Uzun süre sigara dumanına maruz bırakılan kronik alkolik erkek ratlarda, sigara ve alkolün serum nitrik oksit ve antioksidan enzim düzeylerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

82 ÖZET Uzun Süre Sigara Dumanına Maruz Bırakılan Kronik Alkolik Erkek Katlarda, Sigara ve Alkol'ün, Serum Nitrik Oksit ve Antioksidan Enzim Düzeylerine Etkilerinin İncelenmesi. Kronik alkol ve sigara kullanımı, ciddi doku hasarlanmalarının yanısıra testis ve beyin atrofısi, alkolik karaciğer hastalığı, kanser, infertilite gibi ikincil hastalıklarla beraberdir. Alkol ve sigara dumanı direkt toksik özelliklerinin yanı sıra, oksidatif strese yol açarak da hücrelerde indirekt etkiler meydana getirmektedirler. Alkol ve sigara kaynaklı oksidatif stres, artmış oksijen radikal üretimi ve/veya azalmış antioksidan savunma kapasitesinden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmanın amacı, kronik alkolik erkek ratlarda uzun süre alkol ve sigara kullanımının serum Mn-SOD, Cu,Zn-SOD, GSH-Px, nitrik oksit ve total testosteron düzeylerine etkilerini araştırmak, NO, SOD, GSH-Px ve testosteron düzeyleri arasındaki ilişkileri değerlendirmektir. Başlangıç ağırlıkları 180-220 gram olan 28 adet Wistar cinsi erkek ratlar dört gruba ayrıldı. Birinci grup (kontrol grubu) 6 ay süresince etanol içermeyen sıvı diyet (1 kcal/ml) ile beslendi ve bu grup sigara dumanına maruz bırakılmadı. İkinci grup (alkol grubu) deney süresince % 7.2 (v/v) oranında etanol içeren aynı sıvı diyetle beslendi ve bu gruba da sigara dumanı verilmedi. Üçüncü grup (sigara grubu) 6 ay süresince, her gün 4 saat süresince 20 sigara dumanına maruz bırakıldı ve bu süre boyunca etanol içermeyen sıvı diyetle beslendi. Dördüncü grup (alkol + sigara grubu) deney süresince % 7.2 etanol sıvı içeren diyetle beslendi ve bu grup üçüncü grupta olduğu gibi sigara dumanına maruz bırakıldı. Bu periyodun sonunda, sirkadiyen siklus etkilerini en aza indirmek için ratların tamamı aynı gün saat 900-l l00,da başları kesilerek öldürüldü. Mn-SOD, Cu,Zn-SOD, GSH-Px, total nitrit ve total testosteron düzeylerinin ölçülmesi ve histopatolojik inceleme amacıyla kan ve rat testis doku örnekleri toplandı. Serum Cu,Zn-SOD düzeyleri, alkol ve alkol + sigara gruplarında kontrol grubundan daha yüksek, sigara grubunda ise daha düşük bulundu (sırasıyla 6.5 ± 0.9 Ü/ml' ye karşı 6.5 ± 1.2 ve 6.5 ± 0.9 Ü/ml'ye karşı 6.9 ± 0.9 ve 6.5 ± 0.9 Ü/ml'ye karşı 5.6 ± 1.6). Fakat bu farklılıklar istatistiksel açıdan anlamlı değildi (p>0.05). Serum Mn-SOD aktivitesi sigara grubunda, kontrol grubuna göre anlamlı derecede daha düşük bulundu (3.5 ± 0.6 U/ml'ye karşı 2.6 ± 0.4 p<0.05). Ölçülen Mn-SOD aktiviteleri kontrol grubuna göre, alkol grubunda daha yüksek ve alkol + sigara grubunda daha düşük bulunmuş83 olmasına rağmen bu değişiklikler istatistiki açıdan anlamlı değildi (sırasıyla 3.5 ± 0.6 Ü/ml'ye karşın 3.6 ± 0.7 Ü/ml ve 2.8 ± 0.4 Ü/ml) (p>0.05). GSH-Px düzeyleri, tüm gruplarda kontrol grubundan daha yüksek bulundu (sırasıyla 18.9 ± 0.4 Ü/ml'ye karşın 19.0 ± 0.3 Ü/ml ; 19.2 ± 0.6 Ü/ml ve 19.1 ± 0.6 Ü/ml). Fakat bu farklılıklar istatistiksel açıdan anlamlı değildi (p>0.05). Serum total NO ve total testosteron düzeyleri tüm gruplarda kontrol grubuna göre anlamlı derecede daha düşük bulundu (sırasıyla 28.3 ± 6.4 u,m/L'ye karşın 19.2 ± 2.5 ; 16.1 ± 3.6 ; 14.2 ± 2.5 um/L, pO.001 ve 561.1 ± 78.2 ng/dl'ye karşın 149.9 ± 24.4 ; 277.2 ± 31.0 ; 115.2 ± 11.6 ng/dl, pO.001). Rat testis dokularının histopatolojik incelenmeside; seminifer tubullerde vakuolizasyon ve dejenerasyon, germ, Sertoli, Leyding ve sperm hücrelerinde azalma meydana geldiği gözlendi. Alkol ve alkol + sigara gruplarında artmış Mn-SOD, Cu,Zn-SOD ve GSH-Px düzeyleri, kronik alkol tüketiminden kaynaklanan artmış oksidatif strese karşı bir savunma mekanizması olabileceğini göstermektedir. Buna karşın sigara grubunda bu artışlara rastlanmamıştır. Bundan dolayı alkol ve sigara içimi arasında aditif bir etkileşmenin bulunmadığı kanaatindeyiz. Sonuç olarak; alkol ve sigara kullananlara, direkt süperoksit radikalini süpürerek peroksinitrit oluşumunu engelleyen SOD mimetik (melatonin, vitamin E, C gibi) etkili maddelerin verilmesinin, NO'in biyoaktivitesini artırmak suretiyle kronik alkol ve sigara toksisitelerinin engellenmesinde faydalı bir tedavi stratejisi olabileceğini düşünmekteyiz.

84 SUMMARY Investigation of Serum Nitric Oxide (NO) and Antioxidant Enzyme levels in Chronic Alcoholic Male Rats which Exposed to Cigarette Smoke Chronically. Chronic alcohol abuse and cigarette smoking are often associated with severe tissue damages and secondary disorders such as testis and brain athrophy, alcoholic liver disease, cancer, infertility, hypertension. Alcohol and cigarette smoke themself have direct toxic properties, but also influence various cellular pathway indirectly by causing oxidative stress. Oxidative stress resuls from increased reactive oxygen radical production and/or decreased antioxidant defence capacity during cigarette smoking or alcohol consumption. The aim of the present study was to investigate the effects of both chronic alcohol consumption and smoking on the levels of serum Mn-SOD, Cu-Zn-SOD, GSH-Px, total testosterone, NO and to evaluate the ralationships between NO and SOD and GSH-Px and total testosterone levels in male rats. A total of 28 male Wistar rats (180-220 g initial weight) was divided into four groups. The first group (control group) was fed with the liqued diet without ethanol and didn't exposed to cigarette smoke throughout the experimental period. The second group (alcohol group) was fed with the liqued diet (1 kcal/ml) including 7.2 % ethanol (v/v) without exposing smoke for 6 months. The third group (cigarette group) exposed to cigarette smoke of 20 cigarettes for 4 h per day for 6 months and was fed with the liqued diet without ethanol during this period. The fourth group (alcohol plus cigarette group) was fed with the liquid diet including 7.2 % ethanol (v/v) and exposed to cigarette smoke same as the third group throughout the experimental period. At the end of this period, all rats were sacrificed by decapitation between 0900 and ll00h. on the same day to minimize the circadian cycle effects. Blood samples and rat testis tissues were collected to measure serum Mn-SOD, Cu,Zn-SOD, GSH-Px, total testosterone, NO levels and to histopathological examination. Serum Cu,Zn-SOD levels were found to be higher in alcoholic and both alcoholic plus cigarette groups but lower in cigarette group than that of control group (6.5 ± 1.2 vs 6.5 ± 0.9 U/ml, p>0.05, and 6.9 ± 0.9 vs 6.5 ± 0.9 U/ml, p>0.05, and 5.6 ± 1.6 vs 6.5 ± 0.9 U/ml respectively). These differences were not statistically significant (p>0.05). Serum Mn-SOD activity was found to be significantly lower in cigarette group than control group (2.6 ± 0.4 vs 3.5 ± 0.6 U/ml, p<0.05). Although Mn-SOD activities were high in alcohol85 group and low in alcohol plus cigarette group compared to control group (3.6 ± 0.7 vs 3.5 ± 0.6, and 2.8 ± 0.4 vs 3.5 ± 0.6 U/ml respectively). These changes were not significant (p>0.05). GSH-Px levels were found to be higher all groups compared to control group. But, these differences were not statistically significant (19.0 ± 0.3 ; 19.2 ± 0.6 ; 19.1 ± 0.6 vs 18.9 ± 0.4 U/ml, p>0.05, respectively). Serum total NO and total testosterone levels were found to be significantly decreased in all groups compared to control group (19.2 ± 2.5 ; 16.1 ± 3.6 ; 14.2 ± 2.5 vs 28.3 ± 6.4 um/L, p<0.001, and 149.9 ± 24.4 ; 277.2 ± 31.0 ; 115.2 ± 11.6 vs 561.1 ± 78.2 ng/dl, pO.OOl, respectively). In histopathologic examination of rat testis tissues, vacuolizations and degenerations in seminifer tubules, apparently diminishing the germ, Sertoli, Leyding and sperm cells were observed. The increased Mn-SOD, Cu,Zn-SOD, GSH-Px levels in alcoholic and alcohol plus cigarette groups could represent a defence mechanism against the increased oxidative stress caused by chronic alcohol consumption. However, these increases were not observed in cigarette group. Therefore, we suggest that there is no aditive interaction between alcohol and cigarette smoking. In addition, we concluded that extremely diminishing serum total nitrit and total testosteron levels, and degenerations in rat testis tissues are caused by toxic effects of alcohol and cigarette. Consequently; we consider that supplementation of SOD mimetics which have direct superoxide scavencer effects and inhihibitory effects on peroxynitrite production such as melatonin and vitamin E, C may be a benifical therapeutic strategy to prevent the chronic alcohol and cigarette toxicities by increasing NO bioactivity.