Deneysel glokom modelinde karotenoidin retina yapı ve fonksiyonu üzerine etkisi

Abstract

Glokom retinal gangliyon hücre ölümüyle seyreden, optik sinir nöropatisidir. Artmış göz içi basıncı (IOP) glokom için bir risk faktörüdür. Oksidatif ve nitratif stresin glokomun yol açtığı optik sinir hasarının karakteristiği olan nöronal ölümün gelişiminde rolü olduğu açıktır.Bu çalışmanın amacı Astaksantinin (ASX) IOP artışı varlığında retina üzerine olan, olası, koruyucu etkilerini elektrofizyolojik, biyokimyasal ve immünohistokimyasal yöntemlerle araştırmaktır. Bu projede ratlarda oluşturulan deneysel glokom modelinde nöroprotektif ve antioksidan bir karotenoid olan ASX'in retinal apoptozis, protein oksidasyonu, nitrik oksit sentaz-2 (NOS-2) ve glutatyon (GSH) düzeylerine olan etkisi araştırılmıştır.Çalışmamızda 46 adet wistar sıçan rastgele bölünerek 2 gruba ayrılmıştır. Birinci gruba 8 hafta süre ile intragastirik gavaj yoluyla 5 mg/kg/gün ASX uygulanırken, ikinci grupta yer alan ratlara deney süresince gavaj yoluyla 300 µl zeytinyağı verilmiştir. Her iki deney grubunda limbal venlerden köken alan üç dal, unilateral olarak oftalmik koter vasıtasıyla koterize edilmiştir. Koterizasyon yapılan gözde IOP artışı sağlanırken diğer göz kontrol grubu olarak çalışılmıştır. Deney süresinin sonunda sıçanların görsel uyarılma potansiyelleri (VEP) kaydedilmiş ve hayvanlar sakrifiye edilerek enükleasyon yapılmıştır. Deney gruplarından elde edilen gözler 4 gruba ayrılmıştır. 1. Kontrol grubu (K); 2. Astaksantin uygulanan grup (ASX); 3. IOP artışı sağlanan grup (IOP); 4. Göz içi basınç artışı sağlanan ve ASX uygulanan grup (IOP + ASX).Protein karbonil seviyeleri glokomlu retinalarda yüksek olarak bulunmuştur. Astaksantin uygulaması protein karbonil seviyelerini düşürmüştür. Retina dokusunda western blot analizi gerçekleştirilmiş ve glokomlu retinalarda NOS-2 ekspresyonu gözlenmiştir. Anlamlı düzeyde olmasa da GSH seviyelerinin glokomda azaldığı ve ASX'in GSH seviyelerini arttırdığı bulunmuştur. Bütün VEP komponentlerinde kontrol grubu ile karşılaştırıldığında IOP artışı grubunda uzamış latensler kaydedilmiştir. Göz içi basınç artışı grubuna ASX verilmesi VEP latenslerini önemli düzeyde kısaltmıştır. Retinal TUNEL boyaması IOP artışı grubunda apoptozis varlığını göstermiştir. Astaksantin uygulaması IOP artışı grubunda apoptotik hücre sayısını azaltmıştır.Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar reaktif oksijen ve nitrojen türlerinin glokomun patogenezindeki rolünü açıklığa kavuşturmuş, ASX uygulamasının koruyucu etkilerini göstermiştir.Anahtar kelimeler: Glokom, Astaksantin, VEP, GSH, Protein Karbonil, NOS-2

Glaucoma is an optic nerve neuropathy involving the death of retinal ganglion cells. Glaucoma leads to progressive loss of vision associated with optic nerve damage. Elevated intraocular pressure (eIOP) in the eye is a risk factor for glaucoma. Although the initiating causes leading to glaucoma are unknown, oxidative and nitrative stress appears to play a role in the progressive neuronal death that is characteristic of glaucomatous optic nevre damage.The aim of this study was to clarify the possible effect of astaxanthin ingestion on retina, by means of electrophysiological, biochemical and immunohistochemical parameters. The neuroprotective and antioxidant effect of ASX was determined by measuring retinal apoptosis, protein oxidation, nitric oxide synthase-2 (NOS-2) and glutathione (GSH) levels in an experimental rat model of eIOP.46 wistar rats randomly divided into two groups. The first group of rats were given 300 µl of olive oil while the second group received 5 mg/kg/day ASX desolved in olive oil for a period of 8 weeks. Intraocular pressure was elevated by unilaterally cauterizing three episcleral vessels. The unoperated eye in each rat served as control. At the end of the experimental period, visual evoked potentials (VEP) were recorded and rats were sacrificed. Enucleated globes were divided into 4 groups. 1. Control (K); 2. Astaxanthin treated group (ASX); 3. Elevated IOP group (eIOP), 4. Elevated IOP and ASX treated group (eIOP+ASX).Protein carbonyl levels were increased in rats with eIOP. Astaxanthin treatment reduce protein carbonyl levels. Western blot analysis carried out in retinal tissues showed increased NOS-2 expression in eIOP. Though not significant, GSH levels were decreased in rats with eIOP. Treatment with ASX elevated GSH levels in the retina. Larger latencies in all VEP components were observed in rats with eIOP compared to control. Astaxanthin treatment in eIOP significantly lowered VEP latencies. Retinal TUNEL staining showed the presence of apoptosis in eIOP. Astaxanthin treatment reduced apoptotic cells in rats with eIOP.The present data confirmed the role of reactive oxygen and nitrogen species and highlighted the protective effect of ASX in the pathogenesis of glaucoma.Key words: Glaucoma, Astaxanthin, VEP, Protein Carbonyl, NOS-2, Apoptosis