Yazdır

Tanısal Amaçla Uygulanan Laparoskopi Sırasında Oluşan Bakteriyel Translokasyona
Probiyotik Bakterilerin Etkilerinin Araştırılması: Deneysel Bir Çalışma

Investigation of the Effects of Probiotic Bacteria on Bacterial Translocation that
Developed During Diagnostic Laparoscopy: An Experimental Study

İdris ŞAHİN1, Selda ACAR2, İsmet ÖZAYDIN1, Çiğdem ÖZAYDIN3, Emel ÇALIŞKAN4, Mehmet Tevfik YAVUZ5,
Abdulkadir İSKENDER1

1 Düzce Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Düzce.

1 Duzce University Faculty of Medicine, Department of Medical Microbiology, Duzce, Turkey.

2 Denizli Devlet Hastanesi, Mikrobiyoloji Laboratuvarı, Denizli.

2 Denizli State Hospital, Microbiology Laboratory, Denizli, Turkey.

3 Düzce Atatürk Devlet Hastanesi, Mikrobiyoloji Laboratuvarı, Düzce.

3 Duzce Ataturk State Hospital, Microbiology Laboratory, Duzce, Turkey.

4 Keçiören Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Mikrobiyoloji Laboratuvarı, Ankara.

4 Kecioren Training and Research Hospital, Microbiology Laboratory, Ankara, Turkey.

5 Balıkesir Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Balıkesir.

5 Balikesir University Faculty of Medicine, Department of Medical Microbiology, Balikesir, Turkey.

ÖZET

Probiyotikler, besinlerle birlikte veya ayrı olarak alınan, bağırsaklarda mikrobiyal dengeyi sağlayarak konağın sindirim sistemini destekleyen, patojen olmayan canlı mikroorganizmalardır. Yapılan çalışmalar, probiyotiklerin bağırsak mukozası ve immünite üzerine olan etkilerinin, bakteriyel translokasyona karşı koruyucu olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada, deneysel olarak oluşturulan peritonitte, laparoskopi sırasında uygulanan CO2 miktarına bağlı olarak oluşabilecek bakteriyel translokasyon ve bu duruma probiyotik bakterilerin etkisi araştırılmıştır. Çalışmada 60 adet Wistar rat kullanılmış ve denekler 10'arlı altı gruba ayrılmıştır. Grup 1, 3 ve 5 probiyotik verilmeyen grupları oluştururken, Grup 2, 4 ve 6'ya 15 gün boyunca 5 x 108 kob/ml probiyotik bakteri kompleksi (Bifidobacterium lactis, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus) hayvanların suyuna karıştırılarak verilmiştir. Tüm gruplardaki farelere, peritonit oluşturmak amacıyla 2 x 107 kob/ml Escherichia coli (ATCC 25922) intraperitoneal yoldan inoküle edilmiştir. Hemen sonrasında Grup 1 ve 2'ye CO2 uygulanmadan, Grup 3 ve 4'e 14 mmHg CO2, Grup 5 ve 6'ya 20 mmHg CO2 verilerek laparoskopi uygulanmıştır. 0, 2 ve 6. saatlerde kan örnekleri alınmış ve 6. saatte hayvanlar sakrifiye edildikten sonra mezenter lenf nodu, karaciğer ve dalak örnekleri alınıp mikrobiyolojik açıdan kalitatif ve kantitatif yöntemlerle değerlendirilmiştir. Laparoskopi sırasında deneysel olarak peritonit oluşturulan hayvanlarda bakteriyel translokasyon ve bakteremi gözlenmiş; bütün doku ve kan kültürlerinde üreyen bakteri E.coli olarak tanımlanmıştır. En fazla bakteriyel translokasyonun mezenter lenf noduna olduğu (probiyotik verilmeyen Grup 1, 3 ve 5'te sırasıyla 3/10, 6/10 ve 10/10; probiyotik verilen Grup 2, 4 ve 6'da sırasıyla 2/10, 3/10 ve 4/10) görülmüştür. En yüksek bakteriyel translokasyon oranları, yüksek CO2 basıncı (20 mmHg) uygulanan gruplarda (Grup 5'te 10/10; Grup 6'da 4/10) saptanmış olup, bakteriyel translokasyon oranının laparoskopi sırasında uygulanan CO2 miktarıyla artış gösterdiği tespit edilmiştir. Probiyotik bakterilerin, dokulardaki bakteriyel translokasyon oranlarını ve bakteremiyi yüksek basınçtaki gruplarda daha etkili şekilde azalttığı saptanmıştır. Bu sonuçların doku gramı başına düşen ortalama bakteri translokasyonuyla korelasyon gösterdiği tespit edilmiş; örneğin, mezenterik lenf nodunda saptanan bakteri sayısı; probiyotik verilmeyen Grup 1, 3 ve 5'te sırasıyla 5.4 ± 2.9 x 103, 10.6 ± 3.3 x 103 ve 21.5 ± 12.4 x 103 kob/g iken, probiyotik verilen Grup 2, 4 ve 6'da sırasıyla 2.0 ± 1.3 x 103, 3.8 ± 1.9 x 103 ve 9.0 ± 3.1 x 103 kob/g olarak bulunmuştur. Çalışmamızın verileri, probiyotik bakterilerin, laparoskopi sırasında oluşabilecek bakteriyel translokasyona karşı profilaktik olarak kullanılabileceğini vurgulamakla birlikte, bu bulguların daha geniş kapsamlı ve klinik düzeydeki ileri çalışmalarla desteklenmesi gerektiği düşünülmüştür.

Anahtar sözcükler: Bakteriyel translokasyon; peritonit; pnömoperiton; probiyotik bakteri.

ABSTRACT

Probiotics which are non-pathogenic live microorganisms ingested along with food or as dietary supplements, are thought to be beneficial to the host by supporting the microbial balance in digestive system. Various studies suggest that the effects of probiotics on the intestinal mucosa and immunity are protective against bacterial translocation. We aimed to investigate bacterial translocation related to the amount of CO2 insufflation given during laparoscopy and the effect of probiotic bacteria in an experimental  peritonitis model. In this study 60 Wistar rats were used in six groups consisting of 10 rats. Group 1, 3 and 5 consisted of the rats that were fed without probiotics, while the rats in Group 2, 4, and 6 were fed with water containing 5 x 108 cfu/ml probiotic bacteria complex (Bifidobacterium lactis, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus) for 15 days. To generate experimental peritonitis, 2 x 107 cfu/ml Escherichia coli ATCC 25922 was inoculated intraperitoneally to all of the rats. Thereafter, laparoscopy was applied in all groups. Application in Group 1 and Group 2 was without CO2; Group 3 and Group 4 with 14 mmHg CO2 insufflation, and Group 5 and Group 6 with 20 mmHg CO2 insufflation. Blood samples were taken in 2nd, 4th, and 6th hours. Mesenteric lymph node, liver and spleen samples were taken at 6th hour when the rats were sacrified and then these were evaluated microbiologically with qualitative and quantitative methods. Bacterial translocation and bacteremia were found in the rats that were undergone experimental peritonitis during laparoscopy. All positive tissue and blood cultures yielded E.coli. The highest level of bacterial translocation was found to be in mesenteric lymph nodes (in 3/10, 6/10 and 10/10 in groups 1, 3 and 5 fed without probiotics, respectively; in 2/10, 3/10 and 4/10 in groups 2, 4 and 6 fed with probiotics, respectively). The bacterial translocation rates were found to be related to the increased CO2 insufflation. It was found that probiotic bacteria were more effective for decreasing bacterial translocation rates and bacteremia in the groups that were given high CO2 pressure during laparoscopy. It was also found that these results were correlated with bacterial translocation per gram of tissue. As an example, the quantitative bacterial growth values detected in mesenteric lymph node were 5.4 ± 2.9 x 103, 10.6 ± 3.3 x 103 and 21.5 ± 12.4 x 103 cfu/g in groups 1, 3 and 5, fed without probiotics, respectively; and 2.0 ± 1.3 x 103, 3.8 ± 1.9 x 103 and 9.0 ± 3.1 x 103 cfu/g in groups 2, 4 and 6, fed with probiotics, respectively. Our data emphasized that probiotic bacteria may be used as prophylactic agents for the prevention of bacterial translocation during laparoscopy, however comprehensive and clinical studies are needed to support these experimental results.

Key words: Bacterial translocation; peritonitis; pneumoperitoneum; probiotic bacteria.

Geliş Tarihi (Received): 06.04.2012 • Kabul Ediliş Tarihi (Accepted): 16.07.2012

GİRİŞ

Laparoskopik cerrahi, ilk kez 1987 yılında başarıyla uygulandıktan sonra, çeşitli karın içi girişimler amacıyla günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır1. Laparoskopiyle ilişkili en önemli sorunlardan birisi ise, pnömoperiton esnasında kullanılan karbondioksit (CO2) ve oluşturulan intraabdominal basınca bağlı yan etkilerdir2. Yapılan çalışmalar, laparoskopik ameliyatlarda kullanılan CO2 gazının hiperkapni, asidoz, miyokardiyal aritmi ve ağrı gibi bilinen yan etkilerine ek olarak, akut apandisit, akut kolesistit ve peptik ülser perforasyonu gibi peritonitli batınlarda bakteremi ve bakteriyel translokasyon oranını artırdığını göstermiştir2,3.

Bağırsak mukozasında hasar oluştuğunda gastrointestinal sistem (GİS) içindeki flora bakterilerinin, mezenter lenf nodu (MLN), dalak, karaciğer, böbrek, peritoneal kavite ve kan gibi steril ekstraintestinal ortamlara geçmesi, bakteriyel translokasyon olarak tanımlanır. Bu durum, mortalitesi yaklaşık %70 olan çoklu organ yetmezliğine neden olmaktadır4. Translokasyon normal şartlarda gerçekleşmemekte; yanık, açlık, travma, cerrahi, bağırsak veya safra yolu tıkanıklığı gibi durumlarda bağırsak mukoza bütünlüğü ve bariyer fonksiyonunun bozulması sonucu ortaya çıkmaktadır5. Tam olarak nedeni açıklanamayan ve intestinal kaynaklı patojenlerin oluşturduğu sepsis olgularından bakteriyel translokasyon sorumlu tutulmaktadır6. Bu nedenle hem bakteriyel translokasyon mekanizmalarını ortaya koymaya, hem de bu mekanizmaları önlemeye yönelik çeşitli klinik ve deneysel çalışmalar yapılmıştır5,6. Bu amaçla, son yıllarda üzerinde sık çalışılan, fizyolojik aktif ögeler olarak tanımlanan ve fonksiyonel besinler arasında yer alan probiyotik mikroorganizmalar gündeme gelmiştir. Probiyotikler, patojen olmayan mikroorganizmalardır ve mikrobiyal dengeyi geliştirip zenginleştirerek floraya katkıda bulunur. Özellikle bağırsak mukozası ve immünite üzerine olan etkilerinin, bakteriyel translokasyona neden olabilecek durumların varlığında koruyucu rol oynayabileceği bilinmektedir7. Bu çalışmada, invazif bir girişim olan laparoskopi sırasında uygulanan CO2 insüflasyonuyla oluşabilecek bakteriyel translokasyonun belirlenmesi ve kullanılan farklı CO2 basıncının ve probiyotiklerin bakteriyel translokasyona etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.

GEREÇ ve YÖNTEM

Bu çalışma, DETAM (Deneysel Tıp Araştırma Merkezi) laboratuvarında, aynı fakültenin genel cerrahi, anesteziyoloji ve reanimasyon anabilim dallarından öğretim üyelerinin katkıları ve Deney Hayvanları Etik Kurulu onayı ile (28.12.2007 tarih ve 100/39 sayılı karar) gerçekleştirildi.

Deneklerin Sınıflandırılması

Çalışma; ağırlıkları 250-280 g arasında değişen 60 adet erişkin Wistar rat üzerinde yürütüldü. Kullanılan deneklerin tamamı özel metal kafeslerde, oda ısısında ve sabit çevre koşullarında (21 ± 2°C ve 12 saatlik karanlık ve aydınlık sikluslar) takip edilerek normal su ve standart besin ile beslendi; hayvanlara yiyecek/içecek kısıtlaması yapılmadı. Çalışma süresince ölen hayvan olmadı. Hayvanlar, her biri 10'ar denek içeren altı eşit gruba ayrıldı. Grup 1: Probiyotik verilmeyen, laparoskopi sırasında CO2 basıncı verilmeyen; Grup 2: Probiyotik verilen, laparoskopi sırasında CO2 basıncı verilmeyen; Grup 3: Probiyotik verilmeyen, laparoskopi sırasında 14 mmHg CO2 basıncı verilen; Grup 4: Probiyotik verilen, laparoskopi sırasında 14 mmHg CO2 basıncı verilen; Grup 5: Probiyotik verilmeyen, laparoskopi sırasında 20 mmHg CO2 basıncı verilen; Grup 6: Probiyotik verilen, laparoskopi sırasında 20 mmHg CO2 basıncı verilen farelerden oluşturuldu.

Grup 2, 4 ve 6'daki farelere; canlı probiyotik bakteri olarak Bifidobacterium (animalis) lactis DN 173-010, Lactobacillus bulgaricus ve Streptococcus thermophilus içeren Activia (Danone, Tikveşli Gıda ve İçecek San. Tic. A.Ş, Lüleburgaz) 15 gün boyunca 5 x 108 koloni oluşturan birim/gün (kob/gün) olarak, hayvanların sularına karıştırılarak verildi8,9.

Peritonit Oluşturmak Amacıyla E.coli Karışımı Hazırlanması

Standart E.coli ATCC 25922 suşu, %5 koyun kanlı agarda (GBL, İstanbul) 37°C‘de 24 saat aerop koşullarda inkübe edildi. Üreyen kolonilerden birkaç adet alınarak 1 ml serum fizyolojik içinde karıştırıldı ve bakteri süspansiyonu 0.5 McFarland standardına göre hazırlandı10.

Laparoskopi Uygulanması

On beş gün boyunca probiyotik bakteri verilen ve verilmeyen gruplara, 50 mg/kg ketamin hidrokloridin (Ketalar® EIP, İstanbul) intramusküler enjeksiyonunu takiben eter inhalasyonuyla anestezi uygulandı. Hayvanların karın bölgesi tıraşlandıktan sonra %10 povidon-iyodin ile cilt temizliği yapılıp insizyon bölgesi hazırlandı. Xyphoid ile üretral meatus arasında orta hattan steriliteye dikkat edilerek abdominal kaviteye girildi. Laparoskopi uygulaması amacıyla steril yenidoğan beslenme kateteri (CH/FR:6, Jiangsu Kaishou Medical Apparatus, Çin) kullanıldı10.

E.coli süspansiyonundan 2 ml (2 x 107 kob/ml), yenidoğan beslenme kateteri aracılığıyla intraperitoneal (IP) yoldan bütün farelere inoküle edildi ve peritona eşit bir şekilde dağılması için nazik bir şekilde abdominal masaj uygulandı. Hemen sonrasında Grup 1 ve 2'nin beslenme kateteri kapatılarak CO2 gazı verilmemiş ve karın içi basınç oluşturulmamış oldu. Altmış dakika süreyle IP yoldan beslenme kateteri ile Grup 3 ve 4'e 14 mmHg, Grup 5 ve 6'ya 20 mmHg CO2 verildi. CO2 insüflatörü (Karl Storz, Almanya) yardımıyla kademeli artışlarla istenilen intraabdominal basınca ulaşıldı. Kullanılan monitörün, aşırı basınç oluştuğunda durgunluk yapma ya da gaz kaçışı olduğunda gaz akışını takviye etme özelliğinden yararlanılarak sabit intraabdominal basınç sağlandı10.

Örneklerin Elde Edilmesi

E.coli inokülasyonunu takiben Grup 3 ve 4'e 14 mmHg; Grup 5 ve 6'ya 20 mmHg CO2 basıncı verildikten sonra bütün gruplardan 0 ve 2. saatte steril bir şekilde kuyruk veninden 1 ml kan örneği alınarak, kan kültürü için otomatize kan kültür şişesine (Bactec, BD, İrlanda) inoküle edildi11,12. Doku örneklerinin toplanması amacıyla operasyon steril şartlarda altıncı saatte spine pozisyondaki farelere orta hat kesisi ile batına girilerek yapıldı ve bütün gruplardan altıncı saatte intrakardiyak kan ponksiyon ile alındıktan sonra hayvanlar sakrifiye edildi. Alınan 1 ml'lik kan kültür örnekleri otomatize kan kültür şişelerine inoküle edildi11.

Mikrobiyolojik Analiz

Alınan doku (MLN, karaciğer ve dalak) örnekleri steril bir şekilde tartılarak, önceden ağırlıkları bilinen steril tüplere konuldu ve 1 ml tiyoglikolatlı buyyon içinde laboratuvara ulaştırıldı. Steril koşullarda kıymalaştırılan ve ezilen dokular vortekslenerek homojenize edildi. Aerop kültürler için örnekler %5 koyun kanlı agar, çukulatamsı agar ve EMB agara (GBL, İstanbul) ekilerek 37°C‘de 24-48 saat inkübe edildi. Aerop kültürlerde üreme olan petrilerdeki koloniler Gram yöntemiyle boyandı. Besiyerlerinde üreyen bakteri koloni sayıları kaydedildi ve standart mikrobiyolojik yöntemlerin yanı sıra API 32 GN (bioMèrieux, Fransa) ile tanımlandı12.

Anaerop kültür amacıyla örnekler kanlı, EMB ve Schaedler besiyerine (Biolab, Macaristan) ekildi. Kanlı agar, Schaedler besiyeri ve EMB besiyerleri anaerop kavanoz içinde 37°C'de 72 saat inkübe edildi; anaerop ortam gaz kitleriyle (Anaero-Gen, Oxoid, İngiltere) sağlandı. Anaerop inkübasyon sonrası üreme tespit edilen besiyerlerindeki kolonilerle aerop besiyerlerindeki kolonilerin morfolojisi karşılaştırılıp, Gram boyalı preparat hazırlanarak incelendi. Aerotolerans kontrolü için kanlı besiyerine pasaj yapılarak, aerop ortamda 24 saat 37°C'de inkübe edildi.

Üreme saptanan dokularda bakteriyel translokasyon indeksi olarak, doku gramı başına düşen mikroorganizma sayısını hesaplamak için şu formül kullanıldı13:  Doku başına düşen koloni sayısı (kob/g) = [Koloni sayısı (kob) x Sulandırım değeri x 10] / [Doku ağırlığı]

Hayvanlardan alınan kan örnekleri ise otomatize kan kültür şişelerine ekildi ve yedi gün izlendi. Bu süre içinde üreme sinyali vermeyen örnekler Gram boyalı preparatları yapıldıktan ve %5 koyun kanlı agar besiyerlerine pasajlanıp üreme olmadığı doğrulandıktan sonra sonuç negatif olarak kabul edildi. Sinyal veren örnekler, %5 koyun kanlı agar ve EMB besiyerine pasajlar yapılarak 37°C‘de 24 saat inkübe edildi. Bu süre sonunda üreme olup olmadığı kontrol edilip, aerop kültürlerde üreme olan besiyerindeki koloniler önce Gram yöntemiyle boyandı, daha sonra standart mikrobiyolojik yöntemler ve API 32 GN (bioMèrieux, Fransa) ile tanımlandı12.

İstatistiksel Analiz

İstatistiksel değerlendirme SPSS (versiyon 12.0) paket programıyla yapıldı. Tüm gruplar için çalışılan parametrelerin ortalama ± standart sapması hesaplandı. Bakteriyel translokasyon oranlarını değerlendirmek için Mann-Whitney U testi, tek yönlü ANOVA testi ve Kruskal Wallis testi kullanıldı; p< 0.05 değeri anlamlı kabul edildi.

BULGULAR

Çalışmamızda, bütün gruplardan alınan doku örneklerinin aerop ekimlerinde, üreme olan bütün örneklerden E.coli izole edilmiş; anaerop ekimlerde anaerop bakteri ürememiştir.

Probiyotik verilmeyen gruplarda CO2 miktarına göre bakteriyel translokasyon oranları değerlendirildiğinde; 20 mmHg CO2 uygulanan Grup 5'te bakteriyel translokasyonun; hiç basınç uygulanmayan Grup 1'e ve 14 mmHg CO2 basıncı verilen Grup 3'e göre MLN, karaciğer ve dalakta daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Ancak 14 mmHg CO2 basıncı verilerek laparoskopi uygulanan Grup 3 ile basınç uygulanmayan Grup 1'in MLN, karaciğer ve dalağa bakteri translokasyonunun benzer olduğu görülmüştür (Tablo I). Probiyotik verilen gruplar değerlendirildiğinde ise, uygulanan CO2 miktarına bakteriyel translokasyon oranlarının benzer olduğu görülmüştür (p> 0.05) (Tablo I).


Tablo I

Probiyotik verilmeyen gruplarda CO2 miktarına göre kan kültür sonuçları değerlendirildiğinde; 0. saatte alınan kan örneklerinde bakteri üremesi olmamış; ikinci saatte en yüksek bakteriyel translokasyon oranı, 20 mmHg CO2 verilen Grup 5'te görülürken; en düşük bakteriyel translokasyon oranı CO2 verilmeyen Grup 1'de saptanmıştır (Tablo II). Altıncı saatte, 20 mmHg CO2 verilen Grup 5'teki hayvanların tamamında bakteriyel translokasyon görülmüş; en düşük bakteriyel translokasyon oranı, CO2 verilmeyen Grup 1'de saptanmıştır (Tablo II). Probiyotik verilen gruplar değerlendirildiğinde; ikinci saatte; en yüksek bakteriyel translokasyon oranı, 20 mmHg CO2 verilen Grup 6'da görülürken, CO2 verilmeyen Grup 2 ve 14 mmHg CO2 verilen Grup 4'te daha az ve benzer oranda bakteriyel translokasyon saptanmıştır (Tablo II). Altıncı saatte, en yüksek bakteriyel translokasyon oranı, 20 mmHg CO2 verilen Grup 6'da görülürken, en az bakteriyel translokasyon 14 mmHg CO2 verilen Grup 4'te izlenmiştir (Tablo II).


Tablo II

Tüm gruplardaki farelerde doku gramı başına düşen bakteri sayılarına göre; en yüksek bakteriyel translokasyon oranı MLN‘de (p< 0.01) bulunurken, karaciğer ve dalakta saptanan oranlar benzerlik göstermiştir (p> 0.05).

Probiyotik alan Grup 2, 4 ve 6'da doku gramı başına düşen bakteri sayılarına göre bakteriyel translokasyonun probiyotik almayan Grup 1, 3 ve 5'e oranla azalmış olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, CO2 basıncı arttıkça dokulardaki gram başına düşen bakteri sayılarının da arttığı görülmüştür. Doku örneklerindeki doku gramı başına düşen ortalama bakteri sayısı (bakteriyel translokasyon indeksi) Tablo III'te verilmiştir.


Tablo III

TARTIŞMA

Bakteriyel translokasyon, sağlıklı bireylerde de meydana gelebilen bir olay olmakla birlikte, transloke olan bakteri sayısı azdır ve bunlar lenf düğümlerinde etkisiz hale getirilmektedir. Ancak özellikle intraabdominal hipertansiyonu olan hastalarda, bağırsak perfüzyonunun azalması nedeniyle MLN'ye yüksek oranda bakteriyel translokasyon olduğu, bunun da enfeksiyon ve sepsis gelişiminde önemli rol oynadığı ileri sürülmektedir14,15,16. Hayvan modellerinde yapılan çalışmalarda, intestinal rezeksiyondan sonra en yüksek bakteriyel translokasyon oranının MLN, dalak ve karaciğere olduğu gösterilmiştir17,18,19. Ülkemizde Demirkan ve arkadaşları20 mekanik intestinal obstrüksiyonda antiinflamatuvar bir ajan olarak indometazinin intestinal permeabilite, bakteriyel translokasyon ve histopatolojik değişiklikler üzerindeki etkilerinin ortaya konulması için yaptıkları deneysel çalışmada; ileus oluşturulan grupta MLN'ye bakteriyel translokasyon oranını %43.3 olarak bulmuşlar ve kan kültürlerinde %70 oranında üreme saptamışlardır. Çalışmamızda probiyotik verilmeyen gruplarda uygulanan CO2 oranlarına göre; Grup 1, 3 ve 5'te MLN, karaciğer ve dalağa bakteriyel translokasyon olduğu saptanmıştır. Probiyotik verilen gruplarda uygulanan CO2 oranlarına göre; Grup 2'de karaciğere bakteriyel translokasyon olmadığı, diğer bütün gruplarda MLN, karaciğer ve dalağa bakteriyel translokasyon olduğu saptanmıştır. Çalışmamızda, literatüre uygun şekilde, probiyotik verilen ve verilmeyen gruplarda en fazla bakteri translokasyonunun MLN'ye olduğu, bunu dalak ve karaciğerin izlediği belirlenmiştir (Tablo I). Buna göre, laparoskopi sırasında oluşan hasarın, intestinal mukoza bütünlüğünü bozarak mukozal bariyerin kırılmasına ve artan intraabdominal basıncın bağırsak perfüzyonunu azaltarak MLN'ye yüksek oranda bakteri translokasyonuna neden olduğu düşünülmüştür.

Gaz insüflasyonu ile intraabdominal basıncı artırarak oluşturulan pnömoperiton, periton içindeki mezotelyal hücre plaklarındaki inflamatuvar olayları şiddetlendirerek pozitif kültür oranını artırmaktadır. İntraabdominal basıncın yüksekliği ile hızlı türbülansa neden olan gaz insüflasyonu, kandaki bakteri sayısını artırmasıyla kısmen açıklanabilmektedir. Laparoskopik cerrahinin başarıyla uygulanabilmesi için normalde karın içi basıncının 14-15 mmHg'ya kadar yükseltilerek karın içinin görünür şekle getirilmesi gerekmektedir. Ucuz, kolay elde edilebilir olması ve kolay absorbe edilmesi nedeniyle pnömoperiton oluşturmak amacıyla rutin olarak CO2 kullanılagelmiştir. Kayaoğlu21, E.coli peritoniti oluşturduğu, helyum ve CO2 gazı kullanarak yaptığı deneysel laparoskopik cerrahi çalışmasında; gazların bakteremi ve bakteriyel translokasyona etkilerini araştırmış; doku kültürlerinde sadece kontrol ve 14 mmHg CO2 verilen grupta %100, laparotomi uygulanan grupta %60, helyum verilen grupta %77.5 oranında üreme tespit etmiştir. Horattas ve arkadaşları10 ise E.coli ile peritonit oluşturulan hayvan modellerinde değişik gaz ve basınçların bakteriyel translokasyon üzerine etkilerini karşılaştırdıkları çalışmalarında; diğer çalışmalardan farklı olarak laparoskopi sırasında düşük basınçta (3 mmHg) uygulanan helyum ve CO2'in, yüksek basınca (14 mmHg) göre bakteriyel translokasyon oranını artırdığını saptamışlardır.

Çalışmamızda; probiyotik verilen ve verilmeyen gruplarda CO2 miktarının artırılmasıyla ilişkili olarak bakteriyel translokasyon oranları da artış göstermektedir. En yüksek bakteriyel translokasyon oranları yüksek CO2 basıncı (20 mmHg) uygulanan gruplarda saptanmıştır. Özellikle probiyotik verilmeyen gruplarda laparoskopi sırasında yüksek CO2 uygulanan Grup beşte dokulara bakteriyel translokasyon oranının, diğer gruplara göre yüksek olduğu belirlenmiştir (Tablo I). Ayrıca bakteremi; probiyotik verilen ve verilmeyen gruplarda, laparoskopi işlemini takiben 2 ve 6. saatlerde basınçla artış göstermekte olup, en yüksek oranda, yüksek CO2 basıncı (20 mmHg) uygulanan grupta tespit edilmiştir. Özellikle probiyotik verilmeyen Grup 5'te ikinci saatte diğer gruplara göre anlamlı bir artış saptanmış; altıncı saatte ise Grup 5 (20 mmHg CO2) ve Grup 3'te (14 mmHg CO2) hiç basınç uygulanmayan Grup 1'e göre, bakteriyel translokayon oranında anlamlı bir artış izlenmiştir. Probiyotik verilen gruplarda altıncı saatte; Grup 6'da (20 mmHg CO2), Grup 4'e (14 mmHg CO2) göre bakteremi oranında anlamlı bir artış gözlenmiştir (Tablo II). Bu bulgulara dayanarak, laparoskopi sırasında uygulanan CO2 miktarının bakteriyel translokasyon ve bakteremiyi etkileyebilen önemli bir faktör olduğu düşünülmüştür. Probiyotik verilen gruplarda da; CO2 artışı ile altıncı saatte Grup 6'da, Grup'4 e göre bakteriyel translokasyon oranında anlamlı, diğer gruplarda göreceli bir artış olması bu sonucu desteklemektedir. Çalışmamızdaki bulguları açıklayıcı nitelikte olan bazı çalışmalarda; CO2'in intraperitoneal hücresel immünitede süpresif etkileri olduğu, ayrıca artmış intraabdominal basınçta stomataların açıldığı ve mezotelyal hücre tabakasına karşı oluşan basınç gradientiyle bozulmalar görüldüğü bildirilmiştir22,23.

Peritonun bakterilerle kontaminasyonunu takiben iki önemli mekanizmayla bakteriler ortamdan uzaklaştırılır. Bunlardan biri diyafragmatik lenfatikler, diğeri ise immün yanıt (hücresel ve hümoral) mekanizmalarıdır24. Probiyotik bakterilerin özellikle bağırsak mukozası ve immünite üzerine olan etkileri, bakteriyel translokasyona neden olabilecek durumların varlığında koruyucu olabileceğini göstermektedir15. GİS normal florasında bulunmalarının yanı sıra fermente edilmiş yiyeceklerle de alınan probiyotikler, uzun yıllardır çeşitli alanlarda ve klinik amaçlarla kullanılmaktadır25. Minnen ve arkadaşlarının26 akut pankreatitli fare modellerinde probiyotiklerin bakteriyel translokasyona etkisini araştırdıkları çalışmalarında; MLN, dalak, karaciğer ve pankreas doku örneklerinin kantitatif kültürlerinde, probiyotik alan grupta bakteriyel translokasyonun anlamlı düzeyde azaldığı saptanmış ve bu sonuçlar kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile de doğrulanmıştır. Çalışmamızda doku kültürlerinin doku gramı başına düşen bakteri sayılarına göre mikrobiyolojik analizinde, literatüre uygun olarak bakteriyel translokasyonun, CO2 basıncı ile arttığı ve en yüksek bakteriyel translokasyonun MLN'ye olduğu belirlenmiştir. Probiyotik alan gruplardaki doku gramı başına düşen bakteri sayısına göre bakteriyel translokasyon, probiyotik almayan gruplara oranla çok daha düşük saptanmıştır (Tablo III). Bu sonuçlara dayanarak laparoskopi öncesi alınan profilaktik probiyotik bakterilerin, bakteriyel translokasyonu önlemede yararlı olabileceği düşünülmüştür.

Probiyotik bakterilerin çeşitli patolojik durumlarda bakteriyel translokasyonu azaltma etkisini araştıran çalışmalarda farklı sonuçlar elde edilmiştir. Örneğin Saraç'ın15 yaptığı deneysel çalışmada; safra kanalı bağlanmasını takiben farelere L.acidophilus, Bifidobacterium bifidum ve L.bulgaricus kompleksi verilmiş; kana ve lenf nodlarına bakteri geçiş oranı kontrol grubunda sırasıyla %100 ve %70 iken, probiyotik verilen grupta sırasıyla %20 ve %30 olarak belirlenmiştir. Rayes ve arkadaşlarının27 karaciğer tansplantasyonu yapılmış hastalarda yaptıkları klinik çalışmada; Lactobacillus plantarum 299 kullanımı ile hastalarda enfeksiyon oranlarının, antibiyotik kullanımının ve hastanede kalış süresinin azaldığı gösterilmiştir. Yenidoğan hayvan modellerinde yapılan çalışmalar da, probiyotik uygulamasının gerek patojen bakterilerin intestinal kolonizasyonunu gerekse kan ve dokulara bakteri translokasyonunu azalttığını rapor etmektedir28,29. Bu bulguların aksine Anderson ve arkadaşları30 elektif cerrahi uygulanan hastalarda operasyondan önce ve sonra verdikleri probiyotik bakterilerin, bakteriyel translokasyon prevalansını azaltmadığını bildirmişler; bu durumu insanlarda hayvanlardan farklı olarak alternatif mekanizmaların (immünmodülasyon) etkili olmasıyla açıklamışlardır. Çalışmamızda probiyotik bakterilerin; laparoskopi sırasında özellikle yüksek basınçta CO2 (20 mmHg) verilen gruptaki dokulara ve 2-6. saatte kana, 14 mmHg CO2 verilen grupta altıncı saatte kana bakteriyel translokasyonu anlamlı düzeyde, diğer gruplarda ise göreceli olarak azalttığı belirlenmiştir. Probiyotik bakterilerin yüksek basınçlarda, dokulara bakteriyel translokasyon ve bakteremiyi önlemede daha etkili olduğu saptanmıştır. Bu bulgulara dayanarak; probiyotik bakterilerin bağırsak mukoza hasarını önleyerek mukozal hasar derecesinin oldukça düşük olmasına neden olabileceği, immünmodülatör etkileri ve patojen mikroorganizmaya karşı öldürücü ve patojenitesini yok edici etkileriyle bakteriyel translokasyonu azaltmada olumlu rollerinin olabileceği düşünülmüştür.

Sonuç olarak çalışmamızda; laparoskopi sırasında deneysel peritonit oluşturulan farelerde en fazla bakteriyel translokasyonun MLN'ye olduğu, bu oranın laparoskopi sırasında uygulanan CO2 miktarıyla arttığı, doku gramı başına düşen ortalama bakteri sayılarına göre bu sonuçların korelasyon gösterdiği, baktereminin zamanla anlamlı bir artış göstermediği ve çalışmamızda kullanılan probiyotik bakterilerin ise bakteriyel translokasyon oranlarını azaltmada yüksek basınçtaki gruplarda daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre, laparoskopi sırasında oluşabilecek bakteri translokasyonunu önlemek için profilaktik olarak probiyotik uygulamasının faydalı olabileceği, ancak bu bulguların geniş kapsamlı ileri klinik çalışmalarla desteklenmesi gerektiği düşünülmüştür.

KAYNAKLAR

  1. Stellato TA. History of laparoscopic surgery. Surg Clin North Am 1992; 72(5): 997-1002. [Özet]
  2. Ipek T, Paksoy M, Colak T, Polat E, Uygun N. Effect of carbon dioxide pneumoperitoneum on bacteremia and severity of peritonitis in an experimental model. Surg Endosc 1998; 12(5): 432-5. [Özet]
  3. Volz J, Köster S, Spacek Z, Paweletz N. Characteristic alterations of the peritoneum after carbon dioxide pneumoperitoneum. Surg Endosc 1999;13(6): 611-4. [Özet]
  4. Aldemir M, Geyik MF, Kökoğlu OF, Büyükbayram H, Hosoğlu S, Yağmur Y. Effects of ursodeoxycholic acid, glutamine and polyclonal immunoglobulins on bacterial translocation in common bile duct ligated rats. ANZ J Surg 2003; 73(9): 722-6. [Özet]
  5. Albillos A, de la Hera A. Multifactorial gut barrier failure in cirrhosis and bacterial translocation: working out the role of probiotics and antioxidants. J Hepatol 2002; 37(4): 523-6.
  6. Ferri M, Gabriel S, Gavelli A. Franconeri P, Huguet C. Bacterial translocation during portal clamping for liver resection. A clinical study. Arch Surg 1997; 132(2): 162-5. [Özet]
  7. Reid G. Safety of lactobacillus strains as probiotic agents. Clin Infect Dis 2002; 35(3): 349-50. [Özet] [PDF]
  8. Mogilner JG, Srugo I, Lurie M, et al. Effect of probiotics on intestinal regrowth and bacterial translocation after massive small bowel resection in a rat. J Pediatr Surg 2007; 42(8): 1365-71. [Özet]
  9. Mangell P, Lennernas P, Wang M, et al. Adhesive capability of Lactobacillus plantarum 299v is important for preventing bacterial translocation in endotoxemic rats. APMIS 2006; 114(9): 611-8. [Özet]
  10. Horattas MC, Haller N, Ricchiutti D. Increased transperitoneal bacterial translocation in laparoscopic surgery. Surg Endosc 2003; 17(9): 1464-7. [Özet]
  11. Evasovich MR, Clark TC, Horattas MC, Holda S, Tren L. Does pneumoperitoneum during laparoscopy increase bacterial translocation? Surg Endosc 1996; 10(12): 1176-9. [Özet]
  12. Bilgehan H. Klinik Mikrobiyolojik Tanı. 2002. Barış Yayınları, İzmir.
  13. Forbes BA, Sahm DF, Weissfeld AS (eds). Bailey and Scott's Diagnostic Microbiology. 2002, 11th ed. Mosby, St. Louis.
  14. Akyüz M. Mekanik barsak tıkanıklığında probiyotik bakterilerin bakteriyel translokasyon ve anastomoz iyileşmesi üzerine etkileri. Uzmanlık Tezi, 2004. İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi, Cerrahi Anabilim Dalı, İstanbul.
  15. Saraç F. Probiyotiklerin ana safra kanalı tıkanıklığında oluşan bakteriyel translokasyon, barsak mukoza değişiklikleri ve serbest oksijen radikalleri oluşumu üzerine etkisi. Uzmanlık Tezi, 2003. İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi, Çocuk Cerrahi Anabilim Dalı, İstanbul.
  16. Tong S. İntraabdominal hipertansiyon ve erken dönem dekompresyonun intestinal doku iyileşmesi ve bakteriyel translokasyona etkisi. Doktora Tezi, 2007. Selçuk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Cerrahi (Vet) Anabilim Dalı, Konya.
  17. Eizaguirre I, Aldazabal P, Barrena MJ, et al. Effect of growth hormone, epidermal growth factor, and insulin on bacterial translocation in experimental short bowel syndrome. J Pediatr Surg 2000; 35(5): 692-5. [Özet]
  18. Schimpl G, Feierl G, Linni K, Uitz C, Ozbey H, Höllwarth ME. Bacterial translocation in short-bowel syndrome in rats. Eur J Pediatr Surg 1999; 9(4): 224-7. [Özet]
  19. O'Brien DP, Nelson LA, Kemp CJ, et al. Intestinal permeability and bacterial translocation are uncoupled after small bowel resection. J Pediatr Surg 2002; 37(3): 390-4. [Özet]
  20. Demirkan A, Aksoy M, Kuzu MA, Törüner A. Deneysel ileusta indometasin kullanımının intestinal permeabilite ve bakteriyel translokasyon üzerine etkileri. Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Mecmuası 2006; 59(3): 119-27.
  21. Kayaoğlu H. Laparoskopik cerrahide kullanılan helyum ve karbondioksit gazının peritonitte bakteriyemi ve bakteriyel translokasyona etkileri. Uzmanlık Tezi, 2000. Gülhane Askeri Tıp Akademisi Haydarpaşa Eğitim Hastanesi, Genel Cerrahi Anabilim Dalı, İstanbul.
  22. Barbaros U, Ozarmagan S, Erbil Y, et al. Effects of pneumoperitoneum created through CO2 insufflation and parameters of mechanical ventilation (PEEP application) on systemic dissemination of intraabdominal infections. Surg Endosc 2004; 18(3): 501-7. [Özet]
  23. Ozmen MM, Cöl C, Aksoy AM, Tekeli FA, Berberoglu M. Effect of CO(2) insufflation on bacteremia and bacterial translocation in an animal model of peritonitis. Surg Endosc 1999; 13(8): 801-3. [Özet]
  24. Leak LV. Interaction of mesothelium to intraperitoneal stimulation. I. Aggregation of peritoneal cells. Lab Invest 1983; 48(4): 479-91. [Özet]
  25. Kavas ST. Probiyotik mikroorganizmaların gastrointestinal sistem uyumluluğu ve enterik patojenlere etkisi. Uzmanlık Tezi, 2007. Pamukkale Üniversitesi Tıp Fakültesi, İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Denizli.
  26. van Minnen LP, Timmerman HM, Lutgendorff F, et al. Modification of intestinal flora with multispecies probiotics reduces bacterial translocation and improves clinical course in a rat model of acute pancreatitis. Surgery 2007; 141(4): 470-80. [Özet]
  27. Rayes N, Seehofer D, Hansen S, et al. Early enteral supply of lactobacillus and fiber versus selective bowel decontamination: a controlled trial in liver transplant recipients. Transplantation 2002; 74(1): 123-7. [Özet]
  28. Lee DJ, Drongowski RA, Coran AG, Harmon CM. Evaluation of probiotic treatment in a neonatal animal model. Pediatr Surg Int 2000; 16(4): 237-42. [Özet]
  29. McVay MR, Boneti C, Habib CM, et al. Formula fortified with live probiotic culture reduces pulmonary and gastrointestinal bacterial colonization and translocation in a newborn animal model. J Pediatr Surg 2008; 43(1): 25-9.
    [Özet]
  30. Anderson AD, McNaught CE, Jain PK, MacFie J. Randomised clinical trial of synbiotic therapy in elective surgical patients. Gut 2004; 53(2): 241-5. [Özet] [Tam Metin] [PDF]

İletişim (Correspondence):

Uzm. Dr. Emel Çalışkan,

Keçiören Eğitim ve Araştırma Hastanesi,

Mikrobiyoloji Laboratuvarı,

06380 Keçiören, Ankara, Türkiye.

Tel (Phone): +90 312 356 9000,

E-posta (E-mail): emelcaliskan81@yahoo.com.tr

Yazdır