The effects of ozone on the acute phase of intestinal ischemia-reperfusion injury in rats

Abstract

BACKGROUND: In this study, we aimed to examine the therapeutic effects of ozone on the acute phase of intestinal ischemia-reperfusion (I/R) injury in rats to resemble clinical practice. METHODS: Eighteen Wistar albino rats were assigned to control (CG, n=6), sham (SG, n=6) and ozone groups (OG, n=6). A midline laparotomy was performed and a superior mesenteric artery (SMA) in the SG and OG was occluded with a 0/0 catgut suture, but in the CG, the incision was closed without any intervention. Tissue oxygenation was monitored with a tissue oxygenation monitor to achieve the same grade during intestinal ischemia. The incision was closed and, in the OG, ozone/oxygen mixture (0.7 mg/kg) was injected intraperitoneally, 20 minutes before reperfusion. Surgical incision was reopened and reperfusion was achieved after 60 minutes of ischemia in the SG and OG. After 60 minutes of reperfusion, 2 cm small intestine segment was sampled for histopathological assessment of the intestinal mucosal damage (Chiu score) and biochemical assessment of oxidative stress markers (nitric oxide: NO, malondialdehyde: MDA, superoxide dismutase: SOD) in all groups. RESULTS: The Chiu scores of the SG and OG were statistically increased than that of the CG (p=0.002; and p=0.002, respectively). Chiu score in the OG was higher compared to that in the SG, but not statistically significant (p=0.175). MDA levels were statistically higher in the SG and OG than that of the CG (p=0.004; and p=0.010, respectively). However, the difference between the SG and OG was not statistically significant (p=0.522). SOD and NO levels were not significantly different between groups (p=0.451 and p=0.056, respectively). CONCLUSION: Contrary to the literature, single-dose ozone therapy did not reduce the oxidative stress or improve the ischemic damage in intestinal I/R injury in rats. Further evaluation with different doses in different time periods is needed for potential clinical use.

AMAÇ: Klinik uygulamalara benzer şekilde sıçanlarda ozonun intestinal iskemi-reperfüzyon (I/R) hasarının akut fazı üzerindeki terapötik etkilerini incelemeyi amaçladık. GEREÇ VE YÖNTEM: On sekiz Wistar albino sıçanı kontrol (CG, n=6), sham (SG, n=6) ve ozon gruplarına (OG, n=6) ayrıldı. Laparatomiyi takiben SG ve OG’de süperiyor mezenterik arter (SMA) 0/0 katgut dikişle oklüde edildi, ancak CG’de herhangi bir girişim yapılmadan insizyon kapatıldı. Eşit derecede bağırsak iskemisi elde etmek için bir doku oksijenasyon monitörü kullanıldı. İnsizyon kapatıldı ve OG’de, reperfüzyondan 20 dakika önce ozon/oksijen karışımı (0.7 mg/kg) intraperitoneal olarak enjekte edildi. SG ve OG’de 60 dakikalık iskemi sonrası cerrahi insizyon tekrar açıldı ve reperfüzyon sağlandı. Atmış dakikalık reperfüzyondan sonra tüm gruplarda bağırsak mukozal hasarının (Chiu skoru) histopatolojik değerlendirmesi ve oksidatif stres belirteçlerinin (nitrik oksit: NO, malonildialdehit: MDA, süperoksit dismutaz: SOD) biyokimyasal değerlendirmesi için 2 cm’lik ince bağırsak segmenti örneklendi. BULGULAR: Chiu skorları SG ve OG’de CG’ye göre istatistiksel olarak yüksekti (sırasıyla, p=0.002 ve p=0.002). Chiu skoru OG’de SG’ye göre daha yüksekti, ancak istatistiksel olarak anlamlı değildi (p=0.175). MDA düzeyleri SG ve OG’de CG’ye göre istatistiksel olarak daha yüksekti (sırasıyla p=0.004 ve p=0.010). Ancak, SG ve OG arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (p=0.522). SOD ve NO düzeyleri açısından gruplar arasında anlamlı olarak fark yoktu (sırasıyla, p=0.451 ve p=0.056). TARTIŞMA: Literatürün aksine, tek doz ozon tedavisi, sıçanlarda bağırsak I/R hasarında oksidatif stresi azaltmadı ve iskemik hasarı iyileştirmedi. Potansiyel bir klinik kullanım için farklı zaman aralıklarında farklı dozları içeren daha ileri değerlendirmeler yapılması gerekmektedir.