Ratlarda akrilamid ile indüklenen endoplazmik retikulum stresi, nöroinflamasyon ve nöronal apoptozis üzerine melatoninin etkileri

Abstract

Amaç: Endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılan ACR bileşiği gıdasal ürünlerin yüksek sıcaklıklara maruz kalması sonucu oluştuğu bilinmektedir. ACR, çoklu organ hasarına neden olan nörotoksik bir ajandır. Bu çalışmada; ACR nörotoksisitesinde lokomotor aktivite, oksidatif stres, ER stresi, nöroinflamasyon ve nöronal apoptozis mekanizmaları üzerine MEL'in antioksidan, antiinflamatuar ve nöroprotektif etkilerinin incelenmesi amaçlandı. Materyal ve Metot: Bu tez çalışmasında 220-250 g ağırlığında 12 haftalık yetişkin Sprague Dawley cinsi 50 adet erkek rat kullanıldı. Her bir grupta 10 tane rat kullanılarak 5 grup oluşturuldu. Deney grupları Grup 1: Kontrol, Grup 2: ACR, Grup 3: MEL10+ACR, Grup 4: MEL20+ACR ve Grup 5: MEL20 olacak şekilde oluşturuldu. Deneysel uygulamalar MEL 10 ve 20 mg/kg i.p. dozları ile ACR'nin 50 mg/kg i.p., dozu şeklinde 14 gün süre ile uygulandı. ACR ve MEL enjeksiyonu yapıldıktan sonra 15. gün lokomotor aktivite ölçümleri yapılarak deneysel çalışma sonlandırıldı. Ratlardan alınan beyin dokularında biyokimyasal, moleküler ve histopatolojik incelemeler yapıldı.Bulgular: Lokomotor aktivite düzeyleri ACR grubunda, kontrole göre bir azalma gösterdi. Beyin dokularında MDA ve GSH seviyelerinin ACR grubunda arttığı, SOD, GPx ve KAT aktivitelerinin ise azaldığı tespit edildi. MEL20+ACR grubunda, lipit peroksidasyonunun azaldığı ve antioksidan enzimlerin aktivitelerinin arttığı belirlendi. TNF-α, IL-1β, IL-6 ve nNOS seviyelerinin ACR grubunda yükseldiği ve MEL'in yüksek dozunun bu artışları önlediği tespit edildi. Beyinde sinirsel aktivitelerde görev alan AChE-MAO seviyelerinin de ACR grubunda diğer gruplara göre önemli düzeyde arttığı belirlendi. ACR grubunda ER stresinin oluştuğu ve beyin dokusunda GRP78, ATF4, ATF6, sXBP1 ve CHOP gen ekspresyon seviyelerinin diğer gruplara kıyasla anlamlı düzeyde arttığı tespit edildi. Bax ve Cas-3 gen ekspresyon seviyelerinin ACR gruplarında arttığı, özellikle MEL'in yüksek dozunun bu artışları önlediği görüldü. 8-OHdG ve GFAP ekspresyonlarının ACR grubunda kontrol, MEL20+ACR ve MEL20 gruplarına göre önemli düzeyde arttığı belirlendi.Sonuç: Bu çalışmanın sonucunda ratlara protektif amaçla uygulanan MEL bileşiğinin ACR kaynaklı nörotoksisiteyi önemli düzeyde önlediği saptandı. Anahtar Kelimeler: Akrilamid, Apoptozis, Endoplazmik retikulum stresi, Lokomotor aktivite, Melatonin, Nöroinflamasyon

Aim: It is known that the ACR compound, which is widely used in the industrial field, is formed as a result of exposure of food products to high temperatures. ACR is a neurotoxic agent that causes multiple organ damage. In this study; it was aimed to investigate the antioxidant, anti-inflammatory and neuroprotective effects of MEL on locomotor activity, oxidative stress, ER stress, neuroinflammation and neuronal apoptosis mechanisms in ACR neurotoxicity.Material and method: In this thesis study, 50 male Sprague Dawley rats that is 12 weeks old and weight is 220-250 g were used. By using 10 rats for each group, 5 groups were formed. Experimental groups were formed as Group 1: Control, Group 2: ACR, Group 3: MEL10+ACR, Group 4: MEL20+ACR and Group 5: MEL20. Experimental applications were applied as 10 and 20 mg/kg i.p. doses of MEL and 50 mg/kg i.p. dose of ACR for 14 days. Experimental study was terminated by measuring locomotor activity on the 15th day after ACR and MEL injection. Biochemical, molecular and histopathological examinations were performed on brain tissues that were taken from rats.Results: Locomotor activity levels showed a decrease in the ACR group compared to the control group. It was determined that MDA and GSH levels in brain tissues increased in the ACR group, while SOD, GPx and KAT activities were decreased. In the MEL 20+ACR group, it was determined that lipid peroxidation decreased and the activities of antioxidant enzymes increased. It was determined that TNF-α, IL-1β, IL-6 and nNOS levels were increased in the ACR group and the high dose of MEL prevented these increases. It was determined that AChE-MAO levels, which are involved in neural activities in the brain, increased significantly in the ACR group compared to the other groups. It was determined that ER stress occurred in the ACR group and GRP78, ATF4, ATF6, sXBP1 and CHOP gene expression levels in the brain tissue increased significantly compared to the other groups. It was observed that Bax and Cas-3 gene expression levels increased in the ACR groups, especially the high dose of MEL prevented these increases. It was determined that 8-OHdG and GFAP expressions were significantly increased in the ACR group compared to the control, MEL20+ACR and MEL20 groups.Conclusion: As a result of this study, it was determined that MEL compound, which was applied to rats for protective purposes, significantly prevented ACR-induced neurotoxicity. Key Words: Acrylamide, Apoptosis, Endoplasmic reticulum stress, Locomotor activity, Melatonin, Neuroinflammation