Deneysel üriner sistem taş hastalığı modelinde melatonin`in koruyucu etkileri

Abstract

Amaç: Üriner sistem taş hastalığının sık görülmesi ve sık tekrarlaması nedeniyle önleyici ve tedavi edici stratejiler geliştirilmeli ve düzenlenmelidir. Oksidatif stres, üriner sistemde taş oluşumuna ve birikimine aracılık eden mekanizmalardan biridir. Bu çalışmada, güçlü bir antioksidan olan melatoninin taş oluşumunu engelleyici ve taşa bağlı hasara karşı tedavi edici etkilerinin incelenmesi amaçlandı.Gereç ve Yöntem: Yaklaşık 3 aylık erkek, 250-300 gr ağırlığında 32 adet Wistar albino sıçan randomize edilerek eşit sayıda olmak üzere (n=8) kontrol (taşıyıcı uygulamalı), etilen glikol (EG), melatonin ön tedavili EG (Mel + EG + Mel) ve melatonin tedavili EG (EG + Mel) olmak üzere dört gruba ayrılmıştır. Taş hastalığı modeli oluşturulması için sıçanlara %0.75 EG içeren içme suyu 8 hafta süre ile verildi. EG + Melatonin ön uygulamalı grupta melatonin EG ile eş zamanlı başlanarak toplam 8 hafta, EG+Melatonin tedavili grupta ise 8 hafta EG verilirken 4. haftadan itibaren melatonin 10 mg/kg ip olarak 4 hafta boyunca uygulandı. Çalışma sonunda hayvanlar metabolik kafeslere alındı ve idrarda kalsiyum, oksalat, sitrat ve kreatinin tayinleri için 24 saatlik idrar örnekleri toplandı. Ardından eter anestezisi altında intrakardiyak kan örnekleri alınan hayvanlar dekapite edildi ve böbrek dokuları alındı. Kan örneklerinde osteopontin ve N-asetil-β-glukozaminidaz tayinleri, böbrek dokularında ise histopatolojik ve biyokimyasal incelemeler ile glutatyon (GSH), malondialdehit (MDA), superoksid dismutaz (SOD), myeloperoksidaz (MPO), kaspaz-3, oksidatif DNA hasarı (8-OHdG), ve Matriks Metaloproteinaz-9 (MMP-9) tayinleri yapıldı. Bulgular: EG uygulaması kalsiyum düzeylerini kontrol grubuna göre anlamlı olarak azaltmış, Mel + EG + Mel grubunda kontrol değerlere yaklaşmıştır. EG grubunda kontrole göre artan oksalat, sitrat ve kreatinin düzeyleri ise Mel + EG + Mel grubunda anlamlı olarak düzelmiştir. EG + Mel grubunda idrar parametreleri, EG grubuyla kıyaslandığında anlamlı düzelme göstermemiştir. Böbrek dokusunda oksidatif hasarın göstergesi olan MDA, MPO, 8-OHdG, kaspaz aktivitesi ve iNOS ve MMP-9 anlamlı olarak artmıştır. Ön uygulamalı melatonin grubunda bu değişiklikler geri çevrilirken EG + Mel grubunda GSH düzeyleri ve SOD aktivitesi dışındaki parametrelerde düzelme izlenmiştir. Histolojik bulgular da biyokimyasal buguları desteklemiştir.Sonuç: Melatoninin güçlü bir antioksidan madde olarak üriner sistem taş hastalığının oluşumunu engellediği ve taş oluşmuş böbrek dokusunda, böbrek dokusunu taşa bağlı hasara karşı koruduğu gösterilmiştir. Bu bulgular, melatoninin taş hastalarındaki klinik kullanımında yeni bir alternatif yaklaşım olabileceğini düşündürmektedir.

Introduction: Urinary system stone disease (USSD) has high incidence and recurrence rates; thus, prevention and treatment strategies should be optimized. Oxidative process is one of the key contributors of crystal adhesion and aggregation that leads to stone formation. In this study, we evaluated the preventive and curative effects of melatonin (Mel), an anti-oxidant agent, on USSD in rats. Materials and Methods: Thirty-two Wistar albino rats of 3 months-old, weighting between 250-300 gr, were randomized and divided into 4 groups; vehicle administered control, ethylene glycol (EG), EG + preventive M (Mel + EG + Mel), EG + curative Mel (EG+ Mel) groups. USSD was induced by adding 0.75% EG to drinking water of rats for 8 weeks. Melatonin is given at a dose of 10 mg/kg ip with EG, from day 1 in preventive Mel group along with EG during 8 weeks while in curative Mel group Mel is given after 1 month of EG and continued along with EG until the end of the 8th week. At the end of the experiment, 24-hours urine was collected and rats were decapitated for blood and tissue collection. In blood samples N-acetyl-β-glucosaminidase and osteopontin levels, in tissue samples along with histopathological and biochemical analyses, glutathione (GSH), superoxide dismutase (SOD), myeloperoxidase (MPO), caspase-3, oxidative DNA damage (8-OHdG), and metalloproteinase-9 (MMP-9) levels were measured.Results: EG administration decreased calcium, citrate and creatinine levels and increased oxalate levels in urine samples of rats compared to control group whereas curative and preventive Mel reversed these parameters back to control levels, latter being more significant. Oxidative damage indicators such as MDA, MPO, 8-OHdG, caspase-3 activities and iNOS and MMP-9 levels were significantly increased in EG group. In preventive M group all these parameters were reversed whereas in curative Mel group all the parameters except GSH and SOD levels were back to control levels. Histopathological analyses were in concordance with biochemical analyses. Conclusion: Melatonin protects against renal tubular cell injury in USSD and against de-novo stone formation. These findings show that melatonin can present a new alternative approach towards USSD.