Effects of Carvedilol on Liver Ischemia-Reperfusion Injury in Rats

BACKGROUND: The aim of this study was to analyze the potential protective effect of Carvedilol against liver ischemia-reperfusion (I/R) injury in rats. METHODS: A total of 40 Wistar albino rats were randomly divided into four groups (n=10 each). Group I (Sham/Control group) underwent only laparotomy, Group II (Carvedilol group) was administered carvedilol and then underwent laparotomy, Group III (I/R group) underwent laparotomy and hepatic ischemia/reperfusion, and Group IV (I/R + Carvedilol group) was administered carvedilol and then underwent laparotomy and hepatic ischemia/reperfusion. Blood samples were collected for malondialdehyde, glutathione (GSH), and myeloperoxidase (MPO) analysis. Liver sections were obtained for histopathological analysis and stained with hematoxy lin-eosin. Tumor necrosis factor-α (TNF-α) and Caspase-3 primary antibodies were used for the immunohistochemical analysis. RESULTS: Serum GSH levels increased in the I/R + Carvedilol group. MPO activity was increased significantly in the IR group. In I/R + Carvedilol group, serum MPO levels were similar to the control group. Histopathological findings showed reduced dilatation and congestion in vena centralis, regenerative changes in hepatocyte cells with the protected nucleus structure in the I/R + Carvedilol group. Hepatocyte nuclei with increased pycnosis and apoptosis and the dilated vena centralis were observed in I/R group. In the control group, TNF-α showed a positive reaction in macrophage cells around vena centralis. An increase in TNF-α expression was observed in hepatocyte cells of I/R group. Positive expression of caspase-3 in hepatocyte cells and a small number of endothelial and Kupffer cells were seen in I/R group. However, negative caspase-3 expression was seen in hepatocyte, endothelial, and Kupffer cells in I/R + Carvedilol group. CONCLUSION: Carvedilol may prevent initiation of oxidative stress process, inflammation induction and apoptotic progression. AMAÇ: Bu çalışmanın amacı, karvedilol’ün sıçanlarda karaciğer iskemi-reperfüzyon (I/R) hasarına karşı potansiyel koruyucu etkisini analiz etmektir. GEREÇ VE YÖNTEM: Toplam 40 Wistar albino sıçan rastgele dört gruba ayrıldı (her biri n=10). Grup I’e (Sham/Kontrol grubu) sadece laparotomi, Grup II’ye (Karvedilol grubu) karvedilol uygulandı ve ardından laparotomi yapıldı, Grup III’e (I/R grubu) laparotomi uygulandı ve hepatik iskemi/ reperfüzyon yapıldı ve Grup IV’e (I/R+Karvedilol grubuna) karvedilol uygulandı ve ardından laparotomi ve hepatik iskemi/reperfüzyon yapıldı. Malondialdehyde (MDA), glutatyon (GSH) and miyeloperoksidaz (MPO) analizi için kan örnekleri toplandı. Histopatolojik analiz için karaciğer kesitleri alındı ve hematoksilen-eozin ile boyandı. İmmünohistokimyasal analiz için tümör nekroz faktor-α (TNF-α) ve kaspaz-3 primer antikorları kullanıldı. BULGULAR: Serum GSH seviyeleri I/R+Karvedilol grubunda arttı. IR grubunda MPO aktivitesi önemli ölçüde artmıştır. I/R+Karvedilol grubunda serum MPO seviyeleri kontrol grubuna benzerdi. Histopatolojik bulgular, vena centralis’te azalmış dilatasyon ve tıkanıklık, I/R+Karvedilol grubunda korunmuş çekirdek yapısı ile hepatosit hücrelerinde rejeneratif değişiklikler gösterdi. I/R grubunda artmış piknoz ve apoptozlu hepatosit çekirdekleri ve dilate vena centralis izlendi. Kontrol grubunda TNF-α, vena centralis çevresindeki makrofaj hücrelerinde pozitif reaksiyon gösterdi. I/R grubu hepatosit hücrelerinde TNF-α ekspresyonunda artış gözlendi. Hepatosit hücrelerinde Kaspaz-3’ün pozitif ekspresyonu ve I/R grubunda az sayıda endotel ve Kupffer hücre görüldü. Ancak I/R+Karvedilol grubunda hepatosit, endotelyal, kupffer hücrelerinde negatif Kaspaz-3 ekspresyonu görüldü. TARTIŞMA: Karvedilol oksidatif stres sürecinin başlamasını, enflamasyon indüksiyonunu ve apoptotik ilerlemeyi önleyebilir