Erkek sıçanlarda yüksek fruktozlu mısır şurubu tüketiminin puberteye geçiş ve cinsel davranış üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of high fructose corn syrup consumption on puberty transition and sexual behavior in male rats
Yazar: GÖKHAN ZORLU
Danışman: DOÇ. DR. İHSAN SERHATLIOĞLU
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyofizik = Biophysics

Özet:
Yüksek fruktozlu mısır şurubu (YFMŞ) tatlandırıcı olarak sıvı ve katı 
gıdalarda kullanımı gıda sanayisinde son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. Bu artışla 
beraber metabolik hastalıkların yüksek insidansından sorumlu olabileceğine dair 
birçok çalışma yapılmıştır. Doğum sonrası gelişim sırasındaki yaşam tarzı, 
metabolik programlamanın puberte, cinsel davranış ve üreme sistemi üzerindeki 
etkileri önemli bir çalışma alanı oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasınin amacı, YFMŞ 
tüketiminin pubertal olgunlaşma, cinsel davranış ve üreme sistemi üzerindeki 
etkinliğinin araştırılmasıdır.
Tez çalışmasındade deneysel çalışmalar 3 aşamadan oluşmaktadır;
İlk aşamada YFMŞ'nin puberteye geçiş üzerindeki etkilerinin anlaşılmasına 
yönelik çalışmalar yapılmıştır (YFMŞ-1). Çalışmanın bu aşamasında kullanılacak 
olan erkek hayvanlar 21 günlük (hayvanların sütten kesildiği dönem) iken seçilmiş 
kontrol ve YFMŞ-55 (%15 seyreltik, ortalama 30 gün uygulandı) gruplarına 
(n=10) ayrılarak hayvanların puberteye geçiş parametreleri ölçülmüştür. Ayrıca 
serum ve beyin doku örneklerinde; Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (
ELİSA) ile üreme hormon (Testosteron, Östrojen, Luteinleştirici hormon (LH), 
Follicle Stimulating Hormone (FSH) ) seviyeleri ve polymerase chain reaction
(PCR) ile de gen analizleri (Kiss1, KiSS1R, RFRP3) yapıldı. Deneysel çalışmaların 
ikinci aşamasında ise; cinsel davranış gösteren erişkin erkek sıçanlarda YFMŞ 
tüketiminin üreme sistemine etkisine yönelik çalışmalar yapılmıştır (YFMŞ-2). Bu 
aşamada 20 adet erkek sıçan; kontrol ve YFMŞ-55 (%15 seyreltik, 56 gün 
uygulanan) grupları olmak üzere 2 gruba (n=10) ayrılmıştır. Deneysel çalışmanın 
üçüncü aşamasında hayvanlar 21. günlük (hayvanların sütten kesildiği dönem) hayvanlar cinsel olgunluğa erişene kadar YFMŞ ile beslenmiştir (YFMŞ-3). Bu 
aşamada 20 adet erkek sıçan; kontrol ve YFMŞ-55 (%15 seyreltik, ortalama 86 
gün) grupları olmak üzere 2 gruba (n=10) ayrılmıştır. Bu deneysel çalışmanın hem 
ikinci hem de üçüncü aşamasının sonunda tüm hayvanlara cinsel davranış testi 
(CDT) ve cinsel motivasyon testi (CMT) yapılmıştır. Ardından hayvanlar dekapite 
edilerek serum ve beyin doku örneklerinde; PCR gen analizleri, ELİSA ile üreme 
hormon seviyeleri belirlendi.
YFMŞ-1 protokolünde YFMŞ tüketiminin puberteye geçişi kontrol
hayvanlarıyla karşılaştırıldığında puberteye girişi geciktirdiği görülmüştür. Aynı 
zamanda YFMŞ uygulamasının serum östrojen, LH ve FSH seviyelerini kontrol 
grubuna göre anlamlı bir şekilde arttırdığı belirlenmiştir. Arkuat nükleus (ARC) 
bölgesinde Kiss, KiSS1R gen ekspresyonu kontrol grubuna kıyasla anlamlı ölçüde 
artmıştır. YFMŞ-2 protokolünde YFMŞ uygulaması sonrası CMT ile dişinin 
bitişiğindeki uç odanın tamamında (end zone) ve dişi yaklaşma bölgelerinde 
(approach zone) bölgelerinde kontrola kıyasla daha az zaman harcadığı 
görülmüştür. CDT de ise YFMŞ tüketimi mount latensi (ML) ve ejekülasyon 
lantensini (EL) anlamlı olarak arttırdığı, çifleşme oranı (ÇO) ve cinsel aktivite 
indeksi (CAİ) ise anlamlı şekilde azalttığı tespit edilmiştir. Serum östrojen, LH ve 
FSH seviyelerinin anlamlı bir şekilde arttığı bulunmuştur. ARC bölgesinde Kiss, 
KiSS1R gen ekspresyonu kontrol grubuna kıyasla anlamlı ölçüde artmıştır. YFMŞ3 protokolünde YFMŞ uygulamasının, ilk cinsel davranış gösterme gününü uzattığı 
ve ilk cinsel davranış gösterdiği ağırlığı anlamlı bir şekilde arttırdığı görülmüştür. 
CMT ile dişi test hayvanın Approach zone ve End Zone bölgesinde harcadığı süreyi 
anlamlı şekilde azalttığı tespit edilmiştir. CDT de ise YFMŞ tüketimi EL anlamlı olarak arttırdığı, ejekülasyon frekansı (EF), ÇO ve CAİ ise anlamlı şekilde azalttığı 
belirlenmiştir.
Sonuç olarak YFMŞ'nin hipogonadizme ve serum hormon seviyelerinde 
değiştirerek puberteye geçişi ve cinsel olgunlaşmayı geciktirdiği, cinsel motivasyon 
ve davranışı olumsuz yönde etkilediği görülmüştür. Bulgularımız, hayvan 
modellerinde YFMŞ tüketimi ile erkek üreme sistemi bozuklukları arasındaki 
bağlantıların daha fazla araştırılmasını gerektirmektedir.

Abstract:
In recent years, the use of High-Fructose Corn Syrup (HFCS) as a 
sweetener in the food industry has increased significantly. Along with this increase, 
many studies have been conducted arguing that it may be responsible for the high 
incidence of metabolic diseases. However, the effects of HFCS consumption on 
pubertal maturation, sexual behavior, and the reproductive system are not fully 
known. The purpose of the present thesis was to investigate the effects of HFCS 
consumption on pubertal maturation, sexual behavior, and the reproductive system. 
The experimental work of the thesis consisted of 3 stages;
In the first stage, efforts were made to understand the effects of HFCS on 
the transition to puberty (HFCS-1). The male animals to be used in this stage of 
the study were selected when they were 21 days old (weaning period). They were 
divided into Control and HFCS-55 (15% diluted, 55% fructose content 
administered for an average of 30 days) Groups (n=10 each group). EnzymeLinked ImmunoSorbent Assay (ELISA) was used for reproductive hormone levels 
(Testosterone, Estrogen, Luteinizing Hormone (LH), Follicle-Stimulating 
Hormone(FSH) ) in the parameters of the transition of animals to puberty, serum, 
and brain tissue samples, and gene analyzes (Kiss1, KiSS1R, RFRP3) were 
performed by PCR. In the second stage of experimental work, the effects of HFCS 
consumption on the reproductive system in adult male rats with sexual behavior 
(HFCS-2) were examined. At this stage, 20 male rats were divided into 2 groups Control and HFCS-55 (15% diluted, 55% fructose content applied daily for an 
average of 56 days) groups (n=10 each group). In the third stage of the 
experimental study, the animals were taken at 21 days of age (weaning period) and 
fed with HFCS until they reached sexual maturity (HFCS-3). At this stage, 20 male 
rats were divided into 2 groups Control and HFCS-55 (15% diluted, 55% fructose 
content applied daily for an average of 86 days) Groups (n=10 in each group). At 
the end of the second and third stages of this experimental study, all animals 
underwent a Sexual Behavior Test (SBT) and a Sexual Incentive Motivation Test 
(SIMT). The animals were then decapitated and RT-PCR gene analyses were made 
in serum and brain tissue samples and reproductive hormone levels were 
determined by ELISA.
In the HFCS-1 protocol, it was observed that the consumption of HFCS 
delayed puberty when compared to control animals. It was also found that HFCS 
application increased serum estrogen, LH, and FSH levels at significant levels 
compared to the Control Group. Kiss and KiSS1R gene expression was 
significantly increased in the Arcuate Nucleus (ARC) region when compared to the 
Control Group. In the HFCS-2 protocol, it was found that the female spent less 
time in the entire end zone adjacent to the female (end zone) and the female 
approach zones with SIMT when compared to the control after the application of 
the YFCS-2 protocol. On the other hand, it was found in CDT that consumption of 
HFCS significantly increased the Mount Latency (ML) and Ejaculation Latency 
(EL) and significantly decreased the Mating Rate (MR) and Sexual Activity Index 
(SAI). It was also found that serum estrogen, LH, and FSH levels increased 
significantly. Kiss and KiSS1R gene expression was significantly increased in the 
ARC region compared to the control group. In the HFCS-3 protocol, it wasobserved that the application of HFCS prolonged the first sexual behavior day and 
increased the weight of the first sexual behavior at significant levels. It was found 
with SIMT that the female test animal significantly reduced the time spent in the 
Approach Zone and End Zone. In SBT, on the other hand, it was also found that 
HFCS consumption increased EL and decreased Ejaculation Frequency (EF), DO, 
and CAI at significant levels.
As a result, it was observed that HFCS delayed the transition to puberty 
and sexual maturation by causing hypogonadism and altering serum hormone 
levels, affecting sexual motivation and behaviors negatively. Our findings require 
further investigation of the links between HFCS consumption and male 
reproductive system disorders in animal models.