Deneysel parkinson modelinde dokosaheksaenoik asit (DHA)`in koruyucu etkisinde hem oksijenaz enziminin rolü

Abstract

Parkinson hastalığı (PH), substantia nigra (SN)'deki dopaminerjik nöronların dejenerasyonu ile oluşan bir hastalıktır. Klinikte görülen belirtileri tremor, rijidite, bradikinezi ve postural bozukluktur. Dokosaheksaenoik asit (DHA) nöronların hücre zarında bulunan, nöron fonksiyonları için gerekli olan bir yağ asitidir. Parkinson gibi nörodejeneratif hastalıklarda yağ asitlerinin konsantrasyonunda azalma meydana gelmektedir. 1-Methly-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) ile oluşturulan deneysel Parkinson modelinde tedaviye yardımcı olarak DHA uygulamasının koruyucu etkisinde hem oksijenaz enzimlerinin rolünü tespit etmek amacıyla bu çalışma planlanmıştır. 3 aylık C57BL/6 erkek fareler kontrol (K), DHA uygulanan (D), MPTP ile Parkinson modeli oluşturulan (P) ve DHA+MPTP verilen Parkinson modeli (DP) olmak üzere rastgele dört gruba bölünmüştür. DHA 36 mg/kg/gün dozunda mısır özü yağında çözülerek 30 gün boyunca tedavi (D ve DP) gruplarına gavajla uygulanmıştır. DHA uygulamasının 23. gününde ise MPTP toksini P ve DP gruplarına iki saat aralıklarla 4x20 mg/kg dozunda intraperitonel olarak verilmiştir. Parkinson oluşturulmasının 7.gününde farelerin motor aktiviteleri lokomotor aktivite kafesi ve rotarod testleri ile değerlendirilmiştir. SN, biyokimyasal ve immunohistokimyasal parametreler için çıkarılmıştır. SN'deki tirozin hidroksilaz (TH) hücre kayıpları ise TH immunoreaktif hücrelerin immunohistokimyasal analizi ile tespit edilmiştir. Bcl-2, Bax, HO-2, Nrf-2 proteinlerinin yoğunluğu immunohistokimyasal analiz ile değerlendirilmiştir. HO-1 ve HO-2 protein miktarları western blot ile tespit edilmiştir. Motor koordinasyon ve denge göstergesi olan rotarod testi 40 rpm'de Parkinson modelinde çubukta (rodta) kalma sürelerin kontrole göre kısaldığı, DHA uygulanan Parkinson grubunda ise bu sürenin uzadığı saptanmıştır. Lokomotor aktivite göstergesi olan toplam lokomotor aktivite, ambulatuvar hareket ve toplam mesafenin Parkinson grubunda azaldığı, DHA uygulamasının ise bu parametrelere düzeltici etki gösterdiği bulunmuştur. Bradikinezinin şiddetini gösteren çubuk testinde hayvanların geri dönüş ve total iniş sürelerinin Parkinson modelinde uzadığı, DHA uygulamasının Parkinson modelinde uzayan süreleri kısalttığı bulunmuştur. Kaspaz-3 aktivitesinin P grubunda kontrole göre arttığı tespit edilmiştir. SN'de TH içeren nöron sayıları incelendiğinde TH pozitif hücre sayısı Parkinson grubunda %75 azalmış, DP grubunda ise bu azalmanın %50 olduğu gözlenmiştir. Bax ve Bcl-2 ekspresyonunun P ve DP grubunda arttığı bulunmuştur. Nrf2 ekspresyonunun P grubunda arttığı DP grubunda ise azalma eğilimi gösterdiği görülmüştür. HO-1 ve HO-2 protein miktarlarının DP grubunda P grubu ile kıyaslandığında azaldığı bulunmuştur.Bu çalışmanın sonuçları MPTP ile oluşturulan deneysel Parkinson modelinde DHA uygulamasının dopaminerjik nöronları apoptoza karşı koruduğu, HO-1 ve HO-2 ekspresyon düzeylerinin bu korumada etkili olabileceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Hem oksijenaz, Dokosahekzaenoik asit, Nüklear faktör-E2- ilişkili faktör 2, Parkinson

Parkinson's disease (PD) is characterized by degeneration of the dopaminergic neurons in substantia nigra (SN). Its major clinical symptoms are tremor, rijidity, bradykinesia and postural instability. Docosahexaenoic acid (DHA) is an essential fatty acid for neural functions that resides within the neural membrane. A decline in fatty acid concentration is observed in case of neurodegenerative diseases such as PD. The present study is designed to investigate the role of heme oxygenase enzyme in protective effect of DHA administration in experimental Parkinson model elicited by 1-Methly-4-phenyl-1,2,3,6- tetrahydropyridine (MPTP).Three-month old male C57BL/6 mice were randomly divided into 4 groups as: Control (C), DHA-treated (D), MPTP-induced PD (P) and DHA-treated PD (DP). DHA dissolved in corn oil was administered daily (36 mg∙kg-1∙day-1) by oral gavage to D and DP groups for 30 days. On the 23rd day of the DHA administration, the neurotoxin MPTP was intraperitoneally injected at a dose of 4x20mg∙kg-1 at 2-hr intervals.Motor activities of mice were evaluated by locomotor cage and rotarod test on the 7th day of the utilization of Parkinson model. SN tissues were obtained for biochemical and immunohistochemical analyses. The loss of the cells in SN was detected by the immunohistochemical analysis of the tyrosine hydroxylase (TH)-immunopositive cells. The intensities of the Bcl-2, Bax, HO-2, Nrf-2 proteins were determined by immunohistochemistry, while HO-1 ve HO-2 protein levels were assayed by western blot.As an indicator of motor coordination and balance, the rotarod test at 40 rpm showed that MPTP-treated animals exhibited shorter time on the rotating rod mill which was significantly increased by DHA treatment in DP group. The total locomotor activity, ambulatory movement and total distance were decreased in P group; whereas, they were improved upon DHA treatment. The results of the pole test indicating the intensity of the bradykinesia showed that the return time and the total down time were increased in P group, while DHA treatment significantly shortened both parameters.Compared to the control, increased caspase 3 activity was found in P group. The increased activity of caspase 3 was attenuated but not significantly decreased in DP group. The number of TH-positive cells in SN was significantly reduced in P group; whereas, the reduction was found to be 50% in cells DP group. The Bcl-2 and Bax expressions were increased in P and DP group. The upregulated expressions of Nrf2 was observed in P group; whereas, its expression was down-regulated in DP group. The increased HO-1 and HO-2 protein levels were detected in P group compared with DP.The results of the present study indicate the protective effect of DHA administration on dopaminergic neurons in MPTP-induced experimental Parkinson model. Furthermore, the pathways of HO-1 and HO-2 are partly involved in this protective mechanism.In apoptotic pathway, DHA has protective effects on dopaminergic neurons in MPTP-induced experimental Parkinson model. HO-1 and HO-2 expression levels could be effective on this mechanism of protection.Key Words: Heme oxygenase, Docosahexaenoic acid, Nuclear factor E2- related factor 2, Parkinson