Betain ve metforminin diyabetik sıçanlarda karaciğer ve böbrek fonksiyonları ile oksidatif stres üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of betaine and metformin treatments on liver and kidney functions as well as oxidative stress in diabetic rats
Yazar: BETÜL EVRAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET MÜJDAT UYSAL
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Temel Tıp Bilimleri Bölümü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Betain = Betaine ; Böbrek fonksiyon testleri = Kidney function tests ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Metformin = Metformin ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Streptozotosin = Streptozotocin ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç: Diyabetes mellitus'ta (DM) organ hasarının patojenezinde oksidatif stres önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle, antioksidan bileşiklerin diyabetik komplikasyonların gelişimindeki koruyucu rolleri incelenmektedir. Homosistein (HS) düzeylerini azaltan bir kolin metaboliti olan betainin (BET) antioksidan ve antiinflamatuvar etkileri vardır. BET ve HS düzeylerindeki değişim ile DM komplikasyonlarının gelişimi arasında bir ilişki olabileceği ileri sürülmekle birlikte, BET uygulamasının DM'deki etkisi yeterince bilinmemektedir. Çalışmamızda diyabetik sıçanlarda BET'in serum glikoz ve glike hemoglobin (HbA1c) düzeyleri, serum lipitleri, karaciğer ve böbrek fonksiyonları ile bu dokularda oksidatif stres üzerine etkisi araştırıldı. Bu incelemeler BET'i, bir antidiyabetik ajan olan metformin (MET) ile birlikte uygulayarak da yapıldı. 
Gereç ve Yöntem: Wistar tipi erkek sıçanlara tek doz streptozotosin (STZ; 55 mg/kg; i.p.) uygulandı. Bu sıçanlara 4 hafta süreyle BET (% 2,5; w/w; yem ile) ve MET (4 g/L; içme suyu ile) ayrı ayrı ve birlikte uygulandı. Karaciğer fonksiyonları serumda alanin aminotransferaz (ALT), aspartat aminotransferaz (AST) ve laktat dehidrojenaz (LDH) aktiviteleri ile, böbrek fonksiyonları ise serumda total protein, albumin, kan üre azotu (BUN), kreatinin ve idrarda protein düzeyleri tayini ile belirlendi. Oksidatif stres plazma ve dokularda aktif oksijen türleri (reactive oxygen species; ROS) oluşumu, malondialdehit (MDA), glutatyon (GSH) ve total antioksidan aktivite (ferric reducing antioxidant power; FRAP) ölçümleri ile değerlendirildi. 
Bulgular: Diyabetik grupta glikoz, HbA1c, serum lipitleri arttı, karaciğer ve böbrek fonksiyonlarında bir bozulma saptandı. Karaciğer ve böbrekte ROS üretimi ve MDA düzeylerinde bir artış bulundu,  GSH ve FRAP düzeyleri ise değişmedi.  BET tedavisi STZ-diyabetik sıçanlarda karaciğer ve böbrekte prooksidan durumu azaltmasına rağmen, HbA1c düzeylerinde, karaciğer ve böbrek fonksiyon testlerinde iyileşme oluşturmadı. MET ise dokularda prooksidan durumu azaltmasının yanısıra HbA1c düzeylerinde, karaciğer ve böbrek fonksiyon testlerinde ılımlı bir düzelmeye yol açtı. BET ve MET birlikte uygulandığında ise MET ile elde edilenlerden farklı bir sonuç oluşmadı. 
 Sonuç: BET uygulamasının STZ-diyabetik sıçanlarda karaciğer ve böbrekte prooksidan durumu azaltmasına rağmen, karaciğer ve böbrek komplikasyonlarının gelişimi  üzerine olumlu bir etkisi olmadığı ve MET ile birlikte kullanıldığında da MET'in etkinliğini değiştirmediği saptandı.

Abstract:
Title: Investigation of the effect of betaine and metformin treatments on liver and kidney functions as well as oxidative stress in diabetic rats
Objective: Oxidative stress plays an important role in the pathogenesis of tissue damage in diabetes mellitus (DM). Therefore, the preventive potential of several antioxidant compounds have been examined in the development of diabetic complications. Betaine (BET), a choline metabolite, has antioxidant and antiinflammatory properties and decreases homocysteine (HS) levels. Although it has been suggested that there is a relationship between the alteration of BET and HS levels and development of DM complications, the effect of BET treatment on DM is not clearly known. In our study, we investigated the effects of BET on serum glucose and glycated hemoglobin (HbA1c), serum lipids, liver and kidney functions as well as oxidative stress markers in diabetic rats. These examinations were also repeated its combination with metformin (MET), an antidiabetic agent. 
Materials and Methods: In our study, diabetes induced by streptozotocin (STZ; 55mg/kg; i.p.) in Wistar male rats. Diabetic rats were treated by BET (2.5 %; w/w; in the diet) and MET (4 g/L; in drinking water) alone or together for 4 weeks. Liver functions were determined by serum aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and lactate dehydrogenase (LDH) activities. Kidney functions were examined by the measurements of serum total protein, albumin, blood urea nitrogen (BUN), creatinine and urinary protein levels. Oxidative stress was evaluated by reactive oxygen species (ROS) formation, malondialdehyte (MDA), glutathione (GSH) levels and total antioxidant activity (ferric reducing antioxidant power; FRAP) determinations.
Results: In diabetic group, glucose, HbA1c and serum lipids increased and an impairment in liver and kidney function tests was observed. Hepatic and renal ROS formation and MDA level elevated, whereas GSH and FRAP levels remained unchanged. BET treatment was observed to decrease hepatic and renal prooxidant status without any change in HbA1c levels, liver and renal function tests in diabetic rats. MET treatment caused a moderate amelioration in HbA1c levels, liver and kidney function tests and reduced prooxidant status. BET and BET plus MET treatments caused similar results in STZ-rats.
Conclusion: Our results indicate that BET is not effective in the prevention of STZ-induced hepatic and renal disturbances, but it depresses prooxidant status in tissues. In addition, combined use of BET and MET did not produce any synergistic effect.