Deneysel epilepsi modelinde içeri doğrultucu potasyum kanallarının kalpteki rolü
The role of cardiac  inwardly rectifying potassium channels in the experimental epilepsy model
Yazar: ENES AKYÜZ
Danışman: DOÇ. DR. PINAR MEGA TİBER
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Epilepsi = Epilepsy ; Gen ifadesi = Gene expression ; Kalp = Heart ; Nöbetler = Seizures ; Pentilentetrazol = Pentylenetetrazole ; Potasyum kanalları = Potassium channels

Özet:
Amaç: Klinik ve deneysel araştırmalardan elde edilen kanıtlar, epilepsinin kalp fonksiyonu etkileyebileceğini göstermektedir, fakat bunun moleküler mekanizması henüz tam olarak bilinmemektedir. İçeri doğrultucu potasyum (Kir) kanalları, nöron ve kardiyomiyosit gibi uyarılabilir hücrelerde aksiyon potansiyeli repolarizasyon evresinin son kısmında devreye girerek K+ hücre-dışına çıkışını kontrol ederek dinlenim membran potansiyeline dönüşe katkıda bulunurlar. Buna göre, epileptik nöbetlerin otonom sistemi etkilediği göz önüne alındığında, daha önce epileptik beyindeki ekspresyonel değişiklikleri bildirilen Kir kanallarının kalp dokusundaki ekspresyonu kalbin patolojik durumuna aday mekanizma olarak ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada, epilepside kalp dokusunda ilk kez araştırılan Kir kanallarının ekspresyonları, pentilentetrazol (PTZ) tutuşma model kullanılarak sıçanlarda incelenmesi hedeflenmiştir.
Gereç ve Yöntem: Çalışmada 2 farklı grupta dişi/erkek kontrol ve epilepsi grupları olmak üzere Wistar albino sıçan (280-380 gr, 40 adet (n=10)) kullanıldı. Bir aylık süre boyunca haftada üç gün 35 mg/kg PTZ'nin intraperitonal olarak sıçanlara sistematik bir şekilde verilmesiyle kronik epilepsi oluşturuldu. Otonom sinir sisteminin etkilendiğini göstermek için elektrokardiyografik ve kan basınç kayıtları alındı. Sakrifiye edilen sıçanların kalp dokularından izole edilen Kir kanalı messenger RNA (mRNA) ve protein ekspresyonları, sırasıyla kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ve Western blotlama metotları kullanılarak ölçüldü. 
Bulgular ve Sonuçlar: Moleküler analizlere göre, PTZ-tutuşma modelinde sıçanların kalplerindeki Kir mRNA'sında ve protein ekspresyonunda anlamlı derece azalmalar olduğu gösterildi. IK1 akımını yönlendiren ventrikül dokusunda Kir2.x ve IACh akımından sorumlu atriyumda bulunan Kir3.x kanallarında anlamlı azalmalar gözlenirken, ventriküldeki Kir4.1 ve Kir6.2 kanallarının ekspresyonlarında bir değişiklik görülmedi. Cinsiyete bağlı farklı sonuçların görülmesi, dişi ve erkeklerde farklı miktarlarda Kir kanallarının olması ve östrojenin etkisi olarak düşünüldü. Bu sonuçlar, epilepsi modelinde kalp dokusunda ilk kez araştırılan Kir kanalı ekspresyonlarının epilepsiye eşlik edebilecek kalp patolojik durumunda olası rol oynayabileceğine işaret etmektedir.

Abstract:
Objective: Evidence obtained from clinical and experimental studies show that epilepsy could affect cardiac function; however, the molecular mechanism underlying has not been fully understood yet. Inwardly-rectifying potassium (Kir) channels transport K+ ions into excitable cells such as neurons and cardiomyocytes by acting towards the end of the action potential and control cellular excitability. Alterations of Kir channel expression in epileptic brain have been shown previously and epileptic seizures are known to affect autonomic nervous system. Expression of Kir channels, studied for the first time in epileptic cardiac tissue, is investigated by using pentylenetetrazole (PTZ) kindling model in rats. 
Materials and Methods: Wistar albino rats divided into 2 groups as female/male PTZ kindled epilepsy groups and their controls were used in the study. Chronic epilepsy was induced by systematic intraperitoneal administration of 35 mg/kg PTZ, 3 times per week for one month. Electrocardiographic/blood pressure recordings were taken to show that the autonomic nervous system was affected. Messenger RNA (mRNA) and protein expressions of cardiac Kir channels isolated from heart tissue of euthanized rats were evaluated by quantitative PCR and Western blotting.
Results and Conclusion: Significant decrease in cardiac Kir channel mRNA and protein expressions of PTZ-kindling model rats were shown according to the results of molecular analyses. Kir2.x directing IK1 flux in ventricular tissue and Kir 3.x responsible for IKACh in atria were observed to decrease significantly, while no significant difference was observed in expressions of ventricular Kir4.1 and Kir6.2 channels. Different sex-linked outcomes were thought to be due to the presence of Kir channels in different amounts in females and males and the role of oestrogen. These results have shown that expression of Kir channels, studied for the first time in epileptic cardiac tissue, could play a role in cardiac pathology accompanying epilepsy.