Timokinonun diyabetik sıçanlarda kardiyak iskemi/reperfüzyon hasarı ve otofaji üzerine etkisi
Effect of thymoquinone on cardiac ischemia/reperfusion injury and autophagy in diabetic rats
Yazar: SAVAŞ ÜSTÜNOVA
Danışman: PROF. DR. YAŞAR İNCİ ALİCAN
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Otofaji = Autophagy ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Sıçanlar = Rats ; Timokinon = Thymoquinone ; İskemi = Ischemia

Özet:
Amaç: Diyabetik hastalar yüksek kardiyovasküler hastalık riski taşımaktadır. Timokinon, antioksidan ve antidiyabetik etkiye sahip önemli bir bitkisel bileşiktir. Çalışmamızda, diyabetik sıçanların izole kalplerinde timokinonun kardiyak iskemi/Reperfüzyon (İR) hasarı ve otofaji üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlandı.
Gereç ve Yöntem: Çalışmada, 4 aylık, ağırlıkları 350-400 g olan 35 adet erkek Wistar albino sıçan kullanıldı. Kontrol, İR ve timokinon (10 mg/kg; 1 ml; orogastrik) grupları ile streptozotosin (65 mg/kg, ip) ile diyabet oluşturulup, 30 gün timokinon ya da çözücü verilerek izole kalp sistemindeki kalplere 30 dakika global iskemi ve 60 dakika reperfüzyon uygulandı. Deney sonunda biyokimyasal ve histolojik analizler için kan, perfüzat ve kalp dokusu örnekleri alındı ve kardiyodinamik parametreler değerlendirildi. Veriler Benforroni'nin çoklu karşılaştırma testi ile değerlendirildi ve p<0.05 değeri istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.
Bulgular: Timokinon kan glikoz düzeyini diyabet grubuna göre anlamlı derecede (p<0.001) düşürdü. Diyastol sonu basınç değerlerinin tüm gruplarda iskemi ile arttığı sol ventrikül içi basınç değişimi ve max dp/dt değerlerinin ise azaldığı, timokinon uygulanması ile tüm parametrelerin diyabetik gruba oranla anlamlı bir şekilde (p<0.001) geri döndüğü gözlendi. Diyabet oluşturulması, kardiyak hasar belirteçleri olan CK-MB ve NT-proBNP, inflamasyon belirteçleri CRP, TNF-α, IL-6 ve IL-1β, endojen antioksidan SOD düzeylerinin artmasına, GSH'ın azalmasına neden olurken bu durum timokinon tarafından düzeltildi. Timokinon normal kaplerde APG5, Beclin 1 ve LC3B düzeylerini artırdı (p<0.001).
Sonuçlar: Diyabet inflamatuvar ve oksidatif mekanizmaları aktifleştirerek kardiyak hasar ve fonksiyon kayıplarına neden olurken, timokinon hem glikoz metbolizması hem de kardiyak performans üzerinde olumlu etkiler göstererek diyabetin yarattığı hasarları azaltmıştır. Diyabetik kalpte otofaji açısından anlamlı bir değişikliğe neden olmamıştır.

Abstract:
Objective: Diabetic patients have a high risk of cardiovascular diseases. Thymoquinone is an important herbal component and has antioxidant and antidiabetic effects. This study was designed to investigate whether thymoqinone has protective effects against ischemia-reperfusion (IR) injury and autophagia in isolated hearts of diabetic rats.
Materials and methods: Thirty five male Wistar albino rats weighing 350-400 g were used. Control, IR, thymoquinone (10 mg/kg) and diabetes (streptozotocin 65 mg/kg, ip) groups were designed, and treated with thymoquinone or vehicle for 30 days and 30 minutes ischemia and 60 minutes reperfusion were applied. Blood, perfusate and heart tissue samples were taken for biochemical and histological analysis and evaluated together with cardiodynamic parameters. The data were evaluated by Benforroni's multiple comparison test and p<0.05 was considered significant.
Results: Thymoquinone decreased blood glucose compared to diabetes group (p <0.001). End-diastolic pressure increased with ischemia, while left ventricular developed pressure and max dp/dt decreased, thymoquinone treatment revealed a significant (p <0.001) return of all parameters compared to diabetic group. Diabetes increased cardiac injury markers CK-MB and NT-proBNP, inflammation markers CRP, TNF-α, IL-6 and IL-1β, endogenous antioxidant SOD, decreased GSH and these levels were reversed by thymoquinone. Thymoquinone increased APG5, Beclin 1 and LC3B levels in normal hearts (p <0.001). 
Conclusions: Diabetes activates inflammatory and oxidative mechanisms, causing cardiac damage and loss of function, while thymoquinone has a positive impact on both glucose metbolism and cardiac performance, reducing these diabetes induced damage. It did not cause a significant change in autophagy in diabetic heart.