Streptozotosin ile indüklenmiş diyabetik sıçan modelinde metforminin diyabetik nöropati ve bilişsel fonksiyonlar üzerine etkisinin araştırılması

Abstract

Giriş/Amaç: Nörodejenerasyon diyabetin en önemli komplikasyonlarındandır. Nörodejenenerasyona bağlı olarak gelişen bilişsel fonksiyon bozuklukları ve periferik nöropati gibi diyabetik komplikasyonların altında yatan mekanizma henüz tam olarak açık değildir. Streptozotosin özellikle memeli pankreasında insülin üreten beta hücrelerinde toksik etki gösteren, doğal olarak oluşan kimyasal bir maddedir. Bu çalışmada diyabetik sıçanlarda metforminin olası nöroprotektif etkilerini araştırmayı amaçladık. Materyal/Metod: 30 adet Wistar albino erkek sıçan kontrol grubu, STZ grubu ve STZ+MET grubu olmak üzere üç gruba ayrıldı. Diyabet oluşturmak için 55 mg/kg STZ intraperitonal olarak uygulandı. Metformin 500 mg/kg dozda altı hafta boyunca her gün oral gavaj yoluyla verildi. Diyabet oluşturulduktan altı hafta sonra sıçanlara Hot-plate analjezi testi ve son haftasında bilişsel fonksiyonların değerlendirilmesi için Morris Water Maze Testi kullanıldı. Siyatik sinir ve hipokampüs dokuları histolojik olarak incelendi. Beyin dokusunda oksidadif stres markırlarından MDA, SOD, GSH, TAS ve TOS düzeylerine bakıldı. Bulgular: Gruplara göre altı haftalık ortalama kan glikoz seviyeleri; kontrol 130±29 mg/dl, STZ 486±120 mg/dl ve STZ+MET 256±36 mg/dl'dir. Periferik nöropatinin değerlendirildiği Hot plate bulgularına göre diyabetik grupta ağrı hissetme süresi uzarken metformin grubunda bu sürenin azaldığı anlamlı bulundu (p<0.05). MWM sonuçlarında STZ grubundaki sıçanların platformu bulmak için katettikleri mesafe kontrol grubuna göre uzun ve karmaşıktı. STZ+MET grubununun sonuçları kontrol grubu bulgularına benzerdi. Hipokampüs dokularında yapılan histolojik incelemelerde; dejenere nöron yüzdeleri kontrol grubu%15,6 STZ % 45,6 ve STZ+MET grubunda %36,5 olarak değerlendirildi. STZ grubundaki dejenerasyon kontrol grubuna göre anlamlıydı. STZ+MET grubundaki iyileşme ise STZ grubuna göre anlamlı bulundu (p<0.001). Siyatik sinir histopatolojik skorlanarak değerlendirildi. STZ grubunda kontrol grubuna göre anlamlı artış STZ+MET grubunda ise STZ grubuna göre anlamlı bir azalma olduğu gözlemlendi (p<0.001). Beyin dokusunda yapılan oksidadif stres ve antioksidan analiz sonuçlarına göre STZ grubunda kontrol grubuna göre GSH ve TAS bulgularında azalma; MDA, TOS, SOD bulgularında anlamlı artışlar bulundu. STZ+MET grubu STZ grubu ile karşılaştırıldığında TAS bulgularındaki artış; SOD ve MDA bulgularındaki azalmalar anlamlı bulundu(p<0.05).Sonuç: Bu çalışmayla metforminin diyabetik sıçanlarda; siyatik sinirdeki yapısal bozuklukları onardığı ve hipokampüs dokusunda oksidadif stresi ve dejenere nöron sayısını azaltarak diyabete bağlı gelişen bilişsel fonksiyonlardaki bozulmayı düzelttiği gösterildi.Anahtar Kelimeler: Bilişsel Fonksiyonlar, Diabetes Mellitus, Diyabetik Nöropati, Metformin, Streptozotosin

Background/Aim: Neurodegeneration is one of the most important complications of diabetes. The exact mechanisms underlying neurodegeneration related to diabetic complications such as cognitive deficits and peripheral neuropathy are not clarified yet. Streptozotocin is a naturally occurring chemical that is particularly toxic to the insülin producing beta cells of the pancreas in mammals. In this study, we aimed to investigate the possible neuroprotective effects of metformin (MET) in diabetic rats. Materials and Methods: Thirty male Wistar albino rats were randomly divided into tree groups: Control group, STZ group, STZ+MET group. STZ (55 mg /kg) was administered intraperitoneally to create diabetes. Metformin (500 mg/kg) was administered by oral gavage every day for six weeks. Hot-plate analgesia test was performed to rats six weeks after. Morris Water Maze Test was used to for the assessment of cognitive function in the last week of the test process. Sciatic nerve and the hippocampus tissue was evaluated histologically. Markers of oxidative stress MDA, SOD, GSH , TAS , TOS levels were measured in brain tissue. Results: The average blood glucose levels based on the six weeks groups; Control 130±29 mg/dl, STZ 486±120 mg/dl and STZ+MET 256±36 mg/dl. According to the findings of Hot plate in which periphiral neuropathy was evaluated, while the period of aching in the diabetes group has gotten longer, that the period aching in the metformin group has shortened (p<0.05). It could be seen in the MWM results that the distance the rats in the STZ group covered in order to find the platform is longer and more complicated compared to the rats in the control group and the results of the STZ+MET group are similar to the ones in the control group. The percentage of degenerated neurons that were evaluated during the histological examinations on the hippocampus tissues are as follows; Control group %15,6, STZ % 45,6 and STZ+MET group %36,5. that the degeneration in the STZ group compared to the control group was statistically significant. The recovery in the STZ+MET group were better compared to the control group (p <0.001). The sciatic nerve was scored histopathological , it was observed that there is a significant increase in the STZ group compared to the control group and a significant decrease in the STZ+MET group compared to the STZ group (p<0.001). According to the oxidative stress and antioxidant analysis results conducted on the brain tissue, STZ group compared to the control group decrease in GSH and TAS findings; MDA, TOS, SOD there were significant increases in findings. STZ + MET group compered to STZ group; There was a significant the rise in the TAS, significant decrease in SOD and MDA findings (p<0.05).Conclusions: In this study, ıt was shown to improve that metformin, structural changes in the sciatic nerve, which reduces the number of degenerated neurons in the hippocampus and due to developing cognitive function impairment in diabetic rats.Key words: Cognitive function, Diabetes Mellitus, Diabetic neuropathy, Metformin, Streptozotocin