Renal insülin sinyal iletim yolağında tip 1 diyabetle meydana gelen moleküler değişimlerin araştırılması: Resveratrolün etkileri

Abstract

İnsülin hormonunun yokluğu veya yetersizliği sonucu oluşan, karbonhidrat, yağ ve protein metabolizmasını etkileyen diyabet, pek çok dokuda harabiyet meydana getirmektedir. Kuvvetli bir antioksidan ve anti-inflamatuar molekül olan resveratrol, çeşitli hastalıkların önlenmesinde veya tedavisinde kullanım potansiyeline sahip bir bileşiktir. Bu çalışma, diyabetin böbrek dokularında meydana getirdiği oksidatif stres ve inflamasyon durumunun ortaya çıkarılması ve bu değişimlerin, antioksidan enzimleri (cat, sod, gpx ve gst) ve insülin sinyal iletimini (insülin Rβ, irs-1, pi3k, akt, mtor) nasıl etkilediklerini ortaya çıkarmaya yönelik gerçekleştirilmiştir. Ayrıca resveratrolün bu parametreler üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada erkek eşit yaşta Wistar sıçanları; diyabetik (n=12), kontrol (n=12), resveratrol verilmiş diyabetik (n=9), resveratrol verilmiş kontrol (n=12) olmak üzere dört gruba ayrıldıktan sonra iki grupta diyabet, streptozotocin'in (55 mg/kg) intraperitoneal yoldan enjekte edilmesiyle oluşturulmuştur. Diyabet oluşumunun bir hafta ardından 20 mg/kg resveratrol, ilgili gruplara günlük tek doz olarak 3 hafta boyunca enjekte edilmiştir. Diyabetin böbrek dokularında meydana getirdiği oksidatif stres ve inflamasyon durumu; lipid peroksidasyonu son ürünü MDA ve IL-6, IL-8, TNF-α gibi proinflamatuar sitokinlerin anlamlı (p<0,05) artışıyla ortaya çıkarılmış, resveratrol uygulamasının böbrek dokularındaki inflamasyonu azaltıcı etkileri gösterilmiştir. qRT-PCR ve Western blot sonuçlarına göre böbrek dokularında antioksidan enzimlerin diyabetle anlamlı ölçüde baskılandığı görülmüş ve bu durum antioksidan genlerin transkripsiyon düzeylerini etkileyen nfkb'nin oksidatif strese bağlı olarak etkilerinin azalması ile açıklanmıştır. Ayrıca, böbrek dokularında insülin sinyal iletim elemanlarının diyabetle gen ekspresyonu düzeyinde belirgin bir şekilde up-regüle olduğu belirlenmiş ve bu artışın protein düzeyinde anlamlı bir yükselmeye neden olduğu ortaya çıkarılmıştır. Resveratrol uygulaması, böbreklerde insülin sinyal iletiminde meydana gelen hassasiyeti gen ekspresyonu düzeyinde normal değerlere getirmiştir. Çalışmanın sonuçları, yeni ilaç üretimi ve gen tedavisi gibi diyabet araştırmalarında yol gösterici olabilecek moleküler mekanizmaları diyabetik böbrek dokularında açıklayıcı veriler içermektedir.

Diabetes, a disease arising by the lack of insulin hormone or its inability of usage, affects carbohydrate, lipid and protein metabolism leading to the destruction in variety of the tissues in the body. A strong antioxidant and anti-inflammatory agent resveratrol has a high potential to prevent or treat some of the diseases. This study was conducted to reveal the oxidative stress and tissue inflammation associated with diabetes in the kidney tissues and to examine the changes in antioxidant enzymes (cat, sod, gpx and gst) and the components of insulin signaling (insulin Rβ, irs-1, pi3k, akt, mtor) with diabetes. Additionally, effects of resveratrol on these parameters were evaluated.Male Wistar rats of equal age were divided into four groups as follows; diabetic (n=12), control (n=12), diabetic group supplemented with resveratrol (n=9), control group supplemented with resveratrol (n=12). Diabetes was induced in respective groups with single intraperitoneal streptozotocin (55 mg/kg) administration. One week after the diabetes, resveratrol was given as 20 mg/kg/day throughout 3 weeks.The status of the oxidative stress and inflammation in the kidney tissues of the diabetic rats were assessed by measuring the significant (p<0.05) increase in the MDA levels which the end product of lipid peroxidation and proinflamatuar cytokines such as IL-6, IL-8, TNF-α.Resveratrol was found to be effective in reducing the inflammatory markers. qRT-PCR and Western blot studies reflected that antioxidant enzymes were down-regulated in the kidney tissues of diabetic rats and this situation was devoted to the reduced gene expression of nfkb because of oxidative stress. Moreover, the components of insulin signaling elements were up-regulated at gene expression levels in diabetic rat kidney tissues, and this increase in gene expression leads the protein levels to be enhanced. Resveratrol treatment decreased the sensitization of insulin signaling towards the normal levels at gene expression level. The results of this study contain the supplementary data for the molecular mechanisms of the diabetes induced changes in the kidney tissues to put forward to orient new studies searching for new drugs and gene treatments for diabetes.