The human organism is exposed daily to many endogenous and exogenous substances that are the source of oxidative damage. Oxidative damage is one of the most frequent types of cell component damage, leading to oxidation of lipids, proteins, and the DNA molecule. The predominance of these damaging processes may later be responsible for human diseases such as cancer, neurodegenerative disease, or heart failure. Anesthetics undoubtedly belong to the group of substances harming DNA integrity. The goal of this pilot study is to evaluate the range of DNA damage by general and neuraxial spinal anesthesia in two groups of patients undergoing orthopedic traumatological surgery. Each group contained 20 patients, and blood samples were collected before and after anesthesia; the degree of DNA damage was evaluated by the comet assay method. Our results suggest that general anesthesia can cause statistically significant damage to the DNA of patients, whereas neuraxial anesthesia has no negative influence.
- MeSH
- Anesthesia, General adverse effects MeSH
- DNA genetics MeSH
- Adult MeSH
- Comet Assay MeSH
- Middle Aged MeSH
- Humans MeSH
- Orthopedic Procedures MeSH
- Pilot Projects MeSH
- DNA Damage * MeSH
- Aged MeSH
- Check Tag
- Adult MeSH
- Middle Aged MeSH
- Humans MeSH
- Male MeSH
- Aged MeSH
- Female MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH
Cíl studie: Poškození DNA vlivem celkové anestezie (CA) je popsáno použitím různých metod. Publikace porovnávající vliv rozdílných anesteziologických technik nebyly v dostupné odborné literatuře nalezeny. Primárním cílem práce bylo ověřit proveditelnost metody. Sekundárním cílem bylo vyvrátit hypotézu, že neuraxiální anestezie (SAB) poškozuje DNA stejně jako CA v pilotní studii. Typ studie: Prospektivní nerandomizovaná monocentrická observační pilotní studie.Typ pracoviště: Fakultní nemocnice.Materiál a metoda: Pacienti (n = 34) podstupující ortopedicko-traumatologický výkon na dolní končetině byli rozděleni do dvou skupin: skupina CA a skupina SAB. U všech zařazených pacientů byl po podepsání informovaného souhlasu proveden odběr krve před operací a do 24 hodin po operaci. Poškození lymfocytární DNA bylo vyšetřeno metodou comet assay, která umí kvantitativně detekovat poškození nukleární DNA. Pomocí specifických enzymů lze stanovit poškození DNA způsobené oxidací bází. Výsledky comet assay byly dále hodnoceny semiautomaticky programem Lucia (Laboratory Imaging, CZ) ve fluorescenční mikroskopii, která umožňuje kvantifikaci oxidovaných bází DNA a zlomů jednošroubovicové DNA. Pro porovnání výsledků v obou skupinách byl použit Wilcoxonův test na hladině statistické významnosti pro p = 0,05. Výsledky: Skupinu CA tvořilo 19 pacientů, skupinu SAB 15 pacientů. Ve skupině CA bylo nalezeno statisticky významně vyšší poškození DNA ve srovnání s předoperačními hodnotami, u pacientů skupiny SAB byly zaznamenány statisticky nevýznamné rozdíly v poškození DNA před a po operaci. Závěr: Metoda comet assay se ukázala jako použitelná pro kvantifikaci změn DNA u pacientů po chirurgickém výkonu v anestezii. Výsledky poukazují na možný vztah mezi anesteziologickou technikou a změnami DNA asociovanými s operačním traumatem a/nebo anestezií. Zvolená metoda přináší reprodukovatelné výsledky s potenciálem jejího využití ve výzkumu vlivu anestezie na změny DNA a otevírá cestu k testování protektivních konceptů směřujících k minimalizaci poškození DNA v důsledku anestezie a operačního traumatu.
Objective: DNA damage due to general anesthesia (GA) has been described by various methods. Comparisons of different anesthesia techniques has not been found in the available literature. The primary aim of the study was to test the feasibility of the method. The secondary aim was to disprove the hypothesis that neuraxial anesthesia damages DNA just as much as GA in a pilot study. Design: Prospective, non-randomized, monocentric, observational pilot study. Setting: University Hospital. Materials and methods: Patients (n = 34) undergoing orthopedic/traumatological lower limb surgery were divided into two groups: general anesthesia (GA group) and subarachnoid anesthesia (SAB group). In all enrolled patients, after informed consent was obtained, blood was taken before surgery and within 24 hours after the surgery. Lymphocyte DNA damage was assessed by comet assay, which can quantitatively detect damage to nuclear DNA. Using specific enzymes, oxidative DNA damage can be detected. Comet assay results are evaluated semi-automatically by Lucia software (Laboratory Imaging, CZ) in fluorescence microscopy, which allows quantification of oxidized DNA bases and single stranded DNA breaks. The Wilcoxon test at the statistical significance level of p = 0.05 was used to compare the results between both groups. Results: The GA group consisted of 19 patients, the SAB group of 15 patients. There was a significantly higher DNA damage in the GA group compared to their preoperative values. Non-significant differences in DNA damage were observed in the SAB group. Conclusion: We proved the feasibility of the comet assay method in quantification of DNA damage in patients after anesthesia and surgery. The results point at the possible relationship between the anesthesia technique and DNA changes associated with surgery and/or anesthesia. The chosen method brings reproducible results with a potential for its use in the investigation of the effects of anesthesia on DNA, and opens the way for testing protective concepts aimed at minimizing DNA damage due to surgical trauma and anesthesia.
- Keywords
- neuraxiální anestezie,
- MeSH
- Anesthesia, General * adverse effects MeSH
- Clinical Studies as Topic MeSH
- Humans MeSH
- DNA Damage * MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
