Kurkuminin diyetsel karnitin kaynaklı tmao ile değiştirilmiş kardiyovasküler parametreler üzerindeki etkisi
The effect of curcumin on dietary carnitine based tmao altered cardiovascular parameters
Yazar: MARTIN ORLINOV KANEV
Danışman: PROF. DR. İLKER DIBIRDIK
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics

Özet:
Kardiyovasküler hastalıklar dünyada en çok ölüme sebep olan hastalıklarda ilk sırada yer almaktadır. Kardiyovasküler hastalıkların ana sebebi olan aterosklerotik plaklar, kalp krizi ve koroner kalp hastalıklarına neden olabilmektedir. İnsanlarda TMAO, bağırsak florası tarafından üretilen TMA oksijenlenmesinden kaynaklanmaktadır. İnsanlarda önemli bir TMAO kaynağı olan L-karnitin diyetsel ve ihtiyaca bağlı hücresel biyosentezden elde edilir.
Yapılan çalışmada, sıçanlarda kurkuminin diyetsel karnitin kaynaklı TMAO ile değiştirilmiş kardiyovasküler parametreler üzerindeki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Deney hayvanı olarak üretim kolaylığı, model organizma oluşu ve çalışılacak konu ile ilgili geniş veri tabanına sahip olduğu için sıçan (Rattus sp.) seçilmiştir. Her grupta altı hayvan olacak şekilde kontrol, karnitin, zerdeçal, kurkumin, karnitin+zerdeçal ve karnitin+kurkumin olmak üzere altı beslenme grubu oluşturulmuştur. Sıçanlar çalışmada denemesi yapılacak kimyasallar ile karıştırılarak özel üretilmiş pelet yemler ile 60 gün beslenmiştir. 60 gün sonunda etik kurul protokolüne uygun şekilde anestezi altında eksanguanasyon yöntemi ile kan ve karaciğer dokusu ile peritonal makrofaj hücreleri toplanmıştır. Biyokimyasal değerlendirmeler için otoanalizör yardımıyla kolesterol, HDL-C, LDL-C, trigliserid, glukoz, AST, ALT, üre, kreatinin ve CK değerleri ölçülmüştür. Serumdan ELISA kitleri ile TMAO, CRP, NO, LDL-R, MMP3, Sistatin C, Homosistein, SAA ve VCAM1 konsantrasyonları belirlenmiştir. Peritondan izole edilen makrofaj hücrelerinden ELISA kitleri ile CD36 yüzey reseptörlerinin seviyeleri ölçülmüştür. Karaciğer homojenizasyonu yapıldıktan sonra ELISA kitleri ile FMO3, HMGCoA-R ve CYP7A1 düzeyleri belirlenmiştir. Elde edilen veriler SPSS 22.0 programında ANOVA ve Independent sample t-test istatistik testi ile değerlendirilmiştir.
Çalışma sonucunda karnitin ile beslenen sıçanlarda biyokimyasal parametrelerinden kolesterol, LDL-C ve kreatininde artış görülürken; trigliserid seviyelerinde azalma belirlenmiştir. Kardiyovasküler parametreler olan TMAO, FMO3, CD36, SRA1, HMGCoA-R, CRP ve VEGF parametrelerinde kontrole göre anlamlı artış belirlenmiştir (p≤0,05). Karnitin ile beslenen sıçanlara zerdeçal ve kurkumin takviyesi verildiği zaman LDL-C biyokimyasal parametresinde anlamlı düşüş görülmüştür (p≤0,05). Kardiyovasküler parametrelerden TMAO, FMO3, CD36 ve LDL-R değerlerinde düşüş meydana gelirken; Sistatin C ve HMGCoA-R seviyelerinde anlamlı artışlar meydana gelmiştir (p≤0,05). TMAO seviyelerinde meydana gelen değişimler kolesterol, LDL-C, FMO3 ve CD36 ile pozitif korelasyon gösterirken; trigliserid, HDL-C, CK, CYP7A1 ve HMGCoA-R düzeyleri ile negatif korelasyon göstermiştir (p≤0,05).
Zerdeçal ve aktif maddesi kurkuminin karnitin ile beslenmeye takviye olarak verilmesi, karnitin ile değişen kardiyovasküler yolaklarda yer alan moleküllerin konsantrasyonlarında normale dönüşe neden olduğu ilk kez bu bu çalışmada gösterilmiştir. Bu çalışma ile kardiyovasküler hastalıkların oluşumu ve önlenmesinde zerdeçal ve kurkumin kullanımının integratif bir yaklaşım olarak ele alınabileceği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
Cardiovascular diseases are among the most fatal diseases in the world. Atherosclerotic plaques, which are the main cause of cardiovascular diseases, can cause heart attack and coronary heart diseases. TMAO in humans occurs through the oxygenation of TMA produced by the intestinal flora. L-carnitine, an important source of TMAO in humans, is obtained from need-dependent cellular biosynthesis and diet.
This study aimed to investigate the effect of curcumin on cardiovascular parameters which are modified by dietary carnitine-derived trimethylamine-N-oxide (TMAO) in rats. Rat (Rattus sp.) was selected as an experimental animal because of its ease of production, being a model organism, and having a large database on the subject to be studied. Six feeding groups were formed as control, carnitine, turmeric, curcumin, carnitine+turmeric, and carnitine+curcumin, consisting of six animals in each group. In this study, the rats were fed with specially produced pellets which are mixed with chemicals to be tested for 60 days. At the end of 60 days, blood and liver tissue and peritoneal macrophage cells were collected by exsanguination method under anaesthesia in accordance with the ethics committee protocol. For biochemical evaluations, cholesterol, HDL-C, LDL-C, triglyceride, glucose, AST, ALT, urea, creatinine and CK values were measured utilizing the routine lab autoanalyzer. TMAO, CRP, NO, LDL-R, MMP3, Cystatin C, Homocysteine, SAA, and VCAM1 concentrations were determined from serum using ELISA kits. The levels of CD36 surface receptors were measured with ELISA kits from macrophage cells isolated from the peritoneum. After liver homogenization, FMO3, HMGCoA-R and CYP7A1 levels were determined utilizing ELISA kits. The data obtained were evaluated with the ANOVA and Independent sample t-test statistical test in the SPSS 22.0 program.
As a result of the study, while an increase was observed in the biochemical parameters of cholesterol, LDL-C, and creatine in rats fed carnitine, a decrease in triglyceride levels was determined. A significant increase was determined in cardiovascular parameters TMAO, FMO3, CD36, HMGCoA-R, and CRP when compared to the control (p≤0.05). When carnitine-fed rats were given turmeric and curcumin supplements, a significant decrease in LDL-C biochemical parameter was observed (p≤0,05). While TMAO, FMO3, CD36, and LDL-R values of cardiovascular parameters decreased, Cystatin C and HMGCoA-R levels increased significantly (p≤0,05). Changes in TMAO levels were positively correlated with cholesterol, LDL-C, FMO3, and CD36, while negatively correlated with triglyceride, HDL-C, CK, CYP7A1, and HMGCoA-R levels (p≤0,05).
For the first time, this study has shown that when turmeric and its active ingredient curcumin is added to the diet with carnitine cause normalization in the concentrations of molecules which play roles in the cardiovascular pathways that can be altered by carnitine consumption.
This study revealed that the use of turmeric and curcumin in the formation and prevention of cardiovascular diseases can be considered as an integrative approach.