Ratlarda kadmiyum maruziyetine bağlı olarak gelişen serebrum ve serebellumdaki değişiklikler üzerine kuersetin, balık omega-3 yağ asitleri ile melatoninin etkileri

Abstract

Kadmiyum (Cd) 1817 yılında keşfedilen toksik ağır metallerden biridir. Kimyasal gübrelerde, sigara dumanında, pil ve akülerde bulunan Cd'nin canlılara direkt geçişi genellikle hava ve su ile olmaktadır. Cd, vücuttan atılması için özelleşmiş bir vücut sistemi bulunmadığından dokularda birikim gösterebilmektedir. Kronik Cd'nin birikim yerlerinden biri de santral sinir sistemidir. Araştırmamızda Cd'nin rat beyin ve beyinciği üzerine olan toksik etkilerine ve bu etkilere karşı antioksidan özellikleri nedeniyle kuersetin, balık omega-3 yağ asitleri ve melatoninin koruyucu etkilerinin olup olmadığına bakılmıştır.Çalışmada 52 adet Wistar Albino cinsi erkek rat altı gruba ayrıldı. Gruplar sırası ile 1) Kontrol (1 mg/kg SF) grubu, 2) Cd (1 mg/kg) grubu, 3) Cd (1 mg/kg) + Melatonin (25 mg/kg) grubu, 4) Cd (1 mg/kg) + Kuersetin (270 mg/kg) grubu, 5) Cd (1 mg/kg) + balık n-3 yağ asidi (400 mg/kg) grubu, 6) Cd (1 mg/kg) + kuersetin (270 mg/kg) + balık n-3 yağ asidi (400 mg/kg) grubu olarak gruplar oluşturuldu. Melatonin intraperitoneal, diğer tüm etken maddeler intragastrik gavaj yolu ile altı hafta süresince verildi.Deney sonunda tüm ratlar anestezi altında sakrifiye edilerek beyin ve beyincikleri alındı. Her rata ait beyin ve beyinciğin sol yarımı biyokimyasal, sağ yarımı ise morfolojik incelemeler için kullanıldı. Rutin doku takibi yapılan beyin ve beyincik kesitleri cresyl violet acetate ile boyandı. Biyokimyasal parametrelerden süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GSH-Px)) aktiviteleri ile malondialdehit (MDA) düzeyleri spektrofotometrik olarak ölçüldü.Cd grubunda yer alan ratların ışık mikroskopik incelemesinde beyin dokusunda kortikal bölgede yeralan lamina granularis eksterna ve lamina piramidalis eksterna tabakalarındaki hücre sayısında belirgin azalma ile hipokampal bölgede yer alan nöron nükleuslarında hiperkromatik ve piknotik değişiklikler izlendi. Beyincik dokusunda ise stratum moleculare ve stratum granulosum tabakalarıyla beyaz cevherde herhangi histolojik bir değişiklik olmadığı, bununla birlikte purkinje hücre sayısında azalma olduğu tespit edildi. Biyokimyasal olarak ise Cd grubunun beyin hariç diğer dokularında SOD aktivitesinde artma ile tüm dokuların GSH-Px aktivitesi ve MDA düzeyinde de artış görüldü.Cd'nin rat beyin ve beyinciği üzerinde morfolojik ve biyokimyasal olarak hasar oluşturduğu; bu hasarların antioksidan etkili melatonin, kuersetin ve balık n-3 yağ asiti verilmesi ile kısmen engellenebileceği sonucuna ulaşıldı.

Cadmium is one of the toxic heavy metals, which was discovered in 1817. It is found in artificial fertilizers, cigarette smoke, batteries. Organisms are exposed to cadmium through air and water. It may accumulate in tissues since there is no specific cadmium elimination system in the body. Central nervous system is one the sites where chronic cadmium accumulation occurs. We investigated toxic effects of cadmium on rat cerebrum and cerebellum and protective effect of quercetin, fish omega-3 fatty acids and melatonin against these effects.52 wistar Albino male rats were divided into six groups: 1) Control group (1 mg/kg saline), 2) Cadmium group (1 mg/kg), 3) Cadmium (1 mg/kg) + Melatonin (25 mg/kg) group, 4) Cadmium (1 mg/kg) + Quercetin (270 mg/kg) group, 5) Cadmium (1 mg/kg) + fish n-3 fatty acid (400 mg/kg) group, 6) Cadmium (1 mg/kg) + Quercetin (270 mg/kg) + fish n-3 fatty acid (400 mg/kg) group. Melatonin was injected intraperitoneally, but all other reagents were administered intragastrically for six weeks.All rats were sacrificed under anesthesia at the end of the exposure period, cerebrums and cerebellums were removed. Left hemispheres of cerebrum and cerebellum from each rat were used for biochemical analysis and right hemispheres were used for morphological evaluation. After routine tissue preparation, cerebrum and cerebellum sections were stained with cresyl violet acetate. Activities of superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) and malondialdehyde (MDA) levels were determined spectrophotometrically.Light microscopic evaluation of the cadmium group revealed a marked decrease in the number of cells in external granular lamina and external pyramidal lamina of cerebral cortex along with picnotic and hyperchromatic changes in the nuclei of neurons in the hippocampal region. There was no histological change in stratum moleculare, stratum granulosum and white matter of cerebellar tissue, however, a decrease in the number of Purkinje cells was noted. SOD activity was found to be increased in cadmium group except cerebral tissue. GSH-Px activity and MDA levels were increased in all tissues in cadmium groupWe concluded that cadmium causes morphologic and biochemical injury in rat cerebrum and cerebellum; this injury may be partially prevented by giving antioxidant-acting quercetin, fish n-3 fatty acids and melatonin.