Diyabetik sıçan ventrikül miyositlerinin uyarılma-kasılma çiftlenimindeki değişiklere sodyum tungstate tedavisinin etkisi
The effect of sodium tungstate treatment on altered excitation-contraction coupling of diabetic rat ventricular myocytes
Yazar: MUSTAFA AYDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. SEMİR ÖZDEMİR
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Kalp = Heart ; Kalsiyum = Calcium ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Perfüzyon = Perfusion ; Sodyum tungstat = Sodium tungstate ; Sıçanlar = Rats ; İyon = Ion

Özet:
Son yıllarda yapılan araştırmalarda perfüze edilen diyabetik sıçan kalplerinde sodyum tungstat'ın kardiyak performansı geliştirdiği belirtilmiştir. Bu çerçevede çalışmamızda sodyum tungstat'ın bu yararlı etkisinin altında yatan hücresel ve moleküler mekanizmalar araştırılmıştır.Sodyum tungstat 6 hafta boyunca gavajla diyabet ve kontrol grubu sıçanlara günde 100 mg/kg olarak verilmiştir. Bu süre sonunda diyabetik sıçanlarda glikoz düzeyi dramatik biçimde artmıştır. Diğer taraftan plazma insülin düzeyi, vücut ve kalp ağırlığı azalmış, diğer parametrelerde ise dikkate değer bir değişim gözlenmemiştir.Fura-2 AM yüklenmiş izole ventrikül miyositlerinde sarkomer boyundaki değişim ve hücre içi Ca2+ [Ca2+]i tranzientleri ölçüldü. Sodyum tungstat tedavisi diyabetik kardiyomiyositlerde azalmış olan Ca+2 transientlerinin ve fraksiyonel kısalma eğrilerinin genliğini arttırmıştır. Ayrıca, diyabetle baskılanan Iss ve Ito K akımlarını düzeltmiş, ancak L-tipi Ca+2 akımları üzerinde herhangi bir değişiklik yaratmamıştır. Biyokimyasal paratmetreler açısından diyabetle birlikte kalpte dikkat çekici biçimde artan TBARS ve protein karbonil içeriği sodyum tungstat uygulamasıyla birlikte anlamlı biçimde azalmıştır. Bununla birlikte tungstat tedavisi ksantin oksidaz/ksantin dehidrogenaz aktivitesini belirgin bir şekilde düşürmesine rağmen, gruplar arasında anlamlı bir fark olmadığı görülmüştür.Sonuç olarak, sodyum tungstat uygulaması değişen iyonik akımları ve bozulan Ca+2 regülasyonunu iyileştirerek diyabet indüklü kontraktil abnormaliteleri gidermiştir. Bu veriler, sodyum tugstate'ın bu yararlı etkisini glisemi normalizasyonundan daha ziyade antioksidan etkisi ile gerçekleştirdiğini düşündürmektedir.

Abstract:
Recently, sodium tungstate was suggested to improve cardiac performance of diabetic rats in perfused hearts. In this study we investigated the cellular and molecular mechanisms underlying this beneficial effect of sodium tungstate.Tungstate was administered (100 mg/kg/day) to diabetic and control rats intragastrically for six weeks. Blood glucose levels were found to increase dramatically in diabetic animals. Conversely, body weight, heart weight and plasma insulin levels decreased and tungstate treatment did not reverse any of these parameters. Sarcomere shortening and intracellular Ca2+ [Ca2+]i transients of isolated ventricular myocytes were measured in Fura-2 AM loaded cells. Sodium tungstate treatment improved the peak shortening and the amplitude of [Ca2+]i transients in diabetic cardiomyocytes. However, prolonged time characteristics of neither shortening nor [Ca2+]i transients were reversed after treatment. Significant restoration of suppressed Ito and Iss was achieved by tungstate administration. Nevertheless, L-type calcium currents did not change either in diabetic or tungstate treated diabetic rats. Tissue biochemical parameters including TBARS, protein carbonyl content, xanthine oxidase and xanthine dehydrogenase were also determined to assess whether the effect of tungstate was relevant to oxidative status of heart. Diabetes revealed a marked increase in TBARS and carbonyl content which were decreased significantly by tungstate. Although tungstate treatment markedly decreased xanthine oxidase/xanthine dehydrogenase activity, this change was not significant among the different treatment groups.In conclusion, tungstate treatment improved diabetes-induced contractile abnormalities via restoration of dysregulated [Ca2+]i and altered ionic currents. This beneficial effect is due to antioxidant property of sodium tungstate rather than normalization of glycaemia.