Torakal spinal kord yaralanma modelinde irisin hormonunun nörodavranışsal etkilerinin incelenmesi
Investigation of neurobehavioral effects of irisin hormone in thoracic spinal cord injury model
Yazar: SEÇİL YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. ZÜBEYDE ERCAN
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Anksiyete = Anxiety ; Depresyon = Depression ; Spinal kord = Spinal cord ; İrisin = Irisin

Özet:
Spinal kord yaralanması (SKY) sonrası görülen motor ve duyusal bozukluklarla birlikte artan pro-inflamatuar sitokinler ve bireylerin yaşadığı kuvvet kaybı, kronik ağrı, artmış stres ve kaygı durumları, hayat kalitesinin düşmesi, sosyal hayatın bozulması psikolojik problemleri de beraberinde getirmektedir. Yaralanma sonrası destekleyici tedavilerden olan egzersiz, iyileşme sürecine olumlu katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada egzersiz ile indüklenen bir hormon olan irisinin spinal kord yaralanma modeli oluşturulan sıçanlarda görülen depresyon ve anksiyete benzeri davranışlar üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.
Çalışmada 2 aylık ortalama 200 ± 2.5 g ağırlığındaki Spraque Dawley (SD) ırkı erkek sıçanlar kullanılmıştır. Sıçanlar Kontrol, Sham, SKY+Deiyonize, SKY+İrisin olmak üzere 4 gruba ayrılmıştır. SKY+Deiyonize, SKY+İrisin gruplarındaki hayvanlara torakal 10 seviyesinde klips sıkıştırma yöntemiyle spinal kord hasarı oluşturulmuştur. Hayvanlarda model oluşturulduktan sonra 6 hafta süreyle 100ng/kg dozda irisin ve deiyonize su intraperitoneal olarak uygulanmıştır. Sıçanlarda hasar sonrası depresyon ve anksiyete benzeri davranışları değerlendirmek için sükroz tercih testi, zorlu yüzme testi ve yükseltilmiş artı labirent testi uygulanmıştır. Çalışma sonunda hayvanlar dekapite edilerek kan örnekleri alınmış, serum örneklerinde inflamatuar moleküllerden tümör nekroz faktörü alfa (TNF-α), İnterlökin-6 (IL-6), Kortikosteron ile beyin derive nörotrofik faktör (BDNF) düzeyleri Enzim-bağlı immunosorbent analiz (ELISA) testi ile analiz edilmiştir.
Deneysel çalışmaların sonunda model oluşturulan hayvanlarda depresyon ve anksiyete benzeri davranışlar gözlendi. Sükroz tercih testinde irisinin sükroz tüketimini deiyonize grubuna göre arttırdığı ve kontrole yaklaştırdığı görüldü. Zorlu yüzme testinde SKY sonrası azalan climbing ve swimming süreleri irisin uygulandığında arttı. Anksiyete benzeri davranışların değerlendirildiği yükseltilmiş artı labirent testinde model sonrası ölçümlerde kapalı kolda geçirilen sürede artış gözlendi. Ancak irisin uygulandığında kapalı kolda geçirilen sürede azalma ve açık kolda geçirilen sürede artış görüldü. Serum örneklerinde yapılan ELISA sonuçlarına göre, sham ve yaralanma oluşturulan grupta IL-6, kortikosteron, TNF-α değerleri kontrol grubuna göre arttı. Model oluşturulup irisin verilen grupta ise bu parametrelerde anlamlı düzeyde azalma olduğu gözlendi. BDNF düzeyinde gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunamadı.
Sonuç olarak, bu çalışmada ilk kez egzersizle indüklendiği bilinen irisinin kronik uygulanmasının SKY sonrası gelişen depresyon ve anksiyete benzeri davranışlar üzerinde bazı biyokimyasal parametrelerle ilişkili olarak olumlu etkileri gözlendi. Bu sonuçlara dayanarak SKY sonrası egzersiz tedavisinin davranışsal fonksiyonların geliştirilmesindeki yararlı etkisinde irisin hormonunun aracılık edebileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Increased pro-inflammatory cytokines and loss of strength, chronic pain, increased stress and anxiety, decreased quality of life, and disruption of social life, along with motor and sensory impairments seen after spinal cord injury (SCI), bring along psychological problems. Exercise, which is one of the supportive treatments after injury, contributes positively to the healing process. In this study, we aimed to investigate the effects of irisin, an exercise-induced hormone, on depression and anxiety-like behaviors in rats with spinal cord injury model.
2 month old male Spraque Dawley (SD) rats with an average weight of 200 ± 2.5 g were used in the study. The rats were divided into 4 groups as Control, Sham, SCI+Deionized, SCI+Irisin. Spinal cord injury was induced in SCI+Deionized, SCI+Irisin groups by clip compression method at thoracic 10 level. After the model was established in the animals, 100ng/kg dose of irisin and deionized water were administered intraperitoneally for 6 weeks. Sucrose preference test, forced swimming test and elevated plus maze test were performed to evaluate depression and anxiety-like behaviors in rats after injury. At the end of the study, the animals were decapitated, blood samples were taken and the levels of inflammatory molecules tumor necrosis factor alpha (TNF-α), Interleukin-6 (IL-6), Corticosterone and brain derived neurotrophic factor (BDNF) in serum samples were analyzed by Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) test.

	At the end of the experimental studies, depression and anxiety-like behaviors were observed in the model animals. In the sucrose preference test, it was observed that irisin increased sucrose consumption compared to the deionized group and brought it closer to the control. In the challenging swimming test, climbing and swimming times, which decreased after SCI, increased when irisin was applied. In the elevated plus maze test in which anxiety-like behaviors were evaluated, an increase in the time spent in the closed arm was observed in post-model measurements. However, when irisin was applied, there was a decrease in the time spent in the closed arm and an increase in the time spent in the open arm. According to ELISA results in serum samples, IL-6, corticosterone, TNF-α values increased in the sham and injury group compared to the control group. In the group in which the model was created and irisin was administered, a significant decrease in these parameters was observed. There was no statistically significant difference in BDNF levels between the groups.
	In conclusion, in this study, for the first time, the positive effects of chronic administration of irisin, which is known to be induced by exercise, on depression and anxiety-like behaviors after SCI were observed in relation to some biochemical parameters. Based on these results, it is thought that irisin hormone may mediate the beneficial effect of exercise therapy on the improvement of behavioral functions after SCI.