Erken adölesan ve adölesan dönemde ftalat maruziyetinin epigenetik mekanizmalar ve metabolik profil üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of effects of phthalate exposure on epigenetic mechanisms and metabolic profile in early adolescent and adolescent periods
Yazar: ÜNZİLE SUR
Danışman: PROF. DR. BELMA GÜMÜŞEL
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı / Farmasötik Toksikoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Epigenez-genetik = Epigenesis-genetic ; Ergenler = Adolescents ; Ftalatlar = Phthalates ; Metabolizma = Metabolism ; Metabolomikler = Metabolomics ; Peroksizom proliferatörü ile aktive olan reseptörler = Peroxisome proliferator-activated receptors

Özet:
Di (2-etil hekzil) ftalat (DEHP), kişisel bakım ürünlerinden oyuncaklara kadar birçok üründe/ambalajında kullanılan ve endokrin bozucu özellikleri olan bir kimyasal maddedir. DEHP ile ilgili yapılan çalışmalar toksisitenin özellikle erkek üreme sistemini hedeflediğini göstermektedir. Bu tez çalışmasında, Sprague Dawley erkek sıçanlar, erken adölesan ve adölesan dönem boyunca 30 mg/kg/gün (DD grubu) ve 60 mg/kg/gün (YD grubu) DEHP'e maruz bırakılarak oluşan toksisitenin sonuçları yetişkinlik döneminde kontrol grubu ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda, sperm parametrelerindeki değişiklikler, oksidatif stres oluşumu (total glutatyon, total antioksidan kapasite ve lipit peroksidasyonu düzeyleri), histopatolojik ve apoptotik değişiklikler incelenmiştir. Epigenetik değişiklikler irdelenmiş ve metabolomik analizler yapılmıştır. DEHP maruziyeti ile sperm sayı, motilite ve morfolojisinde anlamlı değişimler ve doku hasarına işaret eden histopatolojik değişiklikler meydana gelmiştir. Apoptoz DD ve YD grubunda sırasıyla 3,36 ve 7 kat artmıştır. Total glutatyon düzeyleri DD grubunda değişmezken YD grubunda %46,26 azalmıştır (p<0,05). DD ve YD gruplarında lipit peroksidasyonu (%41,03, %102,7, sırasıyla) ve total antioksidan kapasite (% 9,83, %19,38, sırasıyla) kontrole göre anlamlı düzeyde artmıştır (p<0,05). Metabolomik analizde lipit ve enerji metabolizmasının değiştiği saptanmış ve bu metabolik yolakların en önemli elemanlarından olan peroksizom proliferatör aktive reseptör gamma (PPAR-γ) düzeyleri doza bağlı olarak artmıştır (p<0,05). Her iki grupta da epigenetik profildeki değişimlerin en önemli göstergesi olan global DNA metilasyonlarının doza bağlı olarak azaldığı, histon metilasyon düzeylerinin ise arttığı belirlenmiştir (p<0,05).  Bu sonuçlar, yaşamın erken dönemlerinde DEHP'in, oksidatif stres, PPAR-γ, ve epigenetik modifikasyonlar aracılığı ile üreme sistemi üzerinde geri dönüşsüz bir toksisiteye neden olabileceğini göstermekte ve bu etkilerin sonraki nesillere aktarılabileceğine işaret etmektedir.

Abstract:
Di (2-ethyl hexyl) phthalate (DEHP) is a chemical that has endocrine disrupting properties and is widely used in many customer products. Studies on DEHP show that toxicity specifically targets the male reproductive system. In this thesis, preadolescent Sprague Dawley male rats were exposed to 30 mg/kg/day (DD group) and 60 mg/kg/day (YD group) DEHP until the end of adolescence period and the toxicity were evaluated in adulthood by measuring sperm parameters, histopathologic and apoptotic changes, oxidative stress parameters (total glutathione, total antioxidant capacity and lipid peroxidation levels), epigenetic mechanisms and changes in metabolic profile. Significant alterations in sperm count, motility, and morphology in both study group and histopathological changes were observed by DEHP exposure compared to control. Testicular apoptosis increased 3.36 and 7 times in the DD and YD groups, vs control respectively. Total glutathione levels did not change in the DD group, it decreased by 46.26% in the DD group (p <0.05). Lipid peroxidation (41.03%, 102.7%, respectively) and total antioxidant capacity (9.83%, 19.38%, respectively) increased significantly in DD and YD groups compared to control (p <0.05). Metabolomic analysis revealed an altered lipid and energy metabolism. Peroxisome proliferator activated receptor gamma (PPAR-γ) levels as one of the most important elements of these metabolic pathways, were increased depending on the dose (p <0.05). Global DNA hypomethylation and increased histone methylation levels which are the most important indicator of the changes in epigenetic profile, were also observed in both groups (p <0.05). These results indicate that DEHP exposure in the early stages of life causes an irreversible reproductive system toxicity through oxidative stress, PPAR-γ, and epigenetic modifications and these effects may be transgenerationally inherited.