Etanolün koklear nukleus üzerine olan etkileri

Abstract

IV ÖZET ETANOLUN KOKLEAR NUKLEUS ÜZERİNE OLAN ETKİLERİ Mehmet BOŞNAK, Doktora Tezi Ondokuz Mayıs Üniversitesi Samsun, Eylül 1999 Organizmada meydana gelen toksisite sonucu açığa çıkan serbest radikallerin, organlarda hasara sebep oldukları bilinmektedir. Redükte glutatyon (GSH) ve total tiol (-SH) beyin dokusundaki en önemli antioksidan maddelerdendir. Akut etanol (ETOH) alımı beyindeki GSH ve total tiol düzeylerinde belirgin azalmalar meydana getirmektedir. Etanolun merkezi sinir sisteminde meydana getirdiği toksik etkilerin birkaçından lipid peroksidasyon (TBARS) sorumlu olabilir. Bir çok klinik ve deneysel çalışma Vitamin E uygulanmasının alkolün neden olduğu toksititeyi azalttığını ve lipid peroksidasyonunu duraklattığım ileri sürmektedir. ETOH ve Vitamin E'nim koklear nukleus dahiL periferik işitme sisteminin önemli elemanlarının yer aldığı beyin sapı üzerine ve koklear nukleus hücre sayısına etkisi ilk defe bu çalışmayla araştırıldı. Biyokimyasal grupların (8 grup) her birinde 10, histolojik grupların (8 grup) her birinde ise 5 adet olmak üzere bu çalışmada toplam 120 adet erkek albino Wistar sıçan kullanıldı. Sıçanlar; Grup I (Kontrol (su)), Grup Ie (Kontrol (su) + Vitamin E), Grup II (%10'luk ETOH), Grup He (%10 ETOH+Vitamin E.), Grup m (%25'lik ETOH), Grup Ele (%25'lik ETOH+Vitamin E.), Grup IV (%35'ük ETOH) ve Grup IVe (%35'lik ETOH+Vitamin E.) şeklinde gruplandınldı. Dört gruba (Grup Ie, He, ille ve IVe) 100 mg/kg/gün şeklinde intraperitoneal olarak vitamin E uygulandı. Yirminci günün sonunda biyokimyasal gruptaki sıçanların kafaları kesilerek oksijenlenmiş yapay beyin solüsyonu içerisinde kafatasmdan beyinleri çıkarıldı. Beyin sapları; beyin hemisferleri ve beyincikten ayrılarak homojenizasyon işlemlerinden geçirildi Bu homojenatlarda GSH (nmol/mg yaş doku proteini), total tiol (umol/mg yaş doku proteini) ve TBARS (nmol/mg yaş doku proteini) düzeyleri ölçüldü. Histolojik gruptaki sıçanlar ise intrakardiyal yoldan perfüze edilerek fiksasyon işlemlerine tabi tutuldu ve koklear nukleusu ihtiva eden beyin sapı beyincikten ayrılmadan glikolmetakrilat gömme ortamına gömüldü. Elde edilen bloklardan 40uxn kalınlığında kesitler alındı. Daha sonrakesitlerdeki koklear nukleus bölümlerinde (sağ - sol VCN ve DCN) en az hata ile doğru sonuç verebilen bir stereolojik teknik olan optik fraksiyonlama metodu ile hücre sayımı yapıldı. Biyokimyasal ölçümler sonucunda; kontrol grubu ile %10, %25 ve %35'lik konsantrasyonlarda ETOH alan sıçanların beyin sapı GSH düzeyleri sırasıyla; 5.36 ± 0.59, 3.23 ± 0.80, 2.06 ± 0.52 ve 1.14 ± 0.79 (Ort. ± SD) olarak bulundu. ETOH + Vitamin E (100 mg/kg/gün; Lp.) uygulanan tüm gruplardaki GSH düzeyleri kontrole göre düşük [Grup le, He, Hie ve IVe'de sırasıyla; 6.51 ± 0.52, 4.41 ± 0.75, 4.40 ± 0.46 ve 4.53 ± 0.61] olmasına rağmen ETOH gruplarına göre daha yüksekti (pO.05). Grup I ve Grup Ie'de total tiol miktarları; 1.17 ± 0.28 ve 1.08 ± 0.29 şeklindeydi. Grup II, Grup m ve Grup IV'de bu değerler sırasıyla; 0.94 ±0.19, 0.47 + 0.13 ve 0.32 + 0.08 bulunurken; Grup ile, Grup Ule ve Grup IVe'de ise sırasıyla; 0.89 ± 0.20, 0.70 ± 0.15 ve 0.81 ± 0.24 olarak tespit edildi Lipid peroksidasyon (TBARS) düzeyleri; kontrol grubunda 1.15 ± 0.59, Grup n'de 6.20 ± 1.81, Grup m'de 12.45 ± 2.5 ve Grup IV'de 17.69 ± 6.32 olarak bulundu. ETOH + Vitamin E uygulanan gruplar ile kontrol grubu (Grup I) karşılaştırıldığında beyin sapı lipid peroksidasyon düzeylerinde anlamlı değişmeler bulundu (p<0.05). Bu değerler Grup Ie'de 1.00 ±0.51, Grup He'de 4.00 ± 1.44, Grup IHe'de 7.69 ± 1.35 ve Grup IVe'de 9.67 ± 1.46 olarak tespit edildi Bununla birlikte, Grup I ile Grup le arasında anlamlı bir farklılık bulunamadı (p>0.05). Hücre sayımı sonucunda ise; Grup I, Grup II, Grup m ve Grup IV'deki sıçanların sağ VCN'lanndaki ortalama hücre sayılan sırasıyla; 25544 ± 894, 22548 ± 760, 16439 ± 1982 ve 12204 ± 1947 adet (Ort. ± SD) olarak bulundu. ETOH + Vitamin E uygulanan tüm grupların (Grup le ve ile dışında) sağ VCN hücre sayılarında ise, ETOH uygulanan gruplara oranla hücre sayısında istatistiksel olarak anlamlı bir fark görülmektedir (p<0.05). Vitamin E uygulanan tüm gruplarda (Grup le, He, me ve IVe) sırasıyla; 24890 ± 1038, 23974 ± 1704, 20057 ± 1263 ve 16788 ± 1062 adet toplam hücre sayısı elde edilmiştir. Sadece ETOH alan sıçanların sol VCN'lerindeki ortalama hücre sayılan sırasıyla; Grup Fde 25853 ± 1925, Grup n'de 22126 ± 680, Grup m'de 17327 ± 1160 ve Grup IV'de 12014 ± 1635 olarak bulundu. rWlVI ETOH + Vitamin E uygulanan, Grup Ie ve Grup Ile'nin haricindeki tüm grupların sol VCN hücre sayılarında ise, ETOH grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış görülmektedir. Vitamin E uygulanan tüm gruplarda toplam olarak (Grup Ie, He, Etle ve IVe) sırasıyla; 23896 ±1178, 23138 ± 846, 18269 ± 1210 ve 15874 ± 510 adet hücre tespit edildi Sağ ve sol VCN' de yapılan sayımlar sonucunda elde edilen hücre sayılan istatistiksel olarak karşılaştırıldı. Yapılan hesaplamalar neticesinde hücre sayısı bakımından sağ VCN ile sol VCN'in sadece ETOH ve ETOH + Vitamin E alan grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunamadı (p>0.05). Grup I, Grup II, Grup Di ve Grup IV'deki sıçanların sağ DCN'lanndaki ortalama hücre sayılan sırasıyla; 18250 ± 907, 16252 ± 981, 12941 ± 314 ve 9092 ± 481 olarak bulundu. ETOH + Vitamin E uygulanan Grup Ele ve Grup IVe'nin (Grup Ie ve Grup ile hariç) sağ DCN hücre sayılarında ETOH gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış görülmektedir. Grup Ie, He, Die ve TVe'de sırasıyla; ortalama olarak 18019 ± 1699, 17090 ± 1414, 14402 + 491 ve 13996 ± 616 adet toplam hücre tespit edildi. Grup I, Grup II, Grup III ve Grup IV'deki sıçanların sol DCN'lanndaki ortalama hücre sayılan sırasıyla; 17352 ± 1192, 15527 ± 350, 12580 ± 355 ve 9722 + 315 olarak bulundu. ETOH + Vitamin E uygulanan tüm grupların sol DCN hücre sayılarında ise (Grup Ie ve Grup ile hariç), ETOH gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış görülmektedir (p<0.05). Ortalama hücre sayısının vitamin E uygulanan tüm gruplarda (Grup Ie, He, Hie ve IVe) sırasıyla; 17664 ± 1331, 16025 ± 555, 15117 ± 247 ve 13188 ± 802 adet olduğu tespit edildi Sağ ve sol DCN' da yapılan sayımlar sonucunda elde edilen hücre sayılan istatistiksel olarak karşılaştırıldı. Yapılan hesaplamalar neticesinde hücre sayısı bakımından sağ DCN ile sol DCN'un ETOH ve ETOH + Vitamin E alan gruplan arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktu (p>0.05). Bu bulgulardan da anlaşıldığı gibi, hücre sayımı yapılan gruplarda da alınan etanolun konsantrasyonuna bağlı olarak hücre sayısında bir azalma meydana geldiği; Vitamin E uygulaması sonucu hücre ölümünün azaltıldığı, fakat kontrol düzeyine gelmediği tespit edildi. Bu sonuçlar koklear nukleus ve beyin sapmda etanolun antioksidan savunma sistemim zayıflatarak lipid peroksidasyonunu indüklediğini ve buna bağlı olarak hücre ölümünü artırdığım göstermektedir.

vu ABSTRACT THE EFFECT OF ETHANOL ON COCHLEAR NUCLEUS OF RAT Mehmet BOŞNAK, PIuD. Thesis University ofOndokuz Mayıs Samsun, September 1999 Free radicals which generated as a result of toxicity in the organism are known to cause damage in different organs. Reduced glutathione (GSH) and total thiol (-SH) are the most important antioxidant agents in brain tissue. Acute ethanol (ETOH) intake produces significant decrease in GSH and total thiol levels on the brain. Some toxic effects in central nervous system which performed by ethanol may be related to lipid peroxidation (TEARS). A number of clinical and experimental studies suggested that vitamin E administration may attenuate the ethanol induced toxicity and may inhibit the lipid peroxidation. In the present study, the effect of ETOH and vitamin E on brain stem, which contains important elements of peripheral acoustic system including cochlear nucleus and on the total neuron number of cochlear nucleus were investigated for the first time. The rats were randomly divided into eight groups of 10 in biochemical study of 5 in histological study and fed for 20 days as follows : Group I (Control (water)), Group Ie (Control (water) + vitamin E), Group H (10% ETOH), Group He (10% ETOH + vitamin E), Group III (25% ETOH), Group Hie (25% ETOH + vitamin E), Group IV 35% ETOH) and Group IVe (35% ETOH + vitamin E). Groups Ie, lie, Hie and IVe received 100 mg/kg/day Lp. vitamin E for 20 days. At the end of 20 days, the animals in biochemical group were decapitated and the head was pinned onto a dissecting dish and immersed in oxygenated artificial cerebrospinal fluid at 4°C. The brain stem containing the cochlear nuclei was freed from the rest of brain by removing the cerebellum, and by cutting away from the spinal cord followed by mid - collicular section and whole brain stem was homogenized. After homogenization, GSH (nmol/mg wet tissue protein), total thiol (umol/mg wet tissue protein) and TEARS (nmol/mg wet tissue protein) levels were measured in these homegenates. The animals in histological investigation groupsvııı were perfused inracardially and dissected brain stems were embedded in grychohnetacrylate without dissecting out cerebella. Tissue blocks were sectioned exhaustively with a microtome setting of 40 urn. The number of cells in subdivisions of cochlear nucleus (the right - left VCN and DCN) were counted by using one of the latest stereological methods, the optical fractionator counting technique which gives an unbiased and efficient estimate of total neuron number of any structure of interest. After biochemical measurements, brain stem GSH levels were 5.36 ± 0.59, 3.23 ± 0.80, 2.06 ± 0.52 and 1.14 ± 0.79 (mean ± sd) in controls, and rats consuming 10%, 25% and 35% ETOH, respectively. The GSH levels in ETOH + vitamin E groups were low compared to control. But they were also significantly higher than ethanol groups. Total thiol levels were; 1.17 ± 0.28, 1.08 ± 0.29, 0.94 ±0.19, 0.89 ± 0.20, 0.47 ± 0.13, 0.70 ± 0.15, 0.32 ± 0.08, and 0.81 ± 0.24umol/mg wet tissue protein; in groups I, Ie, II, He, HI, Hie, IV, and IVe, respectively. Levels of lipid peroxidation (TBARS) were as follows: 1.15 ± 0.59, in group I; 6.20 ± 1.81, in group II; 12.45 ± 2.5, in group III; and 17.69 ± 6.32, in group IV. The administration of vitamin E did partially stop the increasing of lipid peroxidation in the brain stem homogenates of rat. Mean total neuron numbers in right VCN of group I, II, HI and IV were 25544 ± 894, 22548 ± 760, 16439 ± 1982 ve 12204 ± 1947 neurons (mean ± sd), respectively. The total neuron numbers of all groups received ETOH + vitamin E (except group Ie and lie) showed significant difference compared to ETOH groups (p<0.05). Estimates of total number of neurons of the right VCN in all groups received vitamin E (group Ie, lie, me and TVe) were 24890 ± 1038, 23974 + 1704, 20057 ± 1263 and 16788 ± 1062, respectively. The total number of neurons in the left VCN were 25853 + 1925, 23896 ± 1178, 22126 ± 680, 23138 ± 846, 17327 ± 1160, 18269 ± 1210, 12014 + 1635 and 15874 ± 510 in group I, Ie, n, He, m, Hie, IV and IVe, respectively. After total cell counts obtained from left and right VCN were compared, there was no significant difference between right and left sides of both ETOH and ETOH + vitamin E (p>0.05). ©&£-? ??..?