Deneysel kronik etanol toksisitesi oluşturulan sıçanlarda, eritrosit NMNDA reseptör aktivitesindeki değişikliklerin eritrositler üzerine etkisi
Effects of changes in erythrocyte nmda receptor activity on erythrocytes in experimental chronic ethanol toxicity in rats
Yazar: YASEMİN YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. SAMİ AYDOĞAN
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Alkoller = Alcohols ; Eritrositler = Erythrocytes ; Etanol = Ethanol ; Kan viskozitesi = Blood viscosity ; Malondialdehit = Malondialdehyde ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Viskozite = Viscosity

Özet:
Glutamat reseptör sisteminin iyonotropik reseptörlerinden olan N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptörleri, ligand-kapılı seçici olmayan katyon kanallarıdır. Santral sinir sistemi dışında başka dokularda olduğu gibi, eritrosit membranında da tesbit edilmiştir. Alkol bu reseptör1eri genelde antagonize etmektedir. Alkol tosisitesine bağlı olarak beyin dokusu yanında, eritrositlerdeki NMDA reseptör sayısında veya aktivitesindeki değişiklikler ile, agonist ve antagonistlere karşı oluşacak cevapların eritrositleri de etkilemesi muhtemeldir. Bu nedenle çalışmamızda deneysel alkol toksisitesi oluşturulan sıçanlarda NMDA reseptör aktivitesindeki değişikliklerin, hematolojik parametreler yanında, oluşturabileceği muhtemel oksidatif ve diğer hasarların, eritrositlerin  fonksiyonel özelliklerini ne ölçüde etkileyebileceğini ve eritrosit NMDA reseptörlerindeki muhtemel değişikliklerin alkol toksisitesi için bir gösterge olup olamayacağını  araştırmak amaçlanmıştır. 
Çalışmada ağırlıkları ortalama 400±50 gr olan 60 adet, 6-7 aylık Sprague Dawley sıçanlar kullanıldı. Bunun için 10'arlı 6 grup oluşturulmuştur. 1. Grup alkol almayan kontrol grubu; 2. Grup MK-801 verilen grup; 3. Grup D-sikloserin verilen grup; 4. Grup etanol toksisitesi(EtOH) oluşturulan grup; 5. Grup EtOH+ MK-801 verilen grup; 6. Grup EtOH+D- sikloserin verilen grup. Grupların hepsi sıvı diyet ile beslendiler. Etanol toksisitesi için artan miktarlarda alkol içeren sıvı diyet 27 gün süreyle uygulandı. Günlük ortalama alkol tüketimi 16±3,3 gr/kg olacak şekilde etanol toksisitesi sağlandı. 27 günlük diyet  sonrasında sıçanlardan kan ile karaciğer ve beyin doku örnekleri alındı. Kan örneklerinde hematolojik paramertereler ile tam kan ve plazma viskozite değerleri, ayrıca ELİSA yöntemiyle eritrosit 2,3 DPG miktarı, plazma ve karaciğer MDA düzeyleri ile  kanda ve beyin dokusunda  NMDA reseptör düzeyleri ölçüldü.
Kronik alkol toksisitesi oluşturulan hayvanlarda kontrol grubuna göre; hematolojik parametrelereden eritrosit, lökosit ve trombosit sayıları azalırken, % hematokrit ve MCV değerleri yükselmiş, hemoglobin ile MCH MCHC değerlerinde önemli bir değişiklik olmamıştır. Lökosit sayısı hariç diğer parametrelerdeki değişiklikleri MK-801 kullanılması baskılamışken, D-Sikloserin bariz bir etki yaratmamıştır. Kronik alkol tüketimiyle eritrosit 2,3-DPG düzeyleri önemli oranda azalmış, ancak bu grup hayvanlara MK-801 verilmesi bu düşüşü önlemekle kalmamış, kontrol grubunun da çok üzerine yükselmiştir. Gerek eritrosit gerekse karaciğer  MDA düzeyleri alkol toksisitesi oluşturulan hayvanlarda azalmış, MK-801 ve D-Sikloserin verilmesi anlamlı bir değişiklik yaratmamıştır. Eritrosit ve beyin dokusunda NMDA reseptör dağılımı MK-801 verilmesiyle azalmış, D-Sikloserin verilmesiyle artış göstermiştir. Kronik alkol toksisitesinde  NMDA reseptör düzeyi her iki dokuda da artmış, antagonist MK-801 verilmesi bu artışları önlemiştir. Sonuç olarak; kronik alkol tüketiminde NMDA reseptörlerinde meydana gelen değişiklikler ile eritrosit memranlarında bulunan NMDA reseptörlerindeki değişiklikler paralelelik göstermektedir. Agonist ve antagonistlerin kullanıldığı durumlarda  eritrositlerdeki NMDA reseptör aktivitesi de beyindekiler gibi paralel değişikliğe uğramaktadır. Bu değişiklikler eritrositlerin özelliklerini ve fonksiyonlarını etkilemektedir. Bunun  da onların yaşam sürelerini etkilemesi muhtemeldir. Ayrıca kronik alkol toksisitesinde NMDA reseptör düzeylerinde görülen değişiklikler için eritrosit NMDA düzeyleri bir gösterge olabilir. 
Anahtar Kelimeler: Alkol toksisitesi, Eritrosit, NMDA, Oksidatif stres, 2,3 DPG, Kan viskozitesi

Abstract:
N-methyl-D-aspartate receptors, one of the ionotropic receptors of glutamate receptor system, are non-selective ligand-gated ion canals. These receptors have also been detected in tissue other than central nervous system including erythrocyte membrane. Alcohol generally antagonizes these receptors. It is possible that alterations in the number and activity of NMDA as well as responses to agonist and antagonists may affect erythrocytes.  Thus, it was aimed to investigate in what degree potential oxidative injuries and other injuries caused by changes in NMDA receptor activity will affect functional characteristics of erythrocytes in addition to hematological parameters and whether presumptive changes in NMDA receptors of erythrocytes can be a marker for alcohol toxicity in experimental rat of model of alcohol toxicity.
The study was conducted on 60 Sprague-Dawley rats aged 6-7 months (weighing 400±50 g). The rats were assigned into 6 groups (n=10 in each): group 1 (control group), received no alcohol; group 2, received MK-801; group 3; received D-cycloserine; group 4, received ethanol to induce ethanol toxicity; group 5, received ethanol plus MK-801; and group 6, received ethanol plus D-cycloserine. The rats in all groups were fed by liquid diet. To induce ethanol toxicity, liquid diet containing gradually increasing amounts of alcohol was given over 27 days. Ethanol toxicity was induced by mean daily alcohol consumption of 16.0±3.3 g/kg. After 27-days diet, blood samples were drawn and the rats were sacrificed to obtain liver and brain samples. Hematological parameters and plasma viscosity were studied in blood samples obtained; in addition, erythrocyte 2,3 DPG level, plasma and liver MDA levels, and NMDA receptor levels in blood and brain tissue were measured by using ELISA method.   
The erythrocyte, platelet and leukocyte counts were decreased while %hematocrit and MCV values were increased with no significant changes in hemoglobin, MCH and MCHC values in the group in which chronic alcohol toxicity was induced when compared to controls. MK-801 treatment suppressed changes in parameters other than leukocyte count while D-cycloserine had no obvious effect on parameters studied. Erythrocyte 2,3-DPG level was significantly decreased by chronic alcohol consumption; however, MK-801 treatment in these rats not only prevented such decrease but also increased 2,3-DPG levels over controls. Both erythrocyte and liver MDA levels were decreased in rats in which alcohol toxicity was induced; however, treatment with either MK-801 or D-cycloserine didn't lead significant change. NMDA receptor expression in erythrocytes and brain tissue was decreased by MK-801 treatment while it was increased by D-cycloserine treatment. In chronic alcohol toxicity, NMDA receptor expression was increased in both tissues but prevented by MK-801 treatment.  In conclusion, the changes in NMDA receptors in chronic alcohol consumption were parallel to those in erythrocyte membrane. When agonist and antagonist were used, NMDA receptor activity in erythrocytes was changed in parallel to those in brain. These changes influence on properties and functions of erythrocytes, which may affect their life span. In addition, changes in erythrocyte NMDA levels can be a marker for changes in NMDA receptor levels in chronic alcohol toxicity.

Key words: Alcohol toxicity, Erythrocyte, NMDA, Oksidative stress, 2,3 DPG, Blood viscosity