi bu enzimin bir ko-faktörü olmasından kaynaklanmaktadır. Her alt ünitesinde selenosistein şeklinde bir
adet selenyum atomu içeren GSH-Px, hücre içinde hidrojen peroksitin (H2O2)
suya indirgenmesinde rol oynamaktadır. Selenyum, E vitamini ile etkileşerek
lipid metabolizması sonucu oluşan peroksitlerin neden olduğu oksidatif
hasarlardan hücre membranını korumaktadır (Gebre-Medhin ve ark., 1984).
Deneysel diyabet modellerinde selenyumun
diyabetik hayvanların kan şekerini düşürdüğü, ayrıca sıvı tüketimlerini,
ağırlık artışlarını ve bazı biyokimyasal parametrelerini normalleştirebildiği
bildirilmiştir (McNeill ve ark., 1991; Ghosh ve ark. 1994). Son yıllarda
yapılan in vivo ve in vitro araştırmalarda selenyumun pek çok insülin benzeri
aktiviteye sahip olduğu gösterilmiştir. Bu aktiviteler; glikoz alımının
stimülasyonu, glikoliz ve glikoneogenezis, yağ asiti sentezi ve pentoz fosfat
yolu gibi metabolik olayların regülasyonu olarak sayılabilir.
Bu etkilerin altında yatan mekanizmalar
için çeşitli olasılıklar ileri sürülmüştür. Bunun yanında selenyum, bir büyüme
faktörü gibi etki göstermekte ve insülinin yaptığına benzer metabolik
değişiklikler yapabilmektedir. Bir başka deyişle, insülin yokluğunda da
insüline benzer değişiklikler yapabilmekte, ya da insülinin reseptörü üzerinden
yaptığı etkiyi arttırmaktadır (Ezaki, 1990, Ayaz, 2000).
Selenyumun bu özellikleri, diğer bir insülin
benzeri ajan olan vanadyuma benzemektedir. Vanadyum, antihiperglisemik etkisini
beslenmeyi önleyerek vücut ağırlığını kontrol etmesiyle sağlamaktadır (Becker
ve ark, 1996).
Diyabette serbest yağ asitleri ve
serbest radikal türevli çeşitli oksidanların arttığı, bu artışın pek çok
sistemik bozukluklara neden olduğu bilinmektedir. Serbest radikaller, negatif
yüklü elektron sayısının nükleustaki pozitif yüklü proton sayısı ile eşit
olmadığı moleküllerdir. Oluşan bu serbest radikaller vücutta önemli moleküllere
örneğin, hücrelerde proteinlere ve genetik materyale zarar verirler. Bundan
başka hücre membranının harabiyetine, geçirgenliğinin artmasına ve sonuçta
hücrenin ölümüne kadar giden bir seri olaya yol açabilirler. Organizmada
meydana gelen serbest radikalleri sürekli olarak zararsız hale getirmeye
çalışan süperoksit dismutaz, katalaz, glutatyon peroksidaz gibi çeşitli
enzimler bulunmaktadır (Büyükakyüz ve ark., 2000). Selenyumun antioksidan sistemdeki bilinen
belirgin rolü sayesinde diyabette gözlenen patolojileri düzeltebilmesi
olasıdır. Ayrıca tip 1 diyabetik hastalarda kontrol grubuna göre
eritrositlerdeki selenyum konsantrasyonunun belirgin olarak düştüğü
bildirilmiştir (Kruse-Jarres ve Rukgauer, 2000).
Bu çalışmanın amacı, diyabette görülen patolojilerin antioksidanların uygulanmasıyla düzeltilebildiğine dair görüşlerin doğrultusunda, deneysel olarak oluşturulan diyabet modellerinde diş çekim yarasında gelişebilecek bozukluklar üzerinde selenyumun olası etkilerini inceleyerek, sonuçların oral ve maksillofasiyal cerrahi pratiğinin diğer alanlarında uygulanabilirliğini ve önemini değerlendirmektir.
3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1.Deney Gruplarının ve Deneysel Diyabetin Oluşturulması
Çalışmada 3-4 aylık, ağırlıkları 200-250
gr. arasında değişen 36 adet ( 16 erkek, 20 dişi) Wistar cinsi sıçan kullanıldı
ve
Kontrol
grubu (Ktrl) (1. grup, n=9),
Selenyum
verilen kontrol grubu (Ktrl+Se) (2.grup,
n=10),
Diyabetli
grup (DM) (3. grup, n=9 ),
Selenyum
verilen diyabetli grup (DM+Se) (4. grup,
n=8),
olmak üzere 4 grup oluşturuldu. Gruplarda cinsiyet
dağılımının homojen olmasına dikkat edildi. Hayvanların seçiminde sağlık
durumlarının iyi olmasına ve daha önce herhangi bir deneyde kullanılmamış
olmalarına özen gösterildi. Vücut ağırlıkları ve kan glikoz değerleri
ölçülerek, deney süresince her bir kafeste 3 hayvan olacak şekilde
cinsiyetlerine göre ayrılıp standart sıçan yemi ve su ile kısıtlama olmaksızın
(ad libitum) beslendiler. Deneysel diyabet, 3. ve 4. gruba pH 4,5 deki 0,1 M
sitrat tamponu içinde eritilen streptozotosin’in (STZ) 50 mg/kg olacak şekilde
tek doz intraperitonal (i.p.) enjekte edilmesiyle oluşturuldu. 1. ve 2.
gruplara ise yine tek doz i.p. sitrat enjeksiyonu yapıldı. Enjeksiyondan 7 gün
sonra Medi Sense Card Sensor ile kuyruk veninden ölçülen kan glikoz düzeyi 200
mg/dl ve üzeri diyabetik olarak kabul edilerek sadece diyabet olan hayvanlarla
çalışmaya devam edildi.
Tüm sıçanlarda Ketamin HCL ve Xylazine HCL kombinasyonu kullanılarak anestezi sağlandı ve uygun elavatör ve davye yardımıyla mandibular sol birinci ve ikinci molar dişler çekildi. Operasyonun ilk gününden itibaren sakrifiye edilinceye kadar 2. ve 4. gruptaki kobaylara distile su içinde eritilen sodyum selenit tek doz i.p. 5 mmol/kg/gün olacak şekilde uygulanırken, 1. ve 3. gruplara ise aynı şekilde sadece distile su uygulandı. Her bir gruptan ikişer adet sıçan operasyonu takiben 3. 7. 14. ve 21. günlerde etik kurallara uygun olarak sakrifiye edilerek, cerrahi disipline uygun olarak çekim yapılan mandibular segmentler çıkartılmıştır.
Çalışmalar başlamadan önce ayrı ayrı
kodlanan mandibulalar % 10’luk formalin içinde korundu. Dekalsifikasyon işlemi
% 8’lik formik asit ve % 8’lik hidroklorik asit içeren özel bir solüsyonda, gün
aşırı tazelenerek 10 günlük bir süreçte tamamlandı. Daha sonra tüm örnekler
akan su altında yıkandı ve her mandibulanın çiğneyici dişler bölgesinden 2 mm
kalınlığında birer parça çıkartıldı. Parçalara bilinen histolojik doku takibi
uygulandı. Parafine gömülerek bloklandıktan sonra Leica RM 2125 RT kesit
cihazıyla 5 mikron kalınlığında kesitler alınarak Hematoksilen Eosin (H.E.) ile
boyandı. İncelemeler Axioskop (Zeiss) ışık mikroskobunda yapıldı.
4.
BULGULAR
Kontrol grubu: Diş
çekiminden 3 gün sonra soketin fibröz kan pıhtısı ve kenarlara yapışık
periodontal ligament ile dolu olduğu görüldü. Kemikte osteoklastik rezorpsiyon
yaygındı. 7. günde, subperiostal immatur kemiğin depozisyonuna bağlı olarak
rezidüel alveol tepesi genişlemişti. Soket kenarı ve alveol tepesinin
osteoklastlarca yaygın olarak rezorbe edildiği ve soket yüzeyinin kenarlarında
epitelyal proliferasyon izlendi. Lamina duraya yakın immatur kemik oluşumu mevcuttu.
İmmatur kemiğin yeni trabeküllerine komşu kollajen lifler ve osteositler
gözlendi (Resim 1). 14. günde ise, epitel soket yüzeyini kaplamıştı. 21. günde,
bukkal rezidüel alveol kemiği yoğundu ve vasküler alanın çevresinde lameller
mevcuttu.
Kontrol + selenyum grubu: Genel
olarak kontrol grubuna benzer
histopatolojik bulgulara rastlanmıştır. 7. günde subepitelyal bağ dokuda orta
derecede kronik, aktif inflamatuar infiltrat görüldü. Çekim soketinin üçte
ikisi immatur kemikle doluydu. Kemik oluşumunu sağlayan ve aktif oldukları
izlenimini veren osteoblaslar ve osteositler net olarak seçildi (Resim 2).
Diyabet grubu: Çekimden 3
gün sonra alınan kesitlerde, periostal osteoblastların bukkal duvar yüzeyinde
organize olduğu görüldü. Soketin yüzeyel kısmında bakteri plağı çok fazla
miktardaydı ve bu durum alveol kemiğin yaygın nekrozuyla ilişkilendirildi. Periodontal ligament artıklarıyla birlikte
sokette fibrin de mevcuttu. Özellikle yüzeyel alanda baskın olan PMNL ve aktif
inflamasyon bütün soket içinde yaygındı. Epitelyal proliferasyon bulgusuna
rastlanmadı. 7. günde soket duvarında yaygın rezorpsiyon olduğu ve geriye çok
az olgun kemik kaldığı izlendi. Soketin yüzeyi kalın bakteriyal plak tabakası
ve inflamatuar eksudat ile örtülüydü. Bunun altında immatur granülasyon dokusu
mevcuttu. Bölgede damar çaplarının ve sayısının arttığı (vasküler
proliferasyon) tespit edildi (Resim 3). Soket içinde intramembranöz kemik
oluşumu saptanmadı.14. günde, soketin matur alveol kemiği tamamen rezorbe
olmuştu. İnce ve seyrek olan kollajen demetler apikal kısımda küçük bir tabaka
oluşturmuştur. 21. günde, sokette yaygın, kronik, aktif inflamasyon mevcudiyeti
saptandı; ancak kemik rezorpsiyonu alveol tepesiyle sınırlıydı.
Diyabet + selenyum grubu: Bu gruptaki
örneklerde sokette kemik oluşumunun düzeninin kontrol grubuyla benzerlik
gösterdiği saptandı. Çekimden 3 gün sonra, soketin tabanında primer kemik
trabekülünün içine yerleşen kollajen fibriller mevcuttu. Osteoklastlar soket
duvarını daha koronele doğru rezorbe etmekteydi. Ayrıca ekstraaveolar
subperiostal kemik yapımı ve osteoblast proliferasyonu saptandı (Resim4). Diğer
iyileşme safhaları kontrol grubuna benzemekteydi.
Resim 1. Kontrol Grubu. Kemik oluşumunu
sağlayan osteositlerin ve kollajen liflerin görünümü. H.E X 10.
Resim 2. Kontrol + selenyum grubu. Yeni
oluşan kemikte yerleşen osteositler.
H.E. X 20
Resim 3. Diyabet grubu. Dişeti bölgesinde
vasküler proliferasyon. H.E. X 5.
Resim 4. Diyabet + selenyum grubu. Aktif
oldukları izlenimini veren osteoblastlar. H.E X 10.
Diabetes mellitus pankreasın insülin
sekresyonunda bir eksikliğin ve/veya dokunun insüline duyarlığında bir
bozulmanın görüldüğü metabolik bir hastalık olup, etyolojisi henüz saptanamamıştır.
Klinikte diyabetik hastalarla sıklıkla karşılaşılmaktadır ve diyabetin derecesi
ile ilgili olarak ortaya çıkabilecek komplikasyonların herhangi bir cerrahi
müdahale açısından sorun yaratabileceği unutulmamalıdır. Örneğin diyabetiklerde
augmentasyon materyallerine ve kemik içi implantlara karşı cevabın kötü olduğu,
enfeksiyon riskinin arttığı ve yara iyileşmesinde bozukluk olduğu
bildirilmiştir (El Deeb ve ark., 1991; Györfi ve ark., 1996).
Diyabette kemik defektlerinin
iyileşmesinde görülen bozukluğa neden olarak kollajen metabolizmasındaki
farklılaşma, kapiller bazal membranın kalınlaşması, konakçı savunma
mekanizmasında zayıflama ve bakteriyal invazyon gibi bir çok etken
gösterilmektedir (Shyng ve ark, 2001).
Iyama ve ark. (1997), diyabetik sıçanlara
yerleştirilen HA implantların çevresinde kemik yapımının azaldığını tespit
etmişlerdir. Ancak Deeb ve ark. (1990) deneysel çalışmalarında, subperiostal
yerleştirilen HA implantlara karşı enflamasyonun çok olmasına rağmen,
diyabetiklerde kemik yapımında artış olduğunu bildirmişlerdir. Ancak bu
sonuçlarına ilişkin bir yorum yapmamışlardır.
Takeshita ve ark. (1998), diyabet
oluşturulmuş sıçanlar ile kontrol grubu arasında HA kaplı implantların
çevresinde oluşan yeni kemik miktarında büyük bir fark olduğunu
histomorfometrik olarak göstermişlerdir. Kontrol grubunda kemik iliği bölgesindeki
HA implantların tamamen kemik tabakası ile çevrili olduğu ve implant yüzeyine
bakan kemik lakünlerinde bazı osteoblast benzeri hücrelerin varlığı tespit
edilmiştir. Diyabetik gruptaki HA implantların kısmen ince bir kemik tabakası
ile çevrili olduğu ve kemik bağlantısı olmayan bölgelerde implant yüzeyine
paralel bazı fibroblastların varlığı gözlenmiş ve kontrol grubunda diyabetik
gruba göre anlamlı düzeyde yüksek kemik teması ve kemik temas alanı bulunduğu
bildirilmiştir.
Alkan
(1998), STZ ile oluşturulmuş diyabetik sıçanlarda doksisiklinin yara iyileşmesi
üzerine etkisini incelemiştir. On gün boyunca doksisiklin enjeksiyonunu takiben
10.ve 30. günlerde defektlerden kesitler alınarak yeni kemik oluşumu
histomorfometrik olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak diyabette yara
iyileşmesinin bozulduğu; ancak doksisiklinin kemik iyileşmesine ve yeni kemik
oluşumuna bir katkısı olmadığı gösterilmiştir.
Diabetes mellitus, bağ dokusu
metabolizmasında defekte yol açan bir hastalıktır. Diyabetin başlamasından
sonra 2 yıl içinde kemik yoğunluğu ve iskelet gelişiminde anomaliler
görülebilir. Kollajen omurgalı hayvanlarda en fazla bulunan proteindir ve bağ dokusunun majör protein komponenti olması
nedeniyle diyabete bağlı dejeneratif hastalıkların ve komplikasyonların
gelişmesinde bu dokudaki patolojilerin rolü büyüktür (Spanheimer, 1989).
Lien ve ark. (1992) yaptıkları in vitro bir çalışmada, yüksek glikoz
konsantrasyonunun kollajen fibril oluşumunu ve birbirleri arasındaki çapraz
bağlanmayı engellediğini ve dolayısıyla kollajen miktarında azalmaya yol
açtığını göstermişlerdir. Spanheimer ve ark. (1988) da aynı şekilde diyabetik
sıçanlarda kollajen oluşumunun pariyetal kemik ve femurun artiküler
kıkırdağında azaldığını ve bu durumun diyabet oluşturulmasından 2 hafta sonra
meydana geldiğini rapor etmişlerdir. Kollajen içeriğinin azalmasının diyabetik
sıçanlardaki diş çekim soketlerinin iyileşmesi sırasında kemiğin zayıf olarak
gelişmesini açıklayabileceği belirtilmiştir (Devlin ve ark., 1996).
Spanheimer ise (1989) yaptığı
araştırmada, STZ enjekte edilen sıçanlarda 1 hafta içinde kollajen ve kollajen
olmayan protein yapılarında kontrol grubuna göre anlamlı bir değişiklik
saptamamış ve diyabetik hayvanlarda gözlenen bağ dokusu değişikliklerinin
diyabetin kendinden kaynaklanan metabolik-hormonal ve/veya beslenmeyle ilgili
durumlara bağlı olduğu, STZ’ nin direkt kendisiyle ilgili olmadığı sonucuna
ulaşmıştır.
Deneysel olarak oluşturulan Kashin-Beck
hastalığında radyografik, morfometrik ve biyomekanik incelemeler sonucunda
irregüler kemik oluşumunun yanısıra,
kemikteki tip 1 kollajen ve kıkırdaktaki tip 2 kollajende aşırı modifiye lizin
artıklarına rastlanmıştır (Yang ve ark., 1993).
Yara iyileşmesi ve osteoporoz
çalışmaları için pek çok hayvan modeli oluşturulmuştur. Bu amaçla sıçan, köpek,
tavşan, kedi, maymun gibi hayvanlar sıklıkla kullanılmaktadır (Grynpas ve ark.,
1986; Mori ve ark, 1997). Bu modellerin bazı avantaj ve dezavantajları olmakla
birlikte diyabetik osteoporoz çalışmaları için en çok sıçan modeli tercih
edilmektedir (Spanheimer, 1989; Funk ve ark., 2000; McCracken ve ark., 2000;
Verhaeghe ve ark., 2000). Mevcut literatür bilgileri ışığında ve çalışma
koşullarını göz önüne alarak araştırmamızda sıçan kullanmayı uygun bulduk.
Hem juvenil (tip 1) hem de erişkin (tip
2) diyabette iskeletin mineral içeriğinde değişikliklerin olduğunu belirten bir
çok rapor olmasına rağmen, diyabetik osteopeninin patogenezi hala tam açıklanamamıştır.
Tip 1 diyabette KMY’nin azaldığına dair kemik kütlesinin histomorfometrik
parametrelerinde (osteoblast fonksiyonu, kemik rezorpsiyonu, trabeküler kemik
hacmi, kollajen sentezi) azalma olmaktadır. Spontan diyabetik modele örnek olan
BB/ Wor cinsi sıçanlarda yapılan bir araştırmada ise, 12. haftada trabeküler
kemik yoğunluğunda % 44 oranında azalma tespit edilmiş; fakat hayvanların kan
glikoz seviyeleri ve vücut ağırlıkları kontrol edilmemiştir (Waud ve ark.,
1994).
Diyabette görülen kemik kütlesindeki
azalma sadece insülin eksiliğine bağlı değildir; protein dengesindeki bozukluk,
fiziksel aktivitenin azalması, gonad fonksiyonlarındaki değişiklik gibi
osteoporoza neden olabilecek bir çok etmen rol oynayabilir. İnsülin eksikliği
kemik hücrelerini ya direkt, ya da diğer kemik gelişim faktörleri üzerinden
indirekt olarak etkilemektedir. Diyabetik sıçanlarda osteoblast sayısında,
osteoid oluşumunda ve kemik mineral apozisyon hızında azalma saptanmıştır. Kemik yapımındaki azalma
osteoblast sayısındaki azalmayla açıklanabilir. Kısa ve uzun dönem diyabetik
sıçanlarda osteoid yüzeyi, mineral apozisyon hızı ve serum osteokalsin konsantrasyonlarının
osteoblast sayısıyla doğru orantılı olarak azaldığı görülmüştür (Suzuki ve
ark., 2000).
Waud ve ark. (1994) yaptıkları çalışma
sonucunda, diyabetin kemik kütlesini olumsuz etkilediğini ve bu etkinin
otoimmün mekanizmalardan dolayı meydana geldiğini ileri sürmüşlerdir. Gözlenen
bu etkiler anormal glikoz metabolizmasına veya sirkülasyondaki hormon
seviyesindeki değişikliklere bağlanmıştır. Bunların yanında, osteoblast
aktivitesindeki değişimin de diğer bir etken olabileceği vurgulanmış; fakat
histomorfometrik ölçümler ve biyokimyasal sonuçlar açısından diyabetik ve
kontrol grupları arasında anlamlı bir fark görülmemiştir.
Diyabette kemik kütlesindeki azalma
osteoblastların doğrudan veya diğer hormon/büyüme faktörleri aracılığıyla
etkilenmesine bağlı olabilir. Böylece kemik yapımında ve turnoverında azalma
meydana gelir. Kemik kütlesinin azalmasında IGF-2 veya SGF (Skeletal Growth
Factor, iskelet gelişim faktörü) eksikliği, erkeklerde androjen direnci veya eksikliği
etkili olan diğer faktörler arasında sayılmaktadır (Boullion, 1991).
Çeşitli hastalıkların araştırılmasında
kemiğin histopatolojisi ile ilgili bir çok inceleme yapılmıştır. Diyabete bağlı
olarak gelişen yara iyileşmesinde bozukluk ve rezorpsiyon olayı histopatolojik
olarak değerlendirildiğinde kortekste porozite artması, Havers kanallarında
kalınlaşma, kollajen yapının bozulması, subperiostal ve endosteal yüzeylerde
incelme ve trabeküler kemikte perforasyon şeklinde kendini gösterir.
Çalışmamızda, histopatolojik yöntemin tercih edilmesinin nedeni; diyabetin diş
çekim yarası üzerindeki hücresel etkilerini ayrıntılı bir biçimde
saptayabilmektir.
Shires ve ark. (1981) yaptıkları bir
araştırmada, diyabetik sıçanlarda yeni kemik sentezindeki azalmanın,
osteoblastların sayısından mı yoksa
aktivitelerindeki bir azalmadan
mı ileri geldiğini incelemişler ve bu iki açıklamadan ilkini desteklemişlerdir.
Kaneko ve ark. (1990), diyabet sonucu oluşan osteopeninin osteoblastların
atrofisi yanında kısmen de osteoklastların dejenerasyonundan kaynaklandığını
belirtmişlerdir.
STZ ile deneysel oluşturulan ve spontan
diyabetik sıçanlardan elde edilen kemik kesitlerinde osteoblastların ve osteoid
dokunun azaldığı, kemik yüzeyinin osteoblast benzeri inaktif hücrelerle çevrili
olduğu görülmüştür. Diyabet oluşturulduktan 4-5 hafta sonra plazma osteokalsin
seviyesinin kontrol grubu değerlerinin % 30’undan daha düşük olduğu tespit
edilmiştir. Nitekim diyabet, aktif osteoblastların inaktif hücrelere dönüşmesine
neden olurken, preosteoblastik hücrelerin de proliferasyonunda bir azalma
olduğuna dair kuvvetli bulgular mevcuttur. Kemikteki bu değişiklikler insülin
tedavisiyle düzeltilebilmektedir (Verhaeghe ve ark., 2000).
Histomorfometri ve elektron mikroskobu
ile diyabetik sıçanlarda osteoklast sayısında ve aktivitesinde bir azalma
görüldüğü, bunun yanında enkondral kemik oluşumunun da gerilediği
bildirilmiştir. (Verhaeghe ve ark., 2000). Piepkorn ve ark. (1997), osteoblast
sayısında ve osteoid yüzeyinde azalma olurken osteoklast yüzeyinde bir
değişiklik olmadığını rapor etmişlerdir. Bu nedenle düşük osteoblastik
fonksiyona bağlı olarak osteoporoz gelişir ve trabeküler kemik hacminde ve
dayanıklılığında anlamlı bir azalma görülür.
Kurtiş ve arkadaşlarının (2000) tip 1 ve
tip 2 diyabetik 135 bireyin periodontal durumlarını inceledikleri çalışmasında
plak indeksi, sondlamada kanama miktarı, periodontal cep derinliği ve ataşman
kaybı parametrelerine göre ileri derecede dişeti iltihabı ve alveol kemik
rezorpsiyonu geliştiği gösterilmiştir. Diyabetin süresi ve açlık kan şekeri değerleri ile ölçülen
parametreler arasında pozitif bir ilişki bulunmuştur.
Deeb ve ark. (1990) diyabetiklerde
dişeti iltihabı ve alveolar rezorpsiyon insidansındaki artışı zayıf doku
beslenmesi temelinde izah eden teorileri destekleyen bulgular sunmuşlardır. Bu
çalışmada diyabetik sıçanlara implante edilmiş HA etrafında vaskülarite ve
kollajen enkapsülasyonunda azalma gözlenmiş ve bunun, kapiller endotelyal
değişimin oksijen difüzyonunu ve metabolik artıkların uzaklaştırılmasını inhibe
etmesi sebebi ile oluştuğu öne sürülmüştür.
Diyabette KMY’de azalmanın osteoporoz
gelişmesinde etkili olduğu bildirilmesine rağmen diyabetik hastalarda fraktür
gelişme oranı üzerine fazla araştırma yapılmamıştır. Bir çalışmada, diyabetik
hastalarda aynı yaştaki kontrol grubuna göre
proksimal femur kırığında artış olduğu tespit edilmiş buna karşın,
diyabetik kadınlarda kalça ve kol kırıklarında böyle bir bulguya
rastlanmamıştır (Barrett-Connor ve Kritz-Silverstein, 1996).
Funk ve ark (2000), STZ ile oluşturulan diyabetik sıçanlarda
femur kırığının iyileşmesi açısından 3. ve 4. haftalarda kontrol grubuna göre
yapısal ve dayanıklılık bakımından en az 1 hafta gecikme olduğunu saptamışlardır. Bir diğer çalışmada fraktürlü
hastalar arasında diyabet prevalansında bir artış olmasına rağmen, diyabetik
hastalar arasında fraktür meydana gelme oranında hiçbir artış olmadığı
belirtilmiştir (Krakauer ve ark., 1995).
Loder de (1988), diyabetik hayvanlarda
fraktür iyileşmesinde gecikme olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada diyabetik
mikroanjiyopatinin osteopeniye sebep olan bir mekanizma olabileceği ve belki
rölatif olarak kasın iskemisi ile fraktür birleşmesinde gecikmeye yol
açabileceği belirtilmiştir.
Doğal yaşam şartlarında selenyum
hayvanlar ve insanlar için hem yararlı hem toksik etkilere sahip bir
elementtir. Hayvanların selenyum alma miktarı bu elementin bitkiler ve
topraktaki konsantrasyonuna bağlıdır. Antioksidanların ve/veya oksidanların
dokuların yapı ve fonksiyonu üzerine etkilerini düzenleyen mekanizmaların tam
olarak aydınlatılamadığı bildirilmekte ve ileri çalışmaların yapılması
önerilmektedir. Selenyumun çok yüksek veya yetersiz miktarlarında görülen
mekanizma da tam olarak açıklanamamıştır. İleri sürülen teori ise elementin
intraselüler proteinler ve indirgenmiş glutatyon ile kovalent bağlar
oluşturabilmesine yöneliktir (Turan ve ark., 2000).
Selenyum lipid metabolizması sonucu
oluşan peroksitlerin neden olduğu oksidatif hasarlara karşı hücre membranını
korumaktadır. Selenyumun hayvan dokularında hangi kimyasal şekillerde bulunduğu
ve insan dokularındaki dağılımı tam olarak bilinmemektedir. Vücuda alındığında
ilk önce kırmızı kan hücreleri tarafından tutulduğu ve daha sonra spesifik
plazma proteinleriyle bağlanmak üzere serbest bırakıldığı bilinmektedir.
Hastalıkların önlenmesi ve tedavisinde
selenyumun uygulanacak en uygun dozu ve elementin formu hakkında net bir fikir
birliği ve kesinlik yoktur. Terapötik dozun toksik doza oranı 1/100 olarak
belirtilmektedir (McNeill ve ark., 1991).
Mevcut literatürler ve diyabet protokollerine uygun olarak sodyum
seleniti 5 µmol/kg/gün olacak şekilde i.p. olarak uyguladık. Deney süresince
selenyum verilen diyabet ve kontrol gruplarında ilaca bağlı herhangi bir toksik
veya yan etki saptamadık.
Turan ve ark. (2000), selenyum eksikliğinin ve toksisitesinin kemik
dokusundaki etkilerini inceledikleri sıçanlar üzerinde yaptıkları deneysel
araştırmada, düşük ve yüksek konsantrasyonda selenyum içeren diyetle beslenen
hayvanların vücut ağırlığında kontrol grubuna oranla belirgin bir azalma
olduğunu belirtmişlerdir. Selenyumdan zengin diyetle ve selenyum ile E
vitamininden fakir içerikli diyetle beslenen grupta femur ve tibianın
biyomekanik dayanıklılıklarının belirgin olarak azaldığını saptamışlardır.
Selenyumun hangi mekanizmayla insülin
benzeri etkiye sahip olduğu bilinmemekle birlikte, insülinin uyarı kademesinde
rol oynayan proteinleri aktive ettiği görüşü ileri sürülmektedir. Bu
proteinler, insülinin etki gösterdiği pek çok biyolojik olaydan sorumludurlar
(Stapleton, 2000). Son yıllarda selenyumun karbonhidrat metabolizmasını da
etkilediği gösterilmiştir. Sağlıklı sıçanlarda ilave selenyum uygulanması, kan
glikoz seviyesini etkilemez ya da yükseltir.
Becker ve ark. (1996) STZ ile diyabet
oluşturulan sıçanlarda 10 hafta süreyle oral yoldan selenyum verilmesinin
glikoz homeostazına etkisini inceledikleri çalışmalarında, hayvanların yemine
ve suyuna belli oranlarda katılan selenyumun
plazma glikoz seviyesini düşürdüğünü ve oral uygulama ile de selenyumla
ilgili başarılı sonuçlar alınabileceğini belirtmişlerdir. Ayrıca bu etkinin
insülin seviyesinden, gıda alımındaki azalmadan ve vücut ağırlığındaki artışın
yavaşlamasından bağımsız olarak meydana geldiğini de eklemişlerdir.
Selenyumun etkileri sağlıklı örneklerde
de incelenmiştir. Sun ve Liu (1997), 36 adet tavşanın tibiasına titanyum
implant yerleştirerek selenyumun osteointegrasyon üzerine olası etkilerini
incelemişlerdir. Deney grubuna implantasyonu takiben 6 gün süreyle i.m. olarak
10 µmol/kg/gün dozunda sodyum selenit uygulanmıştır. 1. ve 4. haftalarda
yapılan histolojik ve biyomekanik incelemeler sonucunda, selenyumun
osteointegrasyonu hızlandırdığını ve implantların dayanıklılığının arttığını
bildirmişlerdir.
Düşük oranda selenyum içeren diyetle
beslenen sıçanların kemik ve artiküler kıkırdak örnekleri incelendiğinde, kemik
mineral yoğunluğu ve bazı biyokimyasal parametrelerde belirgin değişikliklerin
gözlendiği ve bunların besin türü ve beslenme süresiyle ilişkili oldukları
belirtilmiştir (Sasaki ve ark, 1991).
Bu çalışmada selenyum uygulanan diyabet
grubunda yara iyileşmesinde düzelme tespit edilmiştir. Selenyumun diyabetik
hayvanlardaki bu tür pozitif etkileri ‘insülin benzeri etkiler’ olarak
tanımlanmaktadır. Selenyumun bu etkileri hangi mekanizmalara bağlı olarak
yapabildiği henüz kesinlik kazanmamıştır; fakat bunun pankreastan salınan
insülin miktarının artışına bağlı olmadığı bilinmektedir. Selenyumun çeşitli
tuzlarının uygulanmasının, insülin reseptörünün kenetli olduğu bazı kimyasal
mekanizmaları aktive ederek insüline benzer etkiler oluşturduğu
düşünülmektedir.
6. SONUÇ VE ÖNERİLER
Diyabet, popülasyon içinde teşhis
edilmiş, bir o kadar da teşhis edilememiş olarak bulunan ve insanlar arasında
en yaygın olarak görülen hastalıklardan birisidir. Serbest radikal kaynaklı bir
hastalık olduğu bildirilen diyabette çeşitli oksidan stres kaynaklı ürünlerin
arttığı da saptanmıştır. Bu nedenle, oksidan stres kaynaklı patolojilerin
tedavisinde dışarıdan verilen antioksidanların etkileri günümüzün önemli
araştırma konuları arasındadır.
Diyabete bağlı gelişen kemik
rezorpsiyonu ve yara iyileşmesindeki bozukluk, kemikte çeşitli girişimlerde
bulunan diş hekimleri için önemli bir sorundur. Özellikle maksillofasiyal
cerrahide sağlıklı bir yara iyileşmesi yapılan müdahalelerin sonucunu
etkileyecektir.
Bu çalışmada, intraperitonal
streptozotosin enjeksiyonu ile diyabet oluşturulan sıçanların mandibulalarından
yapılan diş çekimleri sonucunda diyabet grubunda yara iyileşmesinde bozulmalar
olduğu buna karşın diyabetik hayvanlara selenyum uygulandığında bu bulguların
düzelme eğilimi gösterdiği saptanmıştır. Diyabete bağlı olarak ortaya çıkan ve
mesleğimizi de ilgilendiren komplikasyonların çalışmamızda elde ettiğimiz
sonuçlara göre kısmen düzeltilebilmesi selenyumun literatürlerde de
belirtildiği gibi insülin benzeri etkisi ile açıklanabilir.
Selenyumun kardiyoloji, endokrinoloji,
üroloji ve genel cerrahi gibi pek çok klinikte bazı hastalıkların önlenmesi ve
tedavisinde yaygın olarak kullanılmasına rağmen oral ve maksillofasiyal
cerrahide bu yönde bir rapora rastlanmamıştır. Diyabetik hastalara
antioksidanların uygulanması, yumuşak ve sert doku cerrahisinde
karşılaşılan komplikasyonların
önlenmesinde yararlı olabilecektir.
Diyabete yönelik olarak yapılacak
deneysel ve klinik çalışmalar, bu hastalığın yol açtığı özel komplikasyonların
mekanizmasının, tedavi yollarının bulunmasında ve bu hastalara uygulanacak her
türlü cerrahi girişimin başarısında büyük rol oynayacaktır.
KAYNAKLAR
ALKAN, A. (1998).
Doksisiklin’in experimental diabetes mellitusta kemik defektlerinin iyileşmesi
üzerine olan etkisinin histomorfometrik olarak incelenmesi. Doktora Tezi, A.Ü
Sağlık Bilimleri Enstitüsü.
AYAZ, M. (2000). Selenyumun
deneysel diyabetik sıçan kalbi ventrikül kasının elektriksel ve mekaniksel
aktivitesi üzerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, A.Ü Sağlık Bilimleri Enstitüsü.
BARRETT-CONNOR, E., KRITZ-SILVERSTEIN, D.
(1996). Does hyperinsulinemia preserve bone? Diabetes Care., 19:
1388-1392.
BECKER, D. J., REUL, B.,
ÖZÇELİKAY, A. T., BUCHET, J. P.,
HENQUIN, J. C., BRICHARD, S. M. (1996). Oral selenate improves glucose
homeostasis and partly reverses abnormal expression of liver glycolytic and
gluconeogenetic enzymes in diabetic rats. Diabetologia.,
39: 3-11.
BOUILLON, R. (1991). Diabetic
bone disease. Calcif Tissue Int., 49: 155-160.
BÜYÜKAKYÜZ, N., ALTUĞ, T.,
YALTIRIK, M. (2000). Kanser proflaksisinde antioksidan maddelerden E vitamini
ve selenyumun önemi. Dişhekimliğinde
Klinik Derg., 12: 136-139.
CARRICO, T. J., MEHRHOF, A. I., COHEN, I. K.
(1984). Biology of wound healing. Surg
Clin N Am., 64: 721-733.
COMBS, G. F., COMBS, S. B.
(1984). The nutritional biochemistry of selenium. Ann Rev Nutr., 4:
257-280.
DEEB, M., ROSZKOWSKI, M., HAKIM, I. (1990). Tissue response to hydroxylapatite in induced diabetic and nondiabetic rats: histologic evaluation. J Oral Maxillofac Surg., 48: 476-481.
DEVLIN, H., GARLAND, H.,
SLOAN, P. (1996). Healing of tooth extraction sockets in experimental diabetes
mellitus. J Oral Maxillofac Surg., 54: 1078-1091.
EL DEEB, M., ROSZKOWSKI, M.
T., SAWK, J., EL HAKIM, I. (1991). Extracranial and mandibular augmentation
with hydroxyapatite-collagen in induced diabetic and non diabetic rats. J Oral Maxillofac Surg., 49: 165-170.
EZAKI, O. (1990). The
insulin-like effects of seleneta in rat adipocytes. J Biol Chem., 265: 1124-1128.
FOSTER, L. H., SUMAR, S.
(1997). Selenium in health and disease: a review. Crıt Rev Food Sci., 37:
211-228.
FUNK, J. R., HALE, J. E.,
CARMINES, D., GOOCH, H. L., HURWITZ, S. R. (2000). Biomechanical evaluation of
early fracture healing in normal and diabetic rats. J Orthop Res., 18:
126-132.
GEBRE-MEDHIN, M., EWALD, U.,
PLANTIN, L., TUVEMO, T. (1984). Elevated serum selenium in diabetic children. Acta Pediatr Scand., 73: 109-114.
GHOSH, R., MUKHERJEE, B.,
CHATTERJEE, M. (1994). A novel effect of selenium on streptozotocin-induced
diabetic mice. Diabetes Care., 25: 165-171.
GRYNPAS, M. D., ALLEN, P. P.,
SIMMONS, D. J. (1986). The changes in quality of mandibular bone mineral in
otherwise totally immobilised rhesus monkeys. Calcif Tissue Int., 39:
57-62.
GYÖRFİ, A., FAZEKAS, A.,
FEHER, E., ENDER, F., ROSİVALL, L. (1996). Effects of streptozotocin-induced
diabetes on neurogenic inflammation of gingivomucosal tissue in rats. J Periodontal Res., 31: 249-255.
HIRSCH, I. B., McGILL, J. B.,
CRYER, P. E., WHITE, P. F. (1991). Perioperative management of surgical
patients with diabetes mellitus. Anesthesiology.,
74: 346-359.
HOUGH, S., AVIOLI, L. V.,
BERGFELD, M. A., FALLON, M. .D., SLATOPOLSKY, E., TEITELBAUM, S. L. (1982).
Correlation of abnormal bone and mineral metabolism in chronic
streptozotosin-induced diabetes mellitus in the rat by insulin therapy. Endocrinology., 108: 2228-2234.
IYAMA, S., TAKESHITA, F.,
AYUKAWA, Y., KIDO, M. A., SUETSUGU, T., TANAKA, T. (1997). A study of the
regional distribution of bone formed around hydroxyapatite implants in the
tibiae of streptozotosin-induced diabetic rats using multiple fluorescent
labelling and confocal laser scanning microscopy. J Periodont., 68: 1169-1175.
JOHNSON, R. B. (1985). Effects of experimental diabetes mellitus on
alveolar bone loss in periodontal disease-susceptible mice. J Periodontol Res., 20: 307-316.
JOHNSON, R.B., THLIVERIS, J.A. (1989). Effect of
low-protein diet on alveolar bone loss in streptozotocin-induced diabetic
rats. J Periodontol., 60:
264-270.
KANEKO, H., SASAKI, T., RAMAMURTHY, N.S., GOLUB, L.M.
(1990). Tetracycline administration normalizes the structure and acid
phosphatase activity of osteoclasts in streptozotocin-induced diabetic
rats. Anat Rec., 227: 427-436.
KRAKAUER, J.C., McKENNA, M.J., BUDERER, N.F., RAO,
D.S., WHITEHOUSE, F.W., PARFITT, A.M. (1995). Bone loss and bone turnover in
diabetes. Diabetes., 44: 775-782.
KRUSE-JARRES J. D., RUKGAUER,
M. (2000). Trace elements in diabetes mellitus. Peculiarities and clinical validity
of determinations in blood cells. J Trace
Elem Med Biol., 14: 21-27.
KURTİŞ, B., BODUR, A., EREN,
K. (2000). İnsüline bağımlı olan ve olmayan diabetli bireylerin periodontal
yönden incelenmesi. GÜ Dişhek Fak Derg.,
17: 9-14.
LEIDIG-BRUCKNER, G., ZEIGLER,
R. (2001). Diabetes mellitus a risk factor for osteoporosis?. Exp Clin Endocrinol Diabetes., 2: 493-514.
LEVY, J., TEITELBAUM, S. L.,
GAVIN, J. R., FAUSTO, A., KUROSE, H., AVIOLI, L. V. (1985). Bone calcification
and calcium homeostasis in rats with non-insulin-dependent diabetes induced by
streptozotosin. Diabetes., 34: 365-372.
LIEN, Y. H., TSENG, M. M., STERN, R. (1992). Glucose
and glucose modulate collagen metabolism. Exp
Mol Pathol., 57: 215-219.
LODER, R.T. (1988). The influence of diabetes mellitus on the
healing of closed fractures. Clin Orthop.,
232: 210-216.
McCRACKEN, M., LEMONS, J. E.,
RAHEMTULLA, F., PRINCE, C. W., FELDMAN, D. (2000). Bone response to titanium alloy implants
placed in diabetic rats. Int J Oral
Maxillofac Implants., 15:
345-354.
McNEILL, J. H., DELGATTY, H.,
BATTELL, M. L. (1991). Insulinlike effects of sodium seleneta in
streptozotosin-induced diabetic rats. Diabetes.,
40: 1675-1678.
MONTIRONI, R., SISTI, S., CRIANTE, P., MARIUZZI, G.M.,
TESTA, I., FESTA, A., ANSUINI, G., CANDELA, M., MARIUZZI, M.L. (1989). Clinical
significance of the histomorphometric evaluation of diabetic microangiopathy in
the oral mucosa. Path Res Pract., 185: 781-785.
MOORE, P. A., WEYANT, R. J.,
ETZEL, K. R., GUGGENHEIMER, J., MONGELLUZZO, M. B., MYERS, D. E., ROSSIE, K.,
HUBAR, H., BLOCK, H. M., ORCHARD, T. (2001). Type 1 diabetes mellitus and oral
health: assessment of coronal and root caries. Community Dent Oral Epidemiol., 29: 183-194.
MORI, H., IBA, K., NISHIZAWA,
Y., OKAMOTO, T., MATSUSHITA, Y., KIKUNAMI, K. (1984). Abnormal calcium
metabolism in hemodialyzed patients with diabetic nephropathy. Nephron., 38: 22-25.
MORI, H., MANABE, M., KURACHI,
Y., NAGUMO, M., (1997). Osseointegration of dental implants in rabbit bone with
low mineral density. J Oral Maxillofac Surg.,
55: 351-361.
MUNOZ-TORRES, M., JODAR, E.,
ESCOBAR-JİMENEZ, F., LOPEZ-IBARRA, P.J., LUNA, J.D.(1996). Bone mineral density
measured by dual X-ray absorptiometry in Spanish patients with
insulin-dependent diabetes mellitus. Calcif
Tissue Int., 58: 316-319.
MURRAH, V.A. (1985). Diabetes
mellitus and associated oral manifestations: a review. J Oral Pathol., 14:
271-281.
NAVARRO-ALARCON, M., LOPEZ
-MARTINEZ, M. C. (2000). Essentiality of selenium in the human body:
relationship with different diseases. Sci
Total Environ., 249: 347-371.
NOVAES J. R., A. B., SILVA, A.
P., BATISTA, E. L., DOS ANJOS, B. A., NOVAES, A. B., PEREİRA, L. A. (1997).
Manifestations of insulin-dependent diabetes mellitus in the periodontium of
young Brazilian patients. A 10-year follow-up study. J Periodontol., 68:
328-334.
ONAY, A. (1997). Hipergliseminin endotel-bağımlı ve
endotel-bağımsız vasküler gevşeme yanıtları üzerine etkileri. Yüksek Lisans
Tezi, AÜ Sağlık Bilimleri Enstitüsü.
PIEPKORN, B., KANN, P., FORST,
T., ANDREAS, J., PFÜTZNER, A., BEYER, J. (1997). Bone mineral density and bone
mineral metabolism in diabetes mellitus. Horm
Metab Res., 29: 584-591.
ROSENBLOOM, A. L. (1984).
Skeletal and joint manifestations of chilhood diabetes. Pediatr Clin North Am., 31: 569-589.
SASAKI, T., KANEKO, H., RAMAMURTHY, N. S., GOLUB, L.
M. (1991). Tetracycline administration restores osteoblast structure and
function during experimental diabetes. Anat Rec., 231: 25-34.
SCHADE, D. S. (1988).
Surgery and diabetes. Med Clin
North Am., 72: 1531- 1543.
SHAFER, W., HINE, M., LEVY, B. (1966). A Textbook of
Oral Pathology., W.B Saunders Company, Second Edition, 494-497.
SHIRES, R., TEITELBAUM, S.L., BERGFELD, M.A., FALLON,
M.D., SLATOPOLSKY, E., AVIOLI, L.V. (1981). The effect of
streptozotocin-induced chronic diabetes mellitus on bone and mineral
homeostasis in the rat. J Lab Clin Med., 97: 231-240.
SHYNG, Y. C., DEVLIN, H.,
SLOAN, P. (2001). The effect of streptozotosin-induced experimental diabetes
mellitus on calvarial defect healing and bone turnover in the rat. Int J Oral Maxillofac Surg., 30: 70-74.
SPANHEIMER, R. G. (1989).
Collagen production in bone and cartilage after short-term exposure to
streptozotosin. Matrix Vol., 9: 172-174.
SPANHEIMER, R.G., UMPIERREZ, G.E., STUMPF, V. (1988).
Decreased collagen production in diabetic rats. Diabetes., 37: 371-376.
STAPLETON, S. R. (2000).
Selenium: an insulin-mimetic. Cell Mol
Life Sci., 57: 1874-1879.
STEPHENSON, E., HAUG, R.
H., MURPHY, T. A. (1995). Management of
the diabetic oral and maxillofacial surgery patient. J Oral Maxillofac Surg., 53: 175-182.
SUN, B., LIU, B. (1997). The
relation between trace element selenium and osseointegration of titanium
implants. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za
Zhi., 32: 378-380.
SUZUKI, K., SUGIMOTO, C.,
TAKIZAWA, M., ISHIZUKA, S., KIKUYAMA, M., TOGAWA, H., TAGUCHI, Y., NOSAKA, K.,
SEINO, Y., ISHIDA, H. (2000). Correlations between bone mineral density and
circulating bone metabolic markers in diabetic patients. Diabetes Res Clin Pract., 48:
185-191.
TAKESHITA, F., MURAI, K.,
IYAMA, S., AYUKAWA, Y., SUETSUGU, T., (1998). Uncontrolled diabetes hinders
bone formation around titanium implants in rat tibia. A light and fluorescence
microscopy, and image processing study. J
Periodontol., 69: 314-320.
TELLERVO, T., KARJALAINEN, K.,
KNUUTTILAM., HUUMONEN, S. (2000). Alveolar bone loss in type 1 diabetic
subjects. J Clin Periodontol., 27: 567-571.
TOKGÖZ, M., YİĞİTBAŞI, M. R.
(1994). Dişhekimliği ve Sistemik Hastalıklar. Ankara: Nobel Tıp Kitabevleri,
s.:153.
TURAN, B., BAYARI, S., BALCIK,
C., SEVERCAN, F., AKKAŞ, N. (2000). A biomechanical and spectroscopic study of
bone from rats with selenium deficiency and toxicity. Biometals., 13: 113-121.
VERHAEGHE, J., THOMSEN, J. S., BREE ,VAN R., HERCK,
VAN E., BOULLION, R., MOSEKILDE, L. I. (2000). Effects of exercise and disuse
on bone remodeling, bone mass, and biomechanical competence in spontaneously diabetic
female rats. Bone Vol., 27: 249-256.
VERNIE, L. N. Selenium in carsinogenesis. (1984). Biochim
Biophys Acta., 738: 203-217.
WARD, D. T., YAU, S. K., MEE, A. P., MAWER, E. B.,
MILLER, C. A., GARLAND, H. O., RICCARDI, D. (2001). Functional, molecular, and
biochemical characterisation of streptozotosin induced diabetes. J Am Soc Nephrol., 12: 779-790.
WAUD, C. E., MARKS, S. C.,
LEW, R., BARAN, D. T. (1994). Bone mineral density in the femur and lumbar
vertebrae decreases after twelve weeks of diabetes in spontaneously
diabetic-prone BB/Worcester rats. Calcif
Tissue Int., 54: 237-240.
WICAL, K.E., SWOOPE, C.C.
(1974a). Studies of residual ridge
resorption. Part 1: use of panoramic
radiographs for evaluation and classification of mandibular resorption. J Prosthet Dent., 32: 7-12.
WICAL, K.E., SWOOPE, C.C. (1974b). Studies of residual ridge resorption. Part 2:
the relationship of dietary calcium and phosphorus to residual ridge
resorption. J Prosthet Dent., 12: 13-22.
YANG, C., NIU, C., BODO, M.,
GABRIEL, E., NOTBOHM, H., WOLF, E., MULLER,
P. K. (1993). Fulvic acid supplementation and selenium deficiency
disturb the structurel integrity of mouse skeletal tissue. An animal model to
study the molecular defects of Kashin-Back disease. Biochem J., 1: 829-835.
YÜCETAŞ, Ş., TÜRKER, M.
(1999). Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi 2. Basım, Ankara, s.:652.
DENEYSEL DİYABETİKLERDE SELENYUMUN DİŞ ÇEKİM YARASININ İYİLEŞMESİ ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Proje Yöneticisi:
Prof. Dr. A. Samimi DEMİRALP
Proje No: 20010802040
Başlama Tarihi: 02/05/2001
Bitiş Tarihi: 20/08/2001
Rapor Tarihi: 26/09/2001
Ankara Üniversitesi Araştırma Fonu Müdürlüğü
Ankara-2001
EKLER
Mali bilanço ve açıklamaları
Toplam Bütçe: 715.620.000 TL (23/05/2001
tarihinde yönetim kurulu kararıyla yeniden belirlenmiştir.)
Kimyasal maddeler: 436.600.000 TL
Kırtasiye: 279.000.000 TL (03/08/2001
tarihinde yönetim kurulu kararıyla 100.000.000 TL tutarındaki ‘Dergilerce
istenen yayın ücreti’ gideri kırtasiye harcamalarına aktarılmıştır.
Toplam: 715.600.000 TL