Alüminyum ile oluşturulan sıçan ince bağırsak toksisitesi üzerinde melatoninin rolü

Abstract

Alüminyum dünyada yaygın olarak bulunan metallerden biridir. Günümüzde endüstriyel gelişmeler ve kirlenmelere bağlı olarak alüminyum besinler, su, hava ve çeşitli ilaçlar yoluyla insan vücuduna daha çok alınmaya başlandı. Alüminyumun, vücut dokularında serbest radikal üretimi ve lipid peroksidasyonu yoluyla oksidatif strese yol açarak, hedef organlarda hasara yol açtığı çeşitli çalışmalarla gösterilmiştir. Ayrıca bağırsaktaki mukozal hasar sonucu oluşan iltihaplı hastalıklarda alüminyumun rol alabileceğini gösteren literatürler bulunmaktadır. Alüminyum toksisitesi ile ilgili birçok çalışma olmasına rağmen, alüminyumdan kaynaklanan hasarın mekanizmaları henüz açıklanmamıştır.Biyolojik sistemlerde prooksidan/antioksidan dengenin bozulmasıyla oluşan oksidatif stres, birçok patolojik durumla ilişkilendirilmektedir. Organizma, prooksidan etki gösteren serbest radikallere karşı antioksidan ajanlarla kendini korur. Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) pineal bezden salgılanan ve serbest radikalleri azaltabilen güçlü bir antioksidandır. Ayrıca melatonin antioksidan enzimlerin aktivitesini ve ekspresyonunu arttırma yeteneğindedir. Çeşitli çalışmalarda doku hasarı üzerinde melatoninin koruyucu bir role sahip olduğu gösterilmiştir. Çalışmamızda ince bağırsakta alüminyum etkisiyle oluşan hasarın mekanizmalarını ve bu hasar üzerinde melatoninin koruyucu özellik gösterip göstermediğini histolojik, immünohistokimyasal ve ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) yöntemleriyle ortaya koymayı amaçladık.Yaptığımız bu çalışmada, toplam 40 adet ergin erkek Wistar albino sıçan kullanıldı. Deney hayvanları beş gruba ayrıldı. Birinci gruba kontrol olarak fizyolojik tuzlu su, ikinci gruba melatoninin kontrolü olarak etanol+fizyolojik tuzlu su, üçüncü gruba melatonin, dördüncü gruba alüminyum sülfat (Al2(SO4)3) ve beşinci gruba da alüminyum sülfat (Al2(SO4)3) ile birlikte melatonin bir ay süreyle haftada üç kez enjeksiyon yoluyla verildi. Jejunumdan alınan doku örnekleri histolojik incelemeler için Bouin fiksatifi ile fikse edildi. Parafin bloklardan alınan doku kesitlerine Hematoksilen & Eosin (HE), Masson'un üçlü boyası ve Periodik Asit Schiff (PAS) reaksiyonu uygulandı. Formalin ile fikse edilmiş doku kesitlerine anti-Metallothionein (MT) ve anti-Ki-67 immünohistokimyası uygulandı. Biyokimyasal olarak myeloperoksidaz (MPO) ve total glutatyon (GSH) değerleri ELISA yöntemiyle tayin edildi.Alüminyum uygulaması ince bağırsak dokularında histolojik olarak dejeneratif değişikliklere yol açtı. MT uygulamasında % MT-pozitif kript hücre sayısında artış gözlenirken, Ki-67 uygulamasında % Ki-67 pozitif kript hücre sayısında azalış gözlenmiştir. Ayrıca alüminyum, MPO değerlerinde artışa, GSH değerlerinde azalışa sebep olmuştur. Melatonin uygulandığında bu bulgular kontrol bireylerdeki değerlere yakın sonuçlar göstermiştir. Sonuç olarak alüminyumun neden olduğu ince bağırsak toksisitesi üzerinde melatoninin koruyucu etkiye sahip olduğunu söyleyebiliriz.

Aluminum is one of the widely found metals on Earth. Due to the industrial developments and contamination, nowadays aluminum is much more started to be taken into human body by food, water, air and variety of drugs. It has been shown in a number of studies that aluminum causes oxidative stress by free radical production and lipid peroxidation in body tissues and as a result of this it has been seen damage on target organs. Besides, there are also some literature showing that aluminum may have role in some inflammatory diseases which were emerged as a result of mucosal damage in intestines. Although there are a number of studies on aluminum toxicity, damage mechanisms caused by aluminum has not been explained yet.Oxidative stress due to the broken balances of prooxidant/antioxidant in biological systems is correlated with a variety of pathologic cases. Organism defense itself with antioxidant agents against free radicals showing prooxidant effect. Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine ) is a powerful antioxidant which is secreted from pineal gland and decrease free radicals. Moreover, melatonin has the ability of increasing the enzymes of antioxidant activations and expressions. Various studies have shown that melatonin has a protective role on tissue damages. In our study we aimed to put forward with histological, immunohistochemical and ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) methods that the mechanisms of aluminum-induced damage and whether melatonin has a protective role on this damage or not.In this study, 40 male Wistar albino rats were used and were divided into five groups. The first group as a control: physiological saline, the second group as a control of melatonin: physiological saline + ethanol, the third group: melatonin, the fourth group: aluminum sulfate (Al2(SO4)3 ) and the fifth group: aluminum sulfate (Al2(SO4)3 ) and melatonin injected three times a week for one month. Tissue samples from jejunum were fixed with Bouin solution for histological examinations. Tissue sections from paraffin blocks stained with Hematoxylin & Eosin (HE), Masson?s trichrome and enforced Periodic Acid Schiff (PAS) reaction. Tissue sections were fixed with formalin and were prepared for immunohistochemical examinations of anti-metallothionein (MT) and anti-Ki67. In biochemical methods myeloperoxidase (MPO) and total glutathione (GSH) levels were determined by ELISA.Aluminum caused histological degenerative changes on small intestine tissues. We observed that increase of % MT positive crypt cells and decrease of % Ki-67 positive crypt cells. Also aluminum caused increase on MPO levels and decrease on GSH levels. When melatonin was applied, these findings showed similar results with values of the control groups. In consequence, we can say that melatonin has protective effects on aluminum-induced small intestine toxicity.