STZ-diyabetik sıçanlarda alyuvar membranı ve lipit peroksidasyonu

Abstract

173 ÖZET STZ-diyabetik sıçanlarda alyuvar membranı ve lipit peroksidasyonu Biyolojik moleküllerin, membranlann ve dokuların serbest radikal katılımlı oksidasyonunun, ateroskleroz, diabetes mellltus, enflamatuar hastalıklar, kanser ve yaşlanma gibi birçok patolojik olay İle ilişkili olduğu bilinmektedir. Membran lipitlerinin oksidasyonu, oksidatif hücresel hasarın önde gelen sorumlulanndandır. Serbest radikallerin en önemli etkisi, LDL' nin oksidatif modifikasyonu ve aterosklerorJk lezyon oluşumuyla sonuçlanan lipit peroksidasyonudur. Dolaşımdaki eritrositler de yüksek kısmi oksijen basıncına maruz kalmaları, pollansatüre yağ asidi içeriği zengin bir membrana sahip olmaları ve serbest radikal reaksiyonlarını hızlandırma yeteneği olan demiri çok miktarda içermeleri nedeni İle oksidatif hasara yatkındır. Serbest radikallerin biyolojik etkileri in vivo olarak E ve C vitamini, karotenoidler, glutatyon gibi antioksidanlar ve katalaz, SOD, glutatyon peroksidaz gibi antioksidan enzimler tarafından kontrol edilmektedir. Plazma ve eritrositlerin antioksidan durumundaki zayıflama, hücre membranı lipitlerinin peroksidasyonunda araş ve böylece yüksek lipit peroksit konsantrasyonu ile sonuçlanacaktır. Bu nedenle oksidatif durumun izlenmesi, diyabetik hastaların aterosklerozdan korunmasında önemli bir rol oynayacaktır. Çalışmamızın amacı, STZ-diyabetik sıçanlarda LDL, alyuvar membranı ve karaciğer plazma membranının oksidasyona yatkınlığının değişip değişmediğinin ve eritrositlerin oksidasyona yatkınlığı İle dokular, LDL ve plazma membranının peroksidasyon durumu arasında bir korelasyon bulunup bulunmadığının araştırılmasıdır. Bu amaçla, 4, 8, 10 ve 16 haftalık diyabetik sıçanlarla 4 hafta süre İle günde 900 Ü/kg E vitamini uygulanan diyabetik sıçanlarda beyin, karaciğer, kalp, akciğer, böbrek, plazma, eritrosit, LDL lipit peroksit düzeyleri, SOD, katalaz, karaciğer plazma membranı Na-KATPaz aktivitelerl, plazma C ve E vitamini düzeyleri ile eritrosit membranı, LDL ve plazma membranının oksidasyona yatkınlıkları ölçülmüştür. Sonuçlanınız, diyabetik sıçanların karaciğer, böbrek, beyin, akciğer ve kalp dokusu ile, plazma, eritrosit membranı ve düşük dansiteli lipoproteinlerde lipit peroksit düzeylerinin yüksek, E vitamini, C vitamini, SOD, katalaz gibi antioksidan düzeylerinin ise düşük olduğunu göstermektedir (p<0.001). STZ-diyabetik sıçanların eritrosit membranı, LDL ve plazma membranının oksidasyona yatkınlığı da kontrollerden yüksektir (p<0.001). 4 hafta E vitamini uygulaması, diyabetik sıçanların kalp (p<0.05), böbrek (p<0.001), ve beyin (p<0.001) dokuları ile, plazma (p<0.001), LDL (p<0.01) ve eritrosit membranlannda diyabetik kontrollere göre daha düşük peroksit düzeyleri ile (p<0.001) sonuçlanmıştır. E vitamini uygulanan sıçanlarda eritrosit membranı (p<0.001), LDL (p<0.001) ve karaciğer plazma membranıın oksidasyona yatkınlığı diyabetik kontrollere oranladaha düşüktür ve E vitamini hariç (p<0.001), diğer antioksidan parametreleri etkilememiştir. Çalışmamızda eritrositlerin oksidasyona yatkınlığı ile LDL ve plazma membranının oksidasyona yatkınlığı, doku ve plazma lpit peroksit düzeyleri arasında güçlü pozitif korelasyon bulunmuştur. Eritrositlerin oksidasyona yatkınlığı ile plazma antioksidan parametreleri arasında da güçlü negatif korelasyon bulunmuştur. Sonuçlarımız, eritrositlerin oksidasyona yatkınlığındaki artışın diyabetiklerde lipit peroksidasyonu ve antioksidan durumun güçlü bir göstergesi olabileceğini ve rutin E vitamini tedavisinin bu hastaları oksidatif stresten korumada yararlı olabileceğini göstermektedir. Anahtar Sözcükler: Diyabet, Lipit peroksidasyonu, Eritrositler, E vitamini

174 SUMMARY Erythrocyte membrane and lipid peroxidation in STZ-diabetic rats Free radical-mediated oxidation of biological molecules, membranes and tissues are accepted to be related with a variety of pathological events, including atherosclerosis, diabetes mellltus, inflammatory diseases, cancer and aging. The oxidation of membrane lipids has been implicated as one of the primary events in the oxidative cellular damage. The most important effect of free radicals is lipid peroxidation which causes oxidative modification of LDL and tills ultimately results in the formation of atherosclerotic lesions. Circulating erythrocytes are also susceptible to oxidative damage as they are exposed to high partial pressures of oxygen, have membranes rich in polunsaturated fatty acids and contain large amounts of Iron that can potentiate free radical reactions. The biological effects of free radicals are controlled in vivo by a wide range of antoxidants such as vitamins E and C, carotenolds, glutathione and antioxidant enzymes such as catalase, superoxide dlsmutase and glutathione peroxidase. Reduced antioxidant defense status of plasma and ertyhrocytes might result In increased peroxidation of cell membrane lipids and hence increased concentrations of lipid peroxides. Thus, monitoring oxidative state might play an important role in preventing diabetic patients from atherosclerosis The purpose of our study is to investigate whether the susceptibility of LDL, red blood cell membrane and liver plasma membrane to oxidation is altered and if there is a correlation between the susceptibility of erythrocytes to oxidation and the peroxidation state of tissues, LDL and plasma membrane In STZ-diabetic rats. For this purpose, we measured the lipid peroxide levels of brain, liver, heart, lung, kidney, plasma, erythrocytes, low density lipoproteins, activities of superoxide dlsmutase, catalase, liver plasma membrane Na-K ATPase, plasma levels of vitamin C and vitamin E, oxidizability of erythrocyte membrane, low density lipoproteins and liver plasma membranes in 4, 8, 10, 16 week diabetic and 4 week vitamin E treated diabetic rats. The results of our experiments show that streptozotocin-diabetic rats had elevated lipid peroxide levels in tissues such as liver, kidney, brain, lung, heart, plasma, erythrocyte membrane, low density lipoproteins and diminished levels of antioxidant components such as vitamin E, vitamin C, and activities of superoxide dlsmutase and catalase (p<0.001). Erythrocyte membrane, LDL and plasma membrane oxidizability were significantly higher for STZ-diabetic rats then those of controls (p<0.001). Four week of vitamin E treatment resulted in low peroxide levels of tissues such as heart (p<0.05), kidney (p<0.001), brain (p<0.001), as well as plasma (p<0.001), LDL (p<0.01) and erythrocyte membrane (p<0.001). Vitamin E treatment also caused to decreased susceptibility of erythrocytes (p<0.001), LDL (p<0.001), and liver plasma membrane (p<0.001) to oxidation comparing to the diabetic controls without affecting the antioxidant parameters but vitamin E levels (p<0.001). We have found positive strong correlation between the erythrocyte susceptibility to oxidation and the oxidizability of LDL and plasma membrane and lipid peroxidation in tissues and plasma. There were also negative strong correlation between oxidizability of erythrocytes and antioxidant parameters in blood. According to our results, increased susceptibility of erythrocytes to oxidation could be a strong indicator of lipid peroxidation and of antioxidant status in diabetics, and routine vitamin E treatment could be beneficial for protection of these patients from oxidative stress. Keywords: Diabetes, Lipid peroxidation, Erythrocytes, Vitamin E