Ratlarda formaldehit inhalasyonunun sinir sistemi üzerindeki etkisinin morfolojik ve biyokimyasal yöntemlerle incelenmesi

Abstract

Amaç: Formaldehit (FA) gerek kimyasal yapısı gerek dokulardaki etkileşimi sonucu çeşitli sistem organlarını olumsuz etkilemektedir. Çalışmamızda TUNEL işlemi ile dokulardaki apoptotik hücre sayı indeksini inceleyerek ve düşük doz ile yüksek doz formaldehite subkronik olarak maruz bırakılan sıçanlarda, BDNF ve S100B proteinlerinin hem morfolojik yöntemlerle hem de doku ve serum elisasında düzeylerine bakılarak FA'nın etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmamızda kontrol grubu (266,88 gr±12,66) (N: 8), düşük doz FA (257,29 gr±5,42) (N: 8) ve yüksek doz FA (239,40 gr±35,28) (N: 8) inhale ettrilen grup olmak üzere toplamda 24 adet Wistar albino türü sıçan kullanılmıştır. Kontrol grubuna (K.G.) sadece normal hava verilirken düşük doz deney grubu (D.D.G.) için ortalama 1ppm, yüksek doz deney grubu (Y.D.G.) için ise ortalama 10 ppm FA inhale ettirilmiştir. Deneyde hayvanlar, FA'ya haftanın 5 günü, günlük 4'er saat olacak şekilde toplamda 12 hafta boyunca maruz bırakılmışlardır. Deney sonunda hayvanlar sakrifiye edilerek kanları ve beyin dokuları alınmıştır. Her hayvanın bir hemisferi morfolojik çalışma için diğer hemisferi biyokimya için ayrılmıştır. Morfolojik çalışmada dokuda hemotoksilen- eozin boyaması ile immünohistokimyasal analizi yapılmıştır. İmmünohistokimya için beyin dokusunun ilgili bölümlerinde (cortex, thalamus ve hippocampus) BDNF ve S100B proteinlerinin ekspirasyonuna ve apoptotik hücre sayı indeksine bakılmıştır. Biyokimya analizinde de serumda ve beyin dokusunda belirlenen bölgelerde (cortex, thalamus ve hippocampus) BDNF ile S100B proteinlerinin seviyelerine bakılmıştır. Bulgular: Çalışmamızda yüksek doz FA inhale ettirilen hayvanların ağırlıklarında K.G. ve D.D.G. hayvanların ağırlıklarına göre anlamlı azalma görülmüştür (p˂0,05). İmmünohistokimyasal analizde BDNF işaretlemesine bakıldığında cortex'te K.G. ile D.D.G. arasında anlamlı bir fark tespit edilmiştir (p˂0,05). Thalamus'ta ve hippocampus'te ise K.G. ile hem D.D.G. hem de Y.D.G. arasında anlamlı farklılık gözlenmiştir (p˂0,05). Aynı şekilde immünohistokimya analizinde cortex'te S100B işaretlemesinde, Y.D.G. ile K.G. ve D.D.G. arasında anlamlı bir farklılık bulunmuştur (p˂0,05). Thalamus ve hippocampus'te ise D.D.G. ile Y.D.G. arasında anlamlı farklılık tespit edilmiştir (p˂0,05). Serum ve dokuda BDNF ile S100B elisa testlerinde hiçbir grupta anlamlı bir farklılık bulunmamıştır (p˃0,05). Sonuç: Çalışmamızda, hem morfolojik hem biyokimyasal analizlerden elde ettiğimiz sonuçlar çerçevesinde sağlıklı beyin dokusunda BDNF değerleri, hasarın fazla olduğunu düşündüğümüz Y.D.G.'de ise S100B değerleri daha yüksek bulunarak, FA'nın beyin dokusu üzerindeki hasarını nöronal ölümün yanısıra protein düzeyinde de olabileceği gösterilmiştir. Böylece FA'nın beyin dokusu üzerinde ciddi hasara yol açabileceği tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Formaldehit, BDNF, S100B, rat

Purpose: Formaldehyde (FA) has a negative effect on various system organs as a result of its chemical structure and its interaction in tissues. The aim of this study was to investigate the effect of FA on both BDNF and S100B proteins in rats with subchronic exposure to low and high dose formaldehyde by morphological methods, their levels in tissue and serum ELISA levels by examining the apoptotic cell number index in tissues using TUNEL procedure.Method: In our study, the control group (266,88 g ± 12,66) (N: 8), low dose FA (257,29 g ± 5,42) (N: 8) and high dose FA (239,40 g ± 35,28) (N: 8) a total of 24 Wistar albino rats were used. Control group (C.G) inhaled only air, low dose experimental group (L.D.G) inhaled an average of 1ppm and high dose group (H.D.G) inhaled an average of 10ppm FA. In the experiment, animals were exposed to FA for 4 hours per day, 5 days per week a total of 12 weeks. At the end of the experiment, animals were sacrificed and blood and brain tissues were taken.One hemisphere of each animal is reserved for biochemical studies and other for morphological studies. Immunohistochemical analysis with hemotoxylin-eosin staining was perfomed as morphological study. The expiration rates of BDNF and S100B proteins and the apoptotic cell number index was examined in the relevant sections of brain tissue (cortex, thalamus and hippocampus). In biochemical analysis, the levels of BDNF and S100B proteins were determined in serum and in identified brain tissues (cortex, thalamus and hippocampus).Results: In our study there was a significant decrease of weight in animals that inhaled high dose FA in relative to the weights of C.G and L.D.G (p<0,05). In immunohistochemical analysis, when the BDNF labeling was examined, a significant difference was found between C.G and L.D.G (p˂0,05). For thalamus and hippocampus, significant differences was observed between C.G and L.D.G as well as H.D.G. (p<0,05). Similarly in immunohistochemical analysis, the S100B labeling of cortex was found to be significantly different between H.D.G and C.G as well as L.D.G (p˂0,05). For thalamus and hippocampus a significant difference was found among L.D.G and H.D.G. (p<0,05). No significant difference was found in BDNF and S100B ELISA tests in serum and tissue (p>0.05). Conclusion: In our study, BDNF protein levels was found to be high in healthy brain tissues in both morphological and biochemical studies. In contrast, on brain tissues that belongs to H.D.G which we considered as damaged at high rate, the S100B levels were found higher. It has been shown that FA's damage to the nervous system may be due to damage on protein level as well as neuronal death. Therefore, FA has been found to cause serious damage to nervous system.Key words: Formaldehyde, BDNF, S100B, rat