Bilimsel araştırmalarda mikrodiyaliz tekniği

Abstract

Mikrodiyaliz (MD), doku ve organlardaki fizyolojik ve kimyasal maddeleri belirlemek için hem hayvan hem de insanlarda kullanılan in vivo biyoanalitik örnekleme yöntemidir. “Mikro” son derece küçük ölçeği, “diyaliz” ise kimyasalların yarı geçirgen bir zar üzerindeki hareketini ifade eder. MD, kimyasal olayların sistemik kan seviyelerinde değişiklikler yaratmadan önce dokularda neler olup bittiğinin bir ön izlemesini sunar. Bu yöntem, ilk kez 1950’li yılların sonunda hayvan beynindeki endojen bileşikleri incelemek için tasarlanmış; yıllar içerisinde diğer organlarda kullanılmak üzere geliştirilmiştir. İn vivo olan bu yöntemde; hemen hemen her doku, organ veya biyolojik sıvıdan elde edilen mikrodiyaliz örneklemesi, hücre dışı sıvının bileşimini yansıtmaktadır. Özel olarak tasarlanmış problar kullanılarak, bağlı olmayan analitler sürekli olarak örneklenir. Bu analitler, biyokimyasal işlevlerini değerlendirmek için örneklenen endojen molekülleri (nörotransmitter, hormon, glikoz) veya bu moleküllerin biyolojik sistem içindeki dağılımlarını belirlemek için örneklenen ekzojen bileşikleri (farmasötikler) içerebilir. Ekzojen bileşiklerin lokal etkileri; merkezi sinir sistemi, hepatik doku, dermis, kalp düzeyinde mikrodiyaliz yoluyla incelenebilmektedir. Ayrıca, MD merkezi sinir sistemi çalışmalarında, antidepresan, antipsikotik, antiparkinson, halüsinojen, bağımlılık yapıcı maddeler ve deneysel ilaçlar gibi farklı farmakolojik ve toksikolojik maddelerin nörotransmisyon üzerindeki etkilerin araştırılması için yaygın olarak kullanılmaktadır. MD, çok yönlü olmasından dolayı biyomedikal araştırmalar da dahil olmak üzere günümüzde birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu derlemenin amacı, mikrodiyalizin; temel prensiplerini tanımlamak, uygulama alanlarını belirtmek, avantaj ve dezavantajlarını ortaya koymak, klinik farmakoloji ve toksikoloji araştırmalarındaki önemini vurgulamaktır.

Microdialysis (MD) is an in vivo bioanalytical sampling method used in both animals and humans to determine physiological and chemical substances in tissues and organs. “Micro” refers to the extremely small scale and “dialysis” refers to the movement of chemicals across a permeable membrane. MD provides a preview of what goes on in tissues, before chemical events can be reflected as changes in systemic blood levels. This method was designed for the first time in the late 1950s to study endogenous compounds in the animal brain. It has been developed for use in other organs over the years. In this in vivo method, sampling from almost any tissue, organ or biological fluid reflects the composition of the extracellular fluid. Using specially designed probes, unbound analytes are continuously sampled continuously. These may include endogenous molecules (e.g. neurotransmitters, hormones, glucose) sampled to assess their biochemical functions or exogenous compounds (e.g. pharmaceuticals) sampled to determine their distribution within the animal. Local effects of exogenous compounds have been studied in the central nervous system, hepatic tissue, dermis, heart and corpora luteae of experimental animals by means of microdialysis. Furthermore in central nervous studies, this technique has been extensively used for the study of the effects on neurotransmission at different central nuclei of diverse pharmacological and toxicological agents, such as antidepressants, antipsychotics, antiparkinsonians, hallucinogens, drugs of abuse and experimental drugs. MD is widely used today in many fields including biomedical research. The aim of this review is to define the basic principles of microdialysis, to indicate its application areas to reveal its advantages and disadvantages and to emphasize its importance in clinical pharmacology and toxicology research.