Karbon monoksidin görsel uyarılma potansiyelinin oluşumundaki rolü

Abstract

ÖZET Vücudun tüm hücrelerinde, heme molekülü hemoksijenaz (HO) enzimi tarafından oksidatif yolla biliverdine parçalanırken karbon monoksit (CO) oluşmaktadır. Açığa çıkan CO, nitrik oksit (NO) gibi bir nörotransmiterdir; ikincil haberci olarak döngüsel guanozin monofosfat (cGMP) yolağım kullanmaktadır. Karbon monoksit, sinir sisteminde cGMP bağımlı protein kinaz, Kca veya nükleotit kanalları yoluyla etki etmektedir. Bu çalışma, CO'nun görsel sistemdeki etki şeklini ve mekanizmasını aydınlatmak amacıyla planlanmıştır. Karbon monoksitin görsel sistemdeki rollerini ortaya koymak üzere spesifik yolak inhibitörleri ve aktivatörleri kullanılmıştır. Hemoksijenaz inhibitörleri kalay protoporfirin IX (SnPP IX) ve kan-beyin bariyerini geçemeyen çinko protoporfirin IX (ZnPP IX) uygulanarak santral ve periferik HO aktivitesi, dolayısıyla CO oluşumu inhibe edilmiştir. Çalışmamızda her grupta on sıçan olacak şekilde sekiz grup oluşturulmuştur: Kontrol grubu (K); HO aktivatörü Na-arsenit (75 umol/kg/ip) verilen grup (H); ZnPP IX (45 umol/kg/ip) verilen grup (ZP); SnPP IX (40 umol/kg/ip) verilen grup (SP); çözülebilir guanilat siklaz (sGC) inhibitörü 1H-[1,2,3] oxydiazolo [4,3-a] quinoxalin-1 one (ODQ) (2mg/kg/ip) verilen grup; sGC aktivatörü YC-1 (10 umol/kg/ip) verilen grup; ZnPP IX ve YC-l'in birlikte verildiği. grup (Z-YC); SnPP IX ve YC-1 'in birlikte verildiği grup (S-YC); Na-arsenit ile ODQ'nun birlikte verildiği grup (HODQ). inhibitor veya aktivatör maddeler enjekte edildikten sonra literatüre uygun seçilen bekleme süreleri sonunda VEP kayıtları alınmıştır. SnPP IX uygulanmasının, VEP komponentlerinden P3 latensini uzattığı, ZnPP IX'un ise böyle bir etkisinin olmadığı saptanırken; HO enzimini aktive etmek üzere verilen Na- arsenit'in P3'ü kısalttığı bulunmuştur. ODQ uygulanarak sGC'nin aktivitesinin engellendiği grup ile, CO oluşumu inhibe edilirken sGC'nin aktive edildiği S-YC, Z-YC gruplarında P3 bileşeninin latensinin uzadığı tespit edilmiştir. VEP'lerin diğer bileşenleri incelendiğinde; sadece Na-arsenit uygulanan grupta P2 latensinin kısaldığı gözlenmiştir. Ayrıca, Na-arsenit N2'yi kısaltmış; Na-arsenitle birlikte uygulanan ODQ N2'nin uzamasına neden olmuştur. Pl ve Nl'in latens değerlerinin ise uygulanan herhangi bir kimyasal maddeden etkilenmediği kaydedilmiştir. VEP'lerin interpik latenslerinden N2-P3'ün değerinin SnPP IX, ODQ ve SnPP IX+YC-1 uygulanmasıyla önemli olarak uzadığı; Nl-P2'nin ZnPP IX ile kısaldığı tespit edilmiştir. VEP'lerin ğenlMerinin ise etkilenmediği saptanmıştır. CO'nun görsel uyarılma potansiyellerini etkilediği ve görsel sistemdeki etkisini sGC aracılığıyla gösterdiği izlenmiştir. Anahtar sözcükler: Hemoksijenaz enzimi, karbon monoksit, çözülebilir guanilat siklaz, görsel uyarılma potansiyelleri IV

ABSTRACT The major source of endogenous carbon monoxide is heme oxygenase, a ubiquitously expressed protein that catalyzes the oxidative degradation of heme to biliverdin. CO may act as a neurotransmitter similar to nitric oxide, and is also an endogenous modulator in the sGC/cGMP signalling pathway. It acts via cGMP dependent protein kinase, a nucleotide- dependent or a Kca channel in the central nervous system. The purpose of this study is to determine the role of CO on visual system, and to define the mechanism of CO action. In order to achieve this purpose, rats were treated with specific inhibitors or activators. Tin protoporphyrin (SnPP DC) that can pass through blood-brain barrier (BBB); zinc protoporphyrin (ZnPP IX), the other inhibitor but that cannot pass through BBB, were injected intraperitoneally to inhibit heme oxygenase. Rats were divided into eight groups, each consisting of ten rats as follows; Control group (C); heme oxygenase activator Na- arsenite (75 umol/kg/ip) administered group (H); ZnPP IX (45 umol/kg/ip) administered group (ZP); SnPP IX (40 umol/kg/ip) administered group (SP); soluble guanylate cyclase (sGC) inhibitor ODQ (2mg/kg/ip) administered group; sGC activator YC-1 (10 umol/kg/ip) administered group; ZnPP IX + YC-1 administered group (Z-YC), SnPP DC + YC-1 administered group (S-YC); Na-arsenit + ODQ administered group (HODQ). VEP recordings from the rats were obtained after a period, consistent with previous studies. The administration of SnPP DC significantly prolonged P3 latencies of VEPs', but it was undetectable that ZnPP DC causes such an effect as SnPP DC. Heme oxygenase activator Na-arsenit shortened the latency of P3 component. ODQ that inhibites sGC activity, gave rise to delay the P3 components of rats. It was reported that latencies of P3 were also prolonged in Z-YC and S-YC groups which were given ZnPP DC + YC-1 and SnPP DC+ YC-1. P2 and N2 components were significantly shortened only in the Na- arsenit administered rats in H group. Additionally, the latencies of N2 were prolonged by administration of Na-arsenite and ODQ in HODQ group. PI and Nl components of VEPs were unaffected by the administration of any of the inhibitors or activators. Only the interpeak latencies for N2-P3 and N1-P2 components were different between the groups. SnPP DC, ODQ and SnPP DC+ YC-1 administration significantly prolonged N2-P3 latencies in SP, ODQ and S-YC groups, respectively, and Nl-P2s latency was shortened by ZnPP DC administration in ZP group. The amplitudes of all VEP components were unaffected by inhibitor / activator administration. According to these results; endogenous CO, produced by reaction of HO, effects visual evoked potentials, and its affect on visual system is mediated by sGC. Key words: Heme oxygenase, carbon monoxide, soluble guanylate cyclase, visual evoked potentials.