Ratlarda gentamisin ile oluşturulan böbrek hasarı üzerine benfotiamin ve koenzim Q10'nun etkileri
Effects of benfotiamine and coenzyme Q10 on kidney damage induced gentamicin
Yazar: MEHMET ALPEREN ÜSTÜNER
Danışman: DOÇ. DR. DİLARA KAMAN
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Benfotiamin = Bbenfothiamine ; Böbrek = Kidney ; Böbrek fonksiyon testleri = Kidney function tests ; Gentamisinler = Gentamicins ; Koenzimler = Coenzymes ; Nefrotoksisite = Nephrotoxicity ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sıçanlar = Rats

Özet:
1. ÖZET
Gentamisin (GM), gram negatif enfeksiyonların tedavisinde günlük klinik uygulamalar içinde sık olarak kullanılan aminoglikozit antibiyotiklerin bir türüdür. KoenzimQ10 (CoQ10), endojen bir antioksidan olup serbest radikallere karşı koruyucu etkiye sahiptir. Benfotiamin (BFT) ise tiamin vitamininin yağda eriyen bir türü olarak bilinmektedir. Çalışmamızda gentamisine bağlı olarak oluşan nefrotoksisiteye karşı koenzim Q10 ve benfotiamin'in koruyucu etkinliklerini tespit etmek amaçlanmıştır.
Çalışmamızda 35 adet Wistar albino cinsi sıçan kullanıldı. Sıçanlar beş gruba ayrıldı. Birinci grup kontrol grubu, ikinci grup sham grubu olarak belirlendi. Üçüncü grupta ki her bir sıçana 80 mg/kg/gün gentamisin intraperitonal (i.p) yolla verildi. Dördüncü grupta her bir sıçana 80 mg/kg/gün gentamisin ile birlikte 10 mg/kg/gün CoQ10 i.p yolla verildi. Beşinci grupta ise her bir sıçana 80 mg/kg/gün gentamisin i.p yolla ve beraber 100 mg/kg/gün benfotiamin oral gavaj yoluyla verildi. Gentamisin, CoQ10 ve BFT'nin sekiz gün uygulanmasının ardından kan örnekleri alınıp, ötenazi sonrası böbrek dokuları çıkarıldı. Alınan kan örneklerinden Kidney Injury Molecule – Böbrek Hasar Molekülü (KIM-1) ve Tümör Nekroz Faktör-α düzeyleri (TNF-α) ELISA yöntemi ile, glutatyon ve malondialdehit (MDA) düzeyleri HPLC yöntemi ile, üre ve kreatinin değerlerinin analizi ise otoanalizörler ile yapıldı. Histopatolojik incelemeler için böbrek dokuları TUNEL boyama yapılarak histopatolojik olarak değerlendirildi.
       Serum kreatinin, üre, KIM-1 ve MDA düzeyleri gentamisin verilen grupta kontrol grubuna göre istatiksel olarak anlamlı olacak şekilde yükselmiştir (sırasıyla; P<0.001, P<0.001, P<0.005, P<0.0001). Gentamisin ile birlikte koenzim Q10 uygulanan ratlarda serum kreatinin ve KIM-1 düzeyleri azalsa da bu istatiksel olarak anlamlı bulunamadı, ancak serum MDA düzeyleri istatiksel olarak anlamlı şekilde azalmıştır (P<0.001). Gentamisin ile birlikte benfotiamin uygulanan ratlarda ise serum kreatinin, üre, KIM-1, TNF-α ve MDA düzeyleri istatiksel olarak anlamlı şekilde azalırken (sırasıyla; P<0.001, P<0.05, P<0.001, P<0.0001, P<0.0001), total ve redükte glutatyon değerleri yükselmiştir (P<0.0001). Histopatolojik olarak değerlendirildiğinde sadece gentamisin uygulanan gruba ait böbrek dokusunda kortekste yer alan tübüllerde oldukça belirgin nekroz görüldü. Gentamisin ile birlikte benfotiamin uygulanan grupta korteksteki tübüllerde nekrozun oldukça azaldığı tespit edildi. Gentamisin ile birlikte koenzim Q10 uygulanan deneklere ait böbrek dokularında kortikal tübüllerdeki nekroz sadece gentamisin uygulanan gruba göre azalmakla birlikte benfotiamin grubuna göre belirginliğini korumaktaydı.
Sonuç olarak bu çalışma benfotiamin ve koenzim Q10'nun gentamisin kaynaklı nefrotoksisiteye karşı koruma sağladıklarını, bunu da muhtemelen gentamisine bağlı olarak oluşan lipid peroksidasyonunu azaltarak ve oksidadif hasara karşı koruyucu etki göstererek gerçekleştirdiğini göstermektedir. Benfotiaminin, gentamisine bağlı gelişen nefrotoksisiteye karşı koenzim Q10'a göre daha iyi koruma sağladığı, bu çalışmada gerek biyokimyasal gerek histopatolojik olarak gösterilmiştir. Antibakteriyel ilaç olarak gentamisinin klinik kullanımında özellikle benfotiaminin de birlikte uygulanması nefrotoksik yan etkileri engellemek için bir alternatif olabilir. 
Anahtar Kelimeler: Gentamisin, Nefrotoksisite, Oksidatif Stres, KoenzimQ10, Benfotiamin

Abstract:
2. ABSTRACT
Effects of Benfotiamine and Coenzyme Q10 on Kidney Damage Induced Gentamicin
Gentamicin is a type of aminoglycoside frequently used in daily clinical practices at treatment of gram negative infections. Coenzyme Q10 (CoQ10) is an endogenous antioxidant and has a protective effect against free radicals. Benfothiamine is a fat soluble type of thiamine vitamin. Our study aims at identifying protective effects of CoenzymeQ10 and benfothiamine against nephrotoxicity induced by gentamicin.
35 Wistar albino rats were used in our study. The rats were divided into five groups. The first group was the control group and the second group was the sham group. In the third group, each rat was administered 80mg/kg/day gentamicin intraperitoneally. In the fourth group, each rat was administered 80mg/kg/day gentamicin intraperitoneally and 10mg/kg/day CoQ10 intraperitoneally. In the fifth group, each rat was administered 80mg/kg/day gentamicin intraperitoneally and 100 mg/kg/day Benfothiamine by oral gavage. After gentamicin, CoQ10 and BFT was administered for eight days, blood samples were taken and renal tissues were extracted after euthanasia. KIM-1, TNFα, glutathione, malondialdehyde, BUN, creatinine were analyzed from blood samples. Tunel dye was rendered and histopathologic observations were evaluated. 
Serum creatinine, urea, KIM-1 and MDA levels significantly increased in the group administered with gentamicin compared to the control group (P<0.001, P<0.001, P<0.005, P<0.0001, respectively). Although creatinine and KIM-1 levels decreased in the rats administered with gentamicin and coenzymeQ10, this was not statistically significant but serum MDA levels decreased significantly (P<0,001). While serum creatinine, urea, KIM-1, TNFα and MDA levels statistically significantly decreased in the rats administered with gentamicin and benfothiamine (P<0.001, P<0.05, P<0.001, P<0.0001, P<0.0001, respectively), total and reduced glutathione values increased (P<0.0001). Considering on histopathologic terms, a very distinctive necrosis was observed in the tubules in the cortex in the renal tissue in the group administered only with gentamicin. The necrosis highly decreased in the tubules in the cortex at the group administered with gentamicin and benfothiamine. While the necrosis in the cortical tubules in the renal tissues of the subjects administered with gentamicin and CoQ decreased compared to the group administered only with gentamicin, it maintained its distinctiveness compared to the benfothiamine group.
In conclusion, this study indicates that benfothiamine and coenzyme Q10 provide protection against gentamicin induced nephrotoxicity and provide it by probably reducing lipid peroxidation induced by gentamicin and exhibiting a protective effect against oxidative damage. Benfothiamine has been demonstrated both biochemically and histopathologically in this study to provide better protection against gentamicin induced nephrotoxicity compared to coenzyme Q10. Especially administering benfothiamine additionally in clinical use of gentamicin as an antibacterial can prove to be an alternative to prevent nephrotoxic side effects.
Key Words: Gentamicin, Nephrotoxicity, Oxidative Stress, CoenzymQ10, Benfotiamine