Glukokortikoid ve overektomi ile indüklenen osteoporozda avanafil ve zaprinast'ın kemik ve oksidatif hasar üzerine etkisi
The effect on bone and oxidative damage of avanafil and zaprinast in glucocorticoid and ovariectomy-induced osteoporosis
Yazar: ZÜBEYİR HUYUT
Danışman: PROF. DR. NURİ BAKAN
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Avanafil = Avanafil ; Deksametazon = Dexamethasone ; Glükokortikoidler = Glucocorticoids ; Kemik dansitesi = Bone density ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Osteoporoz = Osteoporosis ; Overektomi = Ovariectomy ; Zaprinast = Zaprinast

Özet:
Amaç: Osteoporoz birçok faktör ile ilişkili olan ve 50 yaşın üzerindeki kadınların %50'sinden fazlasını etkileyen önemli bir halk sağlığı problemidir. Daha önce yapılan çalışmalarda nitrik oksit (NO)'in anjiyogenez'i ve kan akışını hızlandırdığı ve kemik oluşumunda pozitif etkiye sahip olduğu bildirilmiştir. Çalışmamızda; NO sinyal yolağındaki siklik guanozin mono fosfat (cGMP)'ı hidroliz eden fosfodiesteraz-5 (FED-5) inhibitörlerinden zaprinast ve avanafil'in, NO ile sinyal yolu, kemik mineral yoğunluğu (KMY) ve oksidatif hasar üzerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.
Materyal ve Metod: Bu çalışmada 24 adet dişi, 24 adet erkek sıçan kullanılmıştır. 6'şar edet dişi sıçandan oluşan 4 gruptan ilki, şahm grubu olarak ayrılmış ve abdomen bölgesi 2 cm açılarak tekrar kapatılmıştır. Diğer üç grupta ise overektomi yapılmıştır. 6'şar adet erkek sıçandan oluşan 4 gruptan ilki sağlıklı kontrol grubu olarak ayrılmış, diğer üç gruba ise dexamethazone (DEX) verilmiştir. Hem dişi hem erkek sıçanlarda 3. ve 4. gruplara yukarıdaki işlemlere ek olarak sırasıyla günde 10 mg/kg dozda (sırasıyla 60 ve 30 gün) zaprinast ve avanafil verilmiştir. Bu uygulamalardan önce tüm gruplarda dansitometreyle KMY ve enzim bağlı immünoassay (ELISA) yöntemiyle idrarda piridinolin (PD) ve deoksipiridinolin (DPD) değerleri ölçülmüştür. Overektomi, uygulama işlemleri ve tedavi sonrası, tüm gruplarda ELISA yöntemiyle plazma endotelyal nitrik oksit sentaz (eNOS), NO, cGMP, FDE-5, protein kinaz-G (PKG), prokollagen peptid (PICP), c-terminal kollagen peptid (CTCP) düzeyleri ile idrar PD, DPD düzeyleri ve tüm gruplarda KMY düzeyleri ölçülmüştür. Bu parametlere ilaveten bütün gruplarda histopatolojik olarak sağ femur trabeküler kemik yoğunluğu, epifizeal genişlik değerleri ve kemik iliğinde anjiyogenez ise immunohistokimyasal olarak belirlenmiştir. Ayrıca oksidatif stres parametrelerinden malondialdehit (MDA), okside CoQ10/redükte CoQ10 ve 8-OHdG/106dG düzeyleri yüksek basınçlı likid kromatografisi (HPLC) yöntemiyle ölçülmüştür. 
Bulgular: Zaprinast ve özellikle de avanafil gruplarında FDE-5'in inhibe olduğu, cGMP ve PKG düzeylerinin arttığı ve KMY'da pozitif kontrol gruplarına göre ciddi artışların olduğu belirlenmiştir (p<0.05). Ayrıca zaprinast ve avanafil'in, sağ femur trabeküler kemik yoğunluğunu, epifizeal kemik genişliğini ve kemik iliğindeki anjiyogenez'i artırdığı ortaya çıkmıştır (p<0.05). Overektomili dişi ve DEX verilen pozitif kontrol gruplarında MDA, okside CoQ10/redükte CoQ10 ve 8-OHdG/106dG düzeylerinin yükseldiği (p<0.05), ancak zaprinast ve avanafil verilen gruplarda oksidatif stresin artmadığı ve sahm grubu değerlerine benzer olduğu belirlenmiştir.
Sonuç: Bu sonuçlara göre, in vivo olarak zaprinast ve avanafil'in, NO metabolik yolu aracılığıyla anjiyogenez'i artırarak osteoporozlu hastaların KMY'a önemli katkı yaptığı ve oksidatif stresi azalttığı söylenebilir.

Anahtar Kelimeler: Osteoporoz, avanafil, zaprinast, overektomi, dexametazon, kemik mineral yoğunluğu, oksidatif hasar

Abstract:
Aim: Osteoporosis is a major public health problem and associated with many factors. It affect more than 50% of women over the age of 50. In previous studies, it has been reported that nitric oxide (NO) accelerates angiogenesis and the flow of blood. Also, it has positive effect on bone formation. In our study, we investigated of effects of avanafil and zaprinas,   phosphodiesterase-5 (PDE-5) enzyme inhibitors, on NO signaling pathway, bone mineral density (BMD) and oxidative damages.
Material and Methods: In this study, 24 female and 24 male rats were used. Female rats were divided into 4 equal groups. The first group was sham group. In this group, abdomen area was closed again after opening up to 2 cm surgically. The other groups were ovariectomized. In addition, 24 male rats were divided into 4 equal groups. The first group was healthy control group. Dexamethasone (DEX) was given to the other groups. In addition to the above process, 10 mg/kg avanafil and zaprinast are given to 3st and 4th groups of both female (60 days) and male rats (30 days), respectively.  After these applications, BMD was measured by densitometry and PD, DPD measured in urine using by enzyme-linked immunoassay (ELISA) methods. Then, in all groups endothelial nitric oxide synthase (eNOS), NO, CGMP, PDE-5, protein kinase G (PKG), procollagen peptide (PICP), c-terminal collagen peptide (CTCP) in serum and PD, DPD in urine were measured by enzyme-linked immunoassay (ELISA). In addition to these parameters, in all groups, right femoral trabecular bone density and epiphyseal bone width as histologically, and angiogenesis in bone marrow were determined as immunohistochemically. Furthermore, malondialdehyde (MDA), ubiquinone-10 (CoQ10) / ubiquinol-10 (CoQ10H) and 8-OHdG/ 106dG from the oxidative stress parameters were deteced by high pressure liquid chromatography (HPLC).
Results: In zaprinast group particularly in avanafil group it was determined that PDE-5 was inhibited. In contrast to the parameters of BMD, cGPM and PKG values had been significantly increased when compared to the positive control groups. Also, avanafil and zaprinast enhanced the right femoral trabecular bone density, epiphyseal bone width and angiogenesis in bone marrow (p<0.05). In both female and male positive control groups MDA, okxide CoQ10/reducting CoQ10 ve 8-OHdG/106dG increased, however, these values and oxidative stress have not changed in zaprinast and avanafil groups. These results are similar to sahm and healthy control group values.
Conclusion: These results clearly show that avanafil and zaprinast had positive effects on trabecular bone density, epiphyseal bone width and angiogenesis in bone marrow by NO metabolic signal pathway and decreased oxidative stress in osteoporosis, as in vivo.

Key Words: Osteoporosis, avanafil, zaprinast, ovariectomy, dexamethasone, bone mineral density, oxidative damage