Effects of the coenzyme Q10 on the peripheral nerve injury

Abstract

Bu çalışma, sıçan modelinde deneysel olarak oluşturulan akut siyatik sinir hasarında koenzim Q10 (KoQ10) 'un oral olarak uygulanmasının olası etkilerini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Çalışma, 36 Wistar albino erkek yetişkin sıçan (10 ± 2 haftalık) ile gerçekleştirildi. Sıçanlar rastgele altı eşit gruba ayrıldı. Kısa süreli hasar (KSH) ve uzun süreli hasar (USH) gruplarındaki sıçanlara, sırasıyla 15 ve 60 saniye boyunca sinir hasarı uygulandı. Sırasıyla 15 ve 60 saniye boyunca siyatik sinir hasarı uygulanan KSH+KoQ10 ve USH+KoQ10 gruplarındaki sıçanlara, vücut ağırlığına göre 10 mg/kg dozunda KoQ10 oral olarak 21 gün boyunca verildi. KoQ10 grubuna, 21 gün boyunca oral olarak vücut ağırlığına göre 10 mg / kg dozunda KoQ10 verildi, Kont grubu ise herhangi bir protokole maruz kalmadı. Hayvanlar 21 gün sonra, sakrifiye edilmeden hemen önce, siyatik fonksiyonel indeks (SFI) ve elektrofizyolojik yöntemler kullanılarak fonksiyonel sinir iyileşmesi değerlendirildi. Dokular elektron mikroskobik prosedürler için işleme tabi tutuldu; elde edilen bloklardan yarı ince ve ince kesitler ultramikrotom ile alındı. Yarı ince kesitlerden dijital kamera ataçmanlı bir ışık mikroskobu kullanılarak elde edilen görüntüler stereolojik analizlerde kullanıldı. Sinirdeki, miyelinli akson sayısının hesaplanmasında iki boyutlu parçalama yöntemi kullanılırken, miyelin kılıf kalınlığı ve akson alanı nükleator yöntemi kullanılarak ölçüldü. Gruplara ait histopatolojik değişimlerin değerlendirilmesi için ışık ve elektron mikroskobik görüntüler kullanıldı. Miyelinli akson sayısı açısından, Kont ve KSH grupları arasında anlamlı bir fark yoktu, ancak Kont ve USH grupları arasında anlamlı bir fark görüldü (p˂0.05). Akson sayısı, KSH ve USH gruplarında, sırasıyla KSH+KoQ10 ve USH+KoQ10 gruplarına göre anlamlı olarak daha yüksekti (p˂0.01). USH+KoQ10 grubu, KSH+KoQ10 grubundan anlamlı olarak daha fazla akson sayısına sahipti (p˂0.01). USH grubundaki akson sayısı, KSH grubuna göre anlamlı derecede daha fazlaydı (p<0.01). USH grup KSH grup ile karşılaştırıldığında sinirin morfolojisinde önemli değişikliklerin olduğu gözlendi. Bu değişiklikler, ışık ve elektron mikroskobik görüntülerde de gözlendi. Siyatik sinir hasarı sonrasında, KoQ10 uygulanması KSH gruplarında, USH gruplarına göre daha etkiliydi. 10 mg/kg dozundaki KoQ10 uygulaması periferik sinir fonksiyonunu ve sinir rejenerasyon kapasitesini arttırmıştı. Bu nedenle, KoQ10, hasar sonrası periferik sinir rejenerasyon sürecini iyileştirmede etkili olabilir.

This study aimed to evaluate the possible effects of the oral administration of Coenzyme Q10 (CoQ10) on an experimentally induced acute sciatic nerve injury in a rat model. The study was performed with 36 Wistar albino male adult rats (aging 10±2 weeks). The rats were randomly divided into six equal groups. The rats in short term injury (STI) and long term injury (LTI) groups were induced to 15 and 60 seconds sciatic nerve injury, respectively. The rats in STI+CoQ10 and LTI+CoQ10 groups were induced to 15 and 60 seconds sciatic nerve injury respectively plus CoQ10 at a dose of 10 mg/kg of body weight orally for 21 days. CoQ10 group was given CoQ10 at a dose of 10 mg/kg of body weight orally for 21 days, while the Cont group was not exposed to any protocol. After 21 days, functional nerve recovery was assessed using the sciatic functional index (SFI) and electrophysiological methods just before they were sacrificed. The tissues were processed for electron microscopic procedures; the blocks were sectioned with the ultramicrotome to get semithin and thin sections. Images were taken from the semithin sections with a light microscope consisting of a digital camera and analysed stereologically. While a two-dimensional fractionator method was used to calculate the number of myelinated axons in the nerve, myelinated myelin sheath thickness was measured with the nucleator method. Light and electron microscopes were used to evaluate the histopathological alterations and variations of the groups. In terms of myelinated axons number, there was no significant difference between Cont and STI groups, but there was a significant difference between Cont and LTI groups (p˂0.05). The axon number was significantly higher in STI and LTI groups compared to STI+CoQ10 and LTI+CoQ10 groups respectively (p˂0.01). The LTI+CoQ10 group had significantly a higher axon number than the STI+CoQ10 group (p˂0.01). LTI group showed a significantly higher number of axons than the STI group (p˂0.01). Long-term sciatic nerve injury produced a significant change in the structure of the nerve in comparison to STI. This change was confirmed by both light and electron microscopic examination of tissue sections. CoQ10 treatment after sciatic nerve injury was more effective in STI groups than LTI groups. A fixed-dose of 10 mg/kg of CoQ10 improved peripheral nerve function and nerve regeneration capacity. Hence, CoQ10 may be effective in improving the peripheral nerve regeneration process after injury.