Streptozotosin diyabeti oluşturan ratlarda protein oksidasyonunun değerlendirilmesi

Abstract

ÖZET Amaç: Bu çalışma, streptozotosin (STZ) ile oluşturulan rat diyabet modeli üzerinde, diyabet komplikasyonlarından sorumlu tutulan AGE oluşumu ile oksidatif ve karbonil stresi araştırmak ve ayrıca güçlü bir antioksidan olan melatonin (MEL)'in bu mekanizmalarla etkileşimini değerlendirmek amacıyla yapıldı. Gereç ve Yöntem: Kontrol, MEL, STZ ve STZ-MEL olmak üzere her biri on Sprague Dawley rat içeren dört çalışma grubu oluşturuldu. STZ ve STZ-MEL gruplarında, tek doz 50 mg/kg STZ ile diyabet oluşturuldu. MEL ve STZ-MEL gruplarına 42 gün boyunca her gün ip olarak 25 mg/kg dozunda MEL uygulandı. Çalışma süresince ratlar her hafta tartıldı ve O.gün ve bir hafta arayla toplanan idrar örneklerinde ve on beş günde bir alınan kan örneklerinde glukoz ölçümü yapıldı. Ayrıca, çalışma bitiminde ratlardan alınan kan örneklerinde HbAlc tayini yapıldı. Çalışma sonunda elde edilen plazma ve karaciğer doku örneklerinde oksidatif ve karbonil stresin göstergesi olarak kabul edilen protein karbonil bileşikleri (PCC) ve tiyol düzeyleri ölçüldü. Ayrıca, doku örneklerinde AGE prekürsörlerinden olan MGO düzeyleri ile glioksalaz (GLO) detoksifikasyon sistemini oluşturan GLO I ve GLO II aktiviteleri tayin edildi. Bulgular: STZ ve STZ-MEL gruplarında, çalışma süresince kan ve idrar glukoz düzeylerinin sürekli yüksek kaldığı, giderek daha fazla idrar çıkaran ratların haftalar içerisinde zayıfladığı belirlendi. Çalışma tamamlandığında, STZ grubunda yüksek bulunan doku ve plazma PCC düzeylerinin, STZ-MEL grubunda MEL etkisiyle düştüğü; buna karşılık diyabetik ratlarda düşük bulunan plazma ve doku tiyol düzeylerinin MEL varlığında yükseldiği gözlendi. Benzer şekilde, STZ grubunda doku MGO düzeyleri yüksek ve GLO I ile GLO II aktiviteleri düşük bulunurken; STZ-MEL grubuna uygulanan MEL'in MGO düzeylerini düşürdüğü, buna karşılık enzim aktivitelerini artırdığı belirlendi.Sonuç: STZ ile oluşturulan diyabet modelinde, yüksek PCC ve düşük tiyol düzeyleriyle yansıtıldığı gibi, diyabetik şartlarda oksidatif ve karbonil stresin oluştuğu belirlendi. Yüksek MGO düzeylerinin yanı sıra, GLO detoksifikasyon sisteminin baskılanmış bulunması da, diyabette AGE oluşumunun kaçınılmaz olduğunu gösterdiğinden; diyabet komplikasyonlannı, kısmen de olsa, önleyebilmek amacıyla diyabetik hastalarda MEL gibi antioksidanlann kullanımı önerilebilir. Anahtar kelimeler: Diyabet, glioksalaz, karbonil stres, melatonin, metilglioksal, oksidatif stres, protein oksidasyonu, streptozotosin. VI

THE EVALUATION OF PROTEIN OXIDATION IN THE RATS WHICH INDUCED BY STREPTOZOTOCIN ABSTRACT Aim: This study was performed to investigate AGE formation, oxidative stress and carbonyl stress which are thought to be responsible of diabetic complications, on the diabetic rat model induced by streptozotocin (STZ), and also to evaluate the interaction of melatonin (MEL), a powerful antioxidant drug, with these mechanisms. Materials and methods: Four study groups, each qf containing ten Sprague Dawley rats, were defined as control, MEL, STZ and STZ-MEL. STZ and STZ-MEL groups were made diabetic by single 50 mg/kg dose of STZ. MEL, 25mg/kg, was daily intraperitoneally administrated to MEL and STZ-MEL groups for 42 days. During the study, the rats were weighed weekly. Blood and 24 H urine samples were collected at the beginning and at the end of the study, and also once in two weeks and weekly, respectively. Glucose measurements were made in these specimens; in addition, A1C was measured in the last blood samples. At the end of the study, protein carbonyl compounds (PCC) and thiol levels, accepted as a marker of oxidative stress and carbonyl stress, were measured both in plasma and liver tissue samples. The levels of methylglyoxal (MGO), one of the AGE precursors, and the activities of glyoxalase I (GLO I) and GLO II enzymes, members of glyoxalase detoxification system, were also determined in only tissue samples. Results: Blood and urine glucose levels were lasting high and rats those excreting gradually more urine lost weigh during the study. At the end of the study, both plasma and tissue PCC levels, higher in STZ group, were found to be lower by the effect of MEL in STZ-MEL group. On the other hand, the decreases in both plasma and tissue thiol levels in diabetic rats were found to be higher in the presence of MEL in STZ-MEL group. Similarly, STZ group has been shown to have higher tissue MGO levels and lower GLO I and GLO II activities; but MEL treatment suppressed high levels of MGO and increased en2yme activities in STZ-MEL group. vnConclusion: It has been shown in STZ-induced diabetic model that there is an oxidative stress and carbonyl stress in diabetic conditions, as reflected by high PCC and low thiol levels. Addition to high MGO levels, the suppression of GLO detoxification system indicates that AGE formation in diabetes is inevitable. Therefore, the usage of antioxidants such as MEL may be suggested to prevent diabetic complications, at least partly, in diabetic patients. Key words: Carbonyl stress, diabetes, glyoxalase, melatonin, methylglyoxal, streptozotocin, oxidative stress, protein oxidation. vm