İnsan osteoblast hücrelerinde kadmiyum ile oluşturulan toksisiteye karşı d vitamini ve hormonların etkisi

Abstract

Osteoporoz düşük kemik kitlesi gelişimine bağlı olarak kemik mikromimarisinde bozukluk, kemik frajilitesinde ve kırık riskinde artış ile karakterize edilen sistemik bir iskelet sistemi hastalığıdır. Patolojisinde genetik ve çevresel faktörler rol oynadığından dolayı multifaktöriyel bir hastalık olarak değerlendirilmektedir. Endüstri ve sanayide yaşanan gelişmeler hayatımızı kolaylaştırmasına rağmen akut-kronik maruziyetler sonucunda kalıcı ve kalıcı olmayan hasarlar ortaya çıkabilmektedir. Yapılan popülasyon çalışmaları sonucunda endüstrisi ve sanayisi gelişmiş ülkelerin ilerleyen yaş popülasyonlarında, osteoporoz görülme riskinin giderek arttığı görülmektedir.Kadmiyum, fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı sanayi ve endüstride Sanayi Devrimi'nden bu yana kullanılan bir ağır metaldir. Sanayinin gelişmesine bağlı olarak atıkların çoğalması ve kontrolsüz olarak doğaya salınması kadmiyum maruziyet oranını arttırmaktadır. Çevresel maruziyet düşük dozda ve yavaş olarak gerçekleşirken, mesleki maruziyet yüksek dozda görülmektedir. Kadmiyum, toprak ve havaya kolaylıkla karışabildiğinden dolayı oral yolla veya inhalasyon yolu ile vücuda alınarak çeşitli moleküler mekanizmalarla akciğer, kemik ve böbrek gibi birçok vital organı etkilemektedir. Yapılan bu tez çalışmasında kadmiyumun hedef organları arasında yer alan kemik dokusu hücreleri olan osteoblast hücrelerinde gerçekleşen kadmiyum toksikasyonuna karşı hormonlar (androjen ve östrojen) ve 1,25(OH)2D vitamini etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.Yapılan çalışmada hFOB 1.19 osteoblast hücrelerine 72 saat CdCl2 uygulanmasının ardından 72 saat boyunca gruplara 17β-estradiol, 5α-androstan, 1,25(OH)2D vitamini ve 17β-estradiol+5α-androstan+1,25(OH)2D vitamini uygulanmıştır. Diğer gruplara da 72 saat boyunca 17β-estradiol, 5α-androstan, 1,25(OH)2D vitamini ve 17β-estradiol+5α-androstan+1,25(OH)2D vitamini uygulanması sonrası 72 saat boyunca CdCl2 uygulanmıştır. Ardından osteoblast hücrelerinde alkalen fosfataz, androjen reseptör, östrojen reseptör, vitamin D reseptör, osteokalsin ve osteoprotegerin miktarları ile adezyon ve proliferasyonu belirlemek üzere analizler gerçekleştirilmiştir.Çalışma sonucunda osteoprotegerin ve osteokalsinin miktarlarına bakarak, Cd toksisitesine karşı, 17β-estradiol ve 5α-androstan ile 1,25(OH)2D vitaminin osteoporozda koruyucu ve tedavi edici olabileceği belirlenmiştir. Ayrıca östrojen reseptör ve androjen reseptörün Cd toksisitesine bağlı osteoporoz gelişiminde önemli rol oynayabileceği ortaya konmuştur.

Osteoporosis is a systemic skeletal system disease characterized by impaired bone microarchitecture, increased bone fragility and increased fracture risk due to low bone mass development. Because of the role of genetic and environmental factors in pathology, it is considered as a multifactorial disease. Although industrial developments facilitate our lives, permanent and non-permanent damage can occur as a result of acute-chronic exposures. As a result of population studies, the risk of osteoporosis is increasing in the aging populations of industrialized and industrialized countries.Cadmium is a heavy metal that has been used since the Industrial Revolution in industry and industry due to its physical and chemical properties. Depending on the development of the industry, the proliferation of wastes and uncontrolled release into the environment increases the cadmium exposure rate. Occupational exposure is seen at high doses, while environmental exposure occurs at low doses and slowly. Since cadmium can easily mix with soil and air, it is taken orally or by inhalation to affect many vital organs such as lung, bone and kidney by various molecular mechanisms. In this thesis, it is aimed to evaluate the effects of 1,25 (OH) 2D vitamins and hormones (androgen and estrogen) against cadmium toxication in osteoblast cells, which are the bone tissue cells of cadmium target organs.In the study, 17β-estradiol, 5α-androstane, 1,25(OH)2D vitamin and 17β-estradiol + 5α-androstane + 1,25 (OH)2D vitamin were administered to the groups for 72 hours after 72 hours of CdCl2 administration to hFOB 1.19 osteoblast cells. Other groups received CdCl2 for 72 hours after 17β-estradiol, 5α-androstane, 1,25(OH)2D vitamin and 17β-estradiol + 5α-androstane + 1,25 (OH)2D vitamin were administered for 72 hours. Subsequently, analyzes were performed to determine of adhesion and proliferation, alkaline phosphatase, androgen receptor, estrogen receptor, vitamin D receptor, osteocalcin and osteoprotegerin in osteoblast cells.As a result of studies, it has been determined that 17β-estradiol and 5α-androstan and 1,25(OH)2D vitamin, which are defined as sex steroids against Cd toxicity, may be protective and therapeutic in osteoporosis by considering the amounts of osteoprotegerin and osteocalcin which play important roles in bone metabolism. It has also been shown that estrogen receptor and androgen receptor may play an important role in the development of osteoporosis due to Cd toxicity.