Investigation of the Protective Effect of Thymbra Spicata L. var Spicata and Cyclotrichium Origanifolium on Bladder in Experimental Traumatic Spinal Cord Injury

Abstract

ABSTRACT Objective: Spinal cord injuries typically result from trauma-induced fractures, dislocations, ligament injuries, and tears in the vertebral column. Among the most commonly affected organs in these injuries is the bladder. Thymbra spicata L. var spicata (zahter) and Cyclotrichium origanifolium (mountain mint) are known for their high biological potential; their extracts possess antioxidant properties that help mitigate the risk of diseases caused by oxidative stress and play a significant role in treatment. This study aimed to investigate the potential therapeutic and protective effects of zahter and mountain mint extracts on bladder dysfunctions following spinal cord injury. Material and Methods: The study included 36 male Wistar Albino rats weighing between 250-300 g, divided into six groups, each containing six rats: Group 1 (control), Group 2 (zahter), Group 3 (mountain mint), Group 4 (trauma), Group 5 (trauma + zahter), and Group 6 (trauma + mountain mint). A trauma model was created in the trauma groups using a weight-drop method on the spinal cord. At the end of the week, urine samples were collected from all rats, and the animals were sacrificed under ketamine anesthesia to obtain bladder tissues. Histopathological changes in the bladder tissues were subsequently examined. Results: The experimental study demonstrated that zahter and mountain mint extracts were partially effective against bladder damage caused by spinal cord injury. Zahter exhibited a higher efficacy in reducing oxidative stress and inflammatory markers compared to mountain mint, as evidenced by biochemical and histopathological findings. Conclusion: The findings suggest that with the increasing application of experimental models, the therapeutic use of plant extracts may become more widespread and contribute positively to human health.

Keywords

• Spinal cord injury
• Bladder
• Antioxidant
• thymbra spıcata L. var spıcata
• Cyclotrichium origanifolium

Deneysel Tavmatik Omurilik Hasarında Thymbra Spicata L. var Spicata ve Cyclotrichium Origanifolium’un Mesane Üzerine Koruyucu Etkisinin Araştırılması

Abstract

ÖZ Amaç: Spinal kord yaralanmaları, genellikle travma sonrası vertebral kolonda meydana gelen kırıklar, çıkıklar, bağ yaralanmaları ve yırtılmalar sonucunda oluşan hasarları kapsamaktadır. Bu yaralanmalarda komplikasyonların en sık görüldüğü organlardan biri mesanedir. Thymbra spicata L. var spicata (zahter) ve Cyclotrichium origanifolium (dağ nanesi) bitkilerinin yüksek biyolojik potansiyele sahip olduğu; ekstraktlarının antioksidan özellikleri sayesinde oksidatif stresin neden olduğu hastalık riskini azalttığı ve tedavide önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Bu çalışmada, zahter ve dağ nanesi ekstraktlarının spinal kord yaralanması sonrası mesane disfonksiyonları üzerindeki potansiyel tedavi edici ve koruyucu etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Çalışmada, ağırlıkları 250-300 g arasında değişen toplam 36 adet Wistar Albino erkek sıçan, her grupta altı sıçan olacak şekilde altı gruba ayrılmıştır: Grup 1 (kontrol), Grup 2 (zahter), Grup 3 (dağ nanesi), Grup 4 (travma), Grup 5 (travma + zahter), Grup 6 (travma + dağ nanesi). Travma gruplarında omuriliğe ağırlık düşürme yöntemi uygulanarak travma modeli oluşturulmuştur. Bir haftasının sonunda, tüm sıçanlardan idrar örnekleri alındıktan sonra, ketamin anestezisi altında sakrifiye edilerek mesane dokuları alınmıştır. Mesane dokularında histopatolojik değişiklikler incelenmiştir. Bulgular: Deneysel araştırma sonucunda, zahter ve dağ nanesi ekstraktlarının spinal kord yaralanmasına bağlı gelişen mesane hasarına karşı kısmen etkili olduğu saptanmıştır. Zahterin etkinliğinin, biyokimyasal ve histopatolojik bulgular doğrultusunda, oksidatif stres ve inflamatuar belirteçler üzerindeki etkisinin dağ nanesine kıyasla daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Sonuç: Sonuç olarak, deneysel modellerin artmasıyla birlikte bitki ekstraktlarının tedavi amaçlı kullanımının yaygınlaşabileceği ve insan sağlığı üzerinde olumlu etkiler sağlayabileceği düşünülmektedir.

Keywords

• Spinal kord yaralanması
• Mesane
• Antioksidan
• Thymbra spicata L. var spicata
• Cyclotrichium origanifolium

References

1. 1. Kültür T, İnanır A, Keleş İ. Spinal Kord Travmalı Hastalarda Mesane Bulguları ve Rehabilitasyonu. Ortadogu Tıp Dergisi 2014; 6(3):141-5.
2. 2. Nishi RA, Badner A, Hooshmand MJ, Creasman DA, Liu H, Anderson AJ. The efects of mouse strain and age on a model of unilateral cervical contusion spinal cord injury. PLoS ONE 2020; 15:e0234245.
3. 3. Alizadeh A, Dyck S. M, Karimi-Abdolrezaee S. Traumatic spinal cord injury: an overview of pathophysiology, models and acute injury mechanisms. Frontiers in neurology 2019; 10:282.
4. 4. Bao F, Brown A, Dekaban GA, Omana V, Weaver LC. CD11d integrin blockade reduces the systemic inflammatory response syndrome after spinal cord injury. Exp. Neurol 2011; 231(2):272-83.
5. 5. Ward A, Morgante D, Fisher J, Ingham E, Southgate J, Translation of mechanical strain to a scalable biomanufacturing process for acellular matrix production from full thickness porcine bladders. Biomedical Materials 2021;16 (6). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34652283/
6. 6. Guzel A, Aksit H, Elmastas M, Erenler R. Bioassay-guided isolation and identification of antioxidant flavonoids from Mountain mint manden and scheng. Pharmacognosy Magazine 2017; 13(50):316-20.
7. 7. Gedikoglu A, Sokmen M, Civit A. Evaluation of Thymus vulgaris and Thymbra spicata essential oils and plant extracts for chemical composition, antioxidant and antimicrobial properties. Food Science & Nutrition 2019; 7:1704-14.
8. 8. Mehmet Ö. Z. Adana Yöresinden Elde Edilen Mountain mint Manden. & Scheng.(Dağ nanesi) Bitkisi Uçucu Yağının Kimyasal İçeriği ve Antimikrobiyal Aktivitesi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi 2022; 24(3):465-75.

9. 9. Allen AR. Surgery of experimental lesion of spinal cord equivalent to crush injury of fracture dislocation of spinal column. A preliminary report. JAMA 1911; 57:878-80.
10. 10. Sun Y, Liu D, Wang Q. Hyperbaric oxygen treatment of spinal cord injury in rat model. BMC Neurol 2017; 17(1):128.
11. 11. Aslan A, Cemek M, Buyukokuroglu M. Dantrolene can reduce secondary damage after spinal cord injury. Eur. Spine J 2009; 18:1442-51.
12. 12. Kadam DP, Suryakar AN, Ankush RD, Kadam CY, Deshpande KH. Role of oxidative stress in various stages of psoriasis. Indian J Clin Biochem 2010; 25(4):388- 92.
13. 13. Ozturk H, Cetinkaya A, Duzcu SE. Carvacrol attenuates histopathogic and functional impairments induced by bilateral renal ischemia/reperfusion in rats. Biomed Pharmacother 2018; 98:656-61.
14. 14. Cengiz M, Tekin Y, Behçet İ. Ayhanci A. Kekik Bitkisinin Temel Bileşeni Olan Karvakrolün Sıçanlarda Siklofosfamid Nedenli Üreme Sistemi Hasarı Üzerine Koruyucu Etkileri Turk J Agric Res 2017; 4(2): 171-5.
15. 15. Dalkılıç S, Dalkılıç LK, Korkmaz İ. Geleneksel Kahvaltılık Zahterin Antimikrobiyal Etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 2020; 10(1): 128-33.
16. 16. Sulhan H, Karakeçi A. Deneysel Metabolik Sendrom Oluşturulan Ratlarda Alfa Lipoik Asit Kullanımının Mesane Kontraktilitesi, Histopatolojik Değişimler ve Oksidan/Antioksidan Sistem Üzerine Olan Etkileri. Fırat Tıp Dergisi 2014; 19(1):6-11.
17. 17. Eruygur N, Çetin S, Ataş M, Çevik O. A study on the antioxidant, antimicrobial and cytotoxic activity of Thymbra spicata L. var. spicata ethanol extract. Cumhuriyet Med J 2017; 39: 531–8.
18. 18. Gelen V, Şengül E, Yıldırım S, Çelebi F, Çınar A. Ratlarda Cyclophosphamide ile İndüklenen Hemorajik Sistitte Mesane Kontraktilitesi ve Histopatolojisi Üzerine Rutin’in Etkileri. Atatürk Üniversitesi Veteriner Bilimleri Dergisi 2018; 13(3): 337-46.
19. 19. Khalil M, Khalifeh H, Baldini F, Salis A, Damonte G, Daher A, Vergani L. Antisteatotic and antioxidant activities of Thymbra spicata L. extracts in hepatic and endothelial cells as in vitro models of non-alcoholic fatty liver disease. Journal of ethnopharmacology 2019; 239: 111919.