Besinler ve gastrointestinal sistem salgılarının deneysel sıçan modelinde intestinal bütünlük üzerine etkileri
Effects of food and gastrointestinal secretions on intestinal integrity in an experimental rat model
Yazar: ÖMER CENNET
Danışman: PROF. DR. OSMAN ABBASOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Genel Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Genel Cerrahi = General Surgery
Dizin: Besinler = Foods ; Claudin = Claudin ; Gastrointestinal sistem = Gastrointestinal system ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Okludin = Occludin ; Polisakkaritler = Polysaccharides ; Salgılar = Secretions ; Sitrulin = Citrulline ; Sıçanlar = Rats ; İmmünohistokimya = Immunohistochemistry

Özet:
Giriş: Hücreler arası bağırsak geçirgenliği, başlıca 'tight junction' (TJ) proteinleri tarafından sürdürülmektedir. TJ'lerin ve bağırsak epitelinin morfolojik bozulması ile bakteriler ve bakteri bileşenleri sistemik dolaşıma geçebilir. Bozulmuş bağırsak bariyer işlevi birçok hastalık ile ilişkilidir. Bağırsak epiteli ve TJ'ler çeşitli etkenler tarafından kontrol edilmektedir.
Amaç: Bu çalışmada safra ve pankreas salgısı ile gıdaların, sıçan jejunumunda bağırsak morfolojisi ve mikroflorası üzerine etkilerini değerlendirmeyi amaçladık.
Metod: Otuz adet erkek sprague-dawley cinsi sıçan her bir grupta 10 tane olacak şekilde üç gruba bölündü: Kontrol grubu, biliyopankreatik (BP) grup, jejunal 'by pass' (JP) grubu. Gruplara yapılan işlemler sonucunda safra ve pankreas salgısının geçmediği, gıdanın geçmediği veya her ikisinin birden geçmediği jejunal segmentler ve kontrol segmentleri oluşturuldu. Sıçanların üçüncü haftanın sonunda kan ve bağrısak örnekleri alındı. Portal veninden lipopolisakkarit (LPS) ve sitrulin ölçümleri için kan alındı. Her bir jejunum segmentinde aerobik kültür sonrası koloni sayımı 'log10(CFU/mg)' olarak ifade edildi. Bağırsak morfolojisindeki değişiklikler (villus/kript oranı, intraepitelyal lenfosit sayımı) ve TJ proteinlerinin (okludin, klaudin-1, Zonula okludens-3 (ZO-3)) dağılım ve ekspresyonu immunohistokimyasal olarak değerlendirildi.
Bulgular: Villus/kript oranı safra ve gıdanın birlikte geçmediği segmentlerde diğerlerine göre daha düşüktü (p:0.007). İntraepitelyal lenfosit sayısı safra ve gıda olmayan segmentlerde en yüksekti (p<0.001). Klaudin-1 immunohistokimyasal boyama dağılımı, eğer o segmentte gıda yoksa belirgin bir şekilde zayıf boyanmıştı(p:0.035). Okludin boyanma şiddeti gıda varlığı ile anlamlı olarak artmıştı(0.016). Jejunal aerobik bakteriyel popülasyon kontrol grubu (log10(CFU/mg):-0.3±0.6) ile karşılaştırıldığında, safra ve gıdanın beraber var olmadığı segmentlerde (log10(CFU/mg):-1.32±0.61) azalmış, safra yokluğunda (log10(CFU/mg):0.1±1.08) ise artmıştı (p:0.043). Plazma sitrulin ve lipopolisakkarit düzeyleri, gruplar arasında anlamlı olarak farklı değildi.
Sonuçlar: Besinler ve gastrointestinal salgılarının bağırsak morfolojisi ve bütünlük belirteçleri üzerine önemli etkileri mevcuttur. Bizim çalışmamızda; safra ve pankreas salgısı ile gıdanın varlığı veya yokluğu, jejunum morfolojisini, intraepitelyal lenfosit sayısını ve bazı TJ proteinlerinin (okludin, klaudin-1) ekspresyon paternini değiştirmiştir. Bu etkiler gıda varlığı veya yokluğu durumunda daha belirgindir. Ayrıca mikrobiyolojik çevrede bu değişimlerden etkilenmektedir. Bizim sonuçlarımız gastrointestinal sistem yapısı ve bütünlüğü üzerine oral gıdaların önemli etkisi olduğunu vurgulamaktadır.
Anahtar Kelimeler: Tight junction, klaudin, okludin, zonula okludens, intestinal bütünlük, sıçan, imunohistokimya, lipopolisakkarit, sitrulin

Abstract:
Introduction: Paracelluler intestinal permeability is mediated by mainly tight junction proteins. Deteriotion of tight junction (TJ) proteins and morphological structure of intestinal epithelium may permit translocation of bacterial end-products (lipopolysaccharides) into the serum. Impaired gut barrier fuction is related to several disease states. Intestinal epithelium and tight juntion proteins are regulated by many factors.
Aim: The aim of this study was to investigate effect of biliopancreatic secretions and foods on intestinal morphology and microbial flora of rat jejunum
Methods: Thirty sprague-dawley male rats were randomly divided into three groups. (10 per groups): Control, biliopancreatic (BP) and jejunal by-pass (JP) group. By these operations biliopancreatic juice deficient (bile(-)), food deficient (food(-)) and both of them deficient (bile(-)/food(-)) jejunal segments and corresponding control segments were obtained. Animals were sacrified at the end of week 3. We obtained blod from portal vein for lipopolysaccharides(LPS) and citrulline levels. Each jejunal segment samples were cultured quantitatively (log10(cfu/mg)). We observed the changes in the intestinal morphology (villus/crypt ratio, intraepithelial lymphocytes) and expression and distribition of tight junction proteins (occludin, claudin-1, Zonula Occludens-3) by using immunohistochemistry
Results: Villus height to crypt depth ratio was lower in the bile and food deficient segment than others(p:0.007). Intaepithelial lymphocytes were significantly highest in the bile and food deficient segment(p:<0.001). Immunohistchemical staining pattern of claudin-1 was weaker when there was no food(p:0.035). Occludin expression increased if the segment contained food(0.016). Jejunal aeorobic bacterial count decreased in bile and food deficient segment(log10(CFU/mg):-1.32±0.61) and increased in bile deficient segment(log10(CFU/mg):0.1±1.08) when compared with control segment(log10(CFU/mg):-0.3±0.6)(p:0.043). There were no statistically significant difference in plasma lipopolisaccharides and citrulline levels between the groups.
Conclusions: There are significant effects of foods and gastrointestinal secretions on intestinal morphology and integrity markers. In our study; the presence or absence of bile and pancreatic secretions altered the expression pattern of jejunum morphology, the number of intraepithelial lymphocytes, and the expression of some TJ proteins (occludin, claudin-1). These effects were more prominent in the presence or absence of food. The microbiological environment also affected by these changes. Our results implicate the importance of oral food on the structure and integrity of the gastrointestinal tract which may play role on some diseases.
Key Words: Tight junction, claudin, occludin, zonula occludens, intestinal integrity, rat, immunohistochemistry, lipopolysaccharides, citrullin