Egzersizin sıçan beyninde oksidan antioksidan denge üzerine etkilerinin araştırılması.

Abstract

LKAY AKSUFizyoloji Doktora TeziEgzersizin Sıçan Beyninde Oksidan-Antioksidan Denge Üzerine EtkilerininAraştırılmasıEgzersizin pek çok sistem üzerine olumlu etkileri bilinmektedir. Akut egzersiz çeşitlidokularda oksidan ve antioksidan düzeyleri arasında dengesizlik yaratarak oksidan stresoluşturmaktadır. Düzenli egzersiz ise antioksidan savunmayı güçlendirmektedir. Egzersizinbeyinde oksidan strese yol açıp açmadığını inceleyen çalışmalar yetersizdir. Bu çalışmada,farklı şiddetlerde yapılan akut ve kronik koşu bandı egzersizinin; glukokortikoidlerin etkilerininyoğun olarak gözlendiği hipokampus, dopaminerjik nöronların sonlanma bölgeleri olanprefrontal korteks ve striatumda oksidan-antioksidan denge üzerine etkilerinin incelenmesiamaçlanmıştır.Bu çalışmada 22 haftalık erkek Sprague Dawley sıçanlar kullanılmıştır. 10 m/dakika, 15m/dakika, 20 m/dakika hızda 1 saat ve 25 m/dakika 5° eğimde tükeninceye kadar akut koşubandı egzersizi yaptırılmıştır. Kronik egzersiz gruplarına ise 10 m/dakika, 15 m/dakika,20m/dakika hızda günde 1 saat, haftada 5 gün ve toplam 8 hafta süreyle koşu bandıegzersizi yaptırılmıştır. Akut ve kronik egzersiz deneylerinde ellenmemiş sıçanlardan oluşankontrol grubu ve koşu bandına koyulup egzersiz yapmayan sıçanlardan oluşan kontrol grubukullanılmıştır. Hipokampus, prefrontal korteks ve striatum bölgeleri çıkarılarak süperoksitdismutaz, glutatyon peroksidaz enzim aktiviteleri, nitrit-nitrat ve tiyobarbitürik asitlereaksiyona giren maddelerin değerleri ölçülmüştür. Sonuçlar SPSS programında nonparametrik Kruskal-Wallis tek yönlü varyans analizi kullanılarak değerlendirilmiştir.Akut egzersizle glutatyon peroksidaz, tiyobarbitürik asitle reaksiyona giren maddeler venitrit-nitrat değerleri her üç beyin bölgesinde de değişmezken, striatumda süperoksiddismutaz enzim aktivitesi hızlı koşan grupta artmış bulunmuştur. Kronik egzersizletiyobarbitürik asitle reaksiyona giren maddeler ve nitrit-nitrat değerleri değişmezken,hipokampusta süperoksit dismutaz aktivitesi 10 ve 15 m/dakika hızda koşan gruplardaazalmış, prefrontal kortekste glutatyon peroksidaz aktivitesi ellenmiş grupta kontrole göreartmış bulunmuştur. Sonuç olarak; akut ve kronik egzersizin prefrontal korteks, striatum vehipokampusta oksidan strese neden olmadığı, kronik egzersizin hipokampusta muhtemelensüperoksit radikali oluşumunu azaltarak olumlu etki gösterdiği ileri sürülebilir.Anahtar sözcükler: egzersiz, oksidan stres, prefrontal korteks, striatum, hipokampus,koşu bandı egzersizi.6

ABSTRACTThe Effects Of Exercise On The Oxidant-Antioxidant Balance In Rat Brain.lkay AksuIt is known that exercise has a positive effect on many systems. Acute exercise causesoxidant stress by creating an unbalanced status between oxidant and antioxidant levels by acuteexercise. It is also known that exercise strengthens antioxidant defense. There is little evidencethat exercise causes oxidant stress in brain. In this study, different intensity of acute and chronicexercise were applied and it was intended to reveal the effect of acute and chronic treadmillexercise on the oxidant-antioxidant equilibrium, in the prefrontal cortex and striatum where thedopamimergic neurons end and in the hippocampus, the target region of the glucocorticoids.In this study, 22-week old Sprague Dawley rats were used. Rats were run on treadmill for1 hour a day on speeds 10 m/min, 15 m/min, 20 m/min consequently and 25 m/min against 5degree inclination upwards until exhaustion. In chronic exercise groups, they were run ontreadmill for 1 hour a day on speeds 10 m/min, 15 m/min, 20 m/min consequently, 5 days a weekfor 8 weeks. In acute and chronic exercise experiments, two control groups were used. The firstcontrol group was the non-handled group which the rats were not exposed to handling stress.The second control group included the rats which were put on the treadmill without being forcedto run. Hippocampus, prefrontal cortex and striatum regions were extracted and the superoxidedismutase, glutathione preoxidase enzyme activity, nitrite-nitrate levels and the levels of thesubstances that react with thiobarbituric acid were measured. Results were interpreted byKruskal-Wallis one-way variance analysis using SPSS software.In none of these three regions of the brain, glutathione preoxidase, substances that reactwith thiobarbituric acid and nitrite-nitrate levels were found to be effected by acute exercise butsuperoxide dismutase enzyme activity in striatum was found to be increased in the chronic 20m/min group. By chronic exercise, levels of substances that react with thiobarbituric acid andnitrite-nitrate were not found to be effected, superoxide dismutase enzyme activity in thehippocampus was found to be decreased in the group of 10-15 m/min running speed andglutathione preoxidase activity in the prefrontal cortex were found to be increased in the handledgroup -exposed to the handling stress- compared to the control group. In conclusion, neitheracute nor chronic exercise were found to cause oxidant stress in prefrontal cortex, striatum andhippocampus, but chronic exercise was found to have a probable positive effect on oxidant stressby decreasing the formation of superoxide radicals.Key words: exercise, oxidant stress, prefrontal cortex, striatum, hippocampus, treadmill exercise.7