Toluenin in vivo ve in vitro olarak eritrosit zar stabilitesine etkisi.
Effect of toluene on erythrocyte membrane stability under in vivo and in vitro conditions.
Yazar: İSMAİL KARABULUT
Danışman: DOÇ.DR. DİCLE BALKANCI
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Oksidatif stres = Oxidative stress ; Ozmotik kırılganlık = Osmotic fragility ; Toluen = Toluene

Özet:
Toluen,endüstride çok yaygın olarak kullanılan organik bir çözücüdür. Başta santral sinir sistemi olmak üzerebir çok organı etkilemektedir. Güçlü lipofilik özelliği nedeniyle hücre membranlarında birikir vehücre membran transportunu bozar. Metabolitleri reaktif oksijen türevlerinin (ROS) oluşumundansorumludur ve karaciğer, ince bağırsak, böbrek, beyin gibi dokularda lipid peroksidasyonuna yolaçtığı bilinmektedir. Eritrositler oksidatif hasara yatkındırlar. Oksijen radikalleri eritrositlerdedoymamış yağ asitleri ve proteinlerle reaksiyona girerek lipid peroksidasyonuna ve protein yıkımınayol açarlar. Ürün olarak malondialdehit (MDA) ve protein karbonil (PC) meydana gelir. Bununlaberaber eritrositlerin savunma sistemleri de güçlüdür ve oksijen radikallerini ortamdan uzaklaştırankatalaz (CAT), glutatyon peroksidaz (GSH-Px) gibi antioksidan enzimleri yoğun olarak içerirler. Buçalışmada toluenin ozmotik frajiliteyi azaltıcı etkisiyle, oksidatif stresi artırıcı etkisi arasındakiilişkinin incelenmesi amaçlanmıştır ve toluene mesleksel (in vivo) ve in vitro olarak maruz kalaninsan eritrositlerinde eş zamanlı ozmotik frajilite, ortalama hücre hacmi (MCV), oksidatif stresparametreleri ve antioksidan enzim aktivitelerine bakılmıştır. Ozmotik frajilite deneyleri içineritrositler farklı derişimlerdeki NaCl solüsyonlarına eklenmiştir (kör, % 0.38, % 0.40, % 0.42, %0.44, % 0.46, % 0.48 ve stok ). Kör solüsyonundaki hemoliz miktarı %100 kabul edilerek, her birsolüsyondaki hemoliz yüzdesi hesaplanmıştır. Eritrosit MCV ölçümleri tam kan sayım cihazıylayapılmıştır. Ozmotik frajilite deneylerinin ve MCV ölçümlerinin yapıldığı gün hazırlanan eritrositpaketleri, MDA, PC seviyesi, CAT ve GSH-Px aktivitesinin bakılacağı güne kadar -85 oC'desaklanmıştır. İstatiksel değerlendirme Mann-Whithney U Testi'yle yapılmıştır. Toluen eritrositlerdehem in vivo, hem de in vitro maruziyet ile oksidatif stres parametrelerini anlamlı olarak artırmıştır veantioksidan enzimlerini tüketerek aktivitelerinin anlamlı olarak azalmasına (in vitro CAT aktivitesindeanlamlı olmayan bir azalma) yol açmıştır. Ozmotik frajiliteyi azaltıcı etkisi ise çalışmanın sadece invitro kısmında görülmüştür. Eritrosit MCV ölçümlerinin hiç birinde anlamlı bir değişiklikbulunmamıştır. Sonuç olarak, toluen hem in vivo, hem de in vitro maruziyet ile eritrositlerde lipitperoksidasyonuna ve protein hasarına yol açmıştır. Toluene in vitro maruziyet ile eritrositlerde oluşanozmotik frajilite azalması onun lipofilik özelliği nedeniyle membranı stabilize edici etkisindenkaynaklanmıştır ve bu etki toluenin oksidatif stresi artırarak oluşturduğu ozmotik frajiliteyi artırıcıetkisine baskın gelmiştir.Anahtar Kelimeler: Toluen, ozmotik frajilite, oksidatif stres, membran stabilitesi.

Abstract:
Toluene is an organic solvent used widely in the industry. It has adverse onvarious organs including the central nervous system. Since it is highly lipophilic it accumulates in thecell membrane impeding transport through it. Its metabolites are responsible for the formation ofreactive oxygen species (ROS) and are known to trigger lipid peroxidation in tissues such as liver,small intestine, kidney and brain. Erythrocytes are also prone to oxidative damage. Oxygen radicalsreact with unsaturated fatty acids and proteins in erythrocytes leading to lipid peroxidation and proteinbreakdown. Malonyldialdehyde (MDA) and protein carbonyl (PC) are produced as end products ofthese reactions. On the other hand the defense system of erythrocytes is strong including antioxidantenzymes like catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSH-Px) that scavenge the oxygen radicals.In this study, we aimed to investigate the relationship between the osmotic fragility of erythrocytesand the oxidative stress inducing effect of the toluene. Measurements of osmotic fragility, meancorpuscular volume (MCV), oxidative stress parameters and antioxidant enzyme activities wereperformed simultaneously both in the individuals exposed to toluene professionally (in vivo) and thehuman erythrocytes treated with toluene (in vitro). To measure osmotic fragility erythrocytes wereplaced in NaCl solutions at various concentrations (blank, 0.38%, 0.40%, 0.42%,0.44%,0.46%, 0.48%and stock). Percent of hemolysis in each solution was calculated with respect to the hemolysis in theblank solution (100%). Erythrocyte MCV measurements were done by on automatic analyzer. Theerythrocyte packs prepared at the same day of above mentioned measurements were kept at -85oCuntil the time for determination of MDA and PC levels, and CAT and GSH-Px activities. The datawere analyzed statistically by Mann-Whithney U Test. Toluene increased oxidative stress parameterssignificantly both in in vivo and in vitro exposure, it also caused a significant decrease in the activitiesof antioxidant enzymes by exhausting them (in vitro CAT activity was lower but did not reachstatistical significance). Osmotic fragility was altered observed only in the in vitro experiments.Erythrocyte MCV values didn?t exhibit any change. In conclusion toluene resulted in lipidperoxidation and protein damage both by in vivo and in vitro exposure. The decreased osmoticfragility in erythrocytes treated with toluene in vitro was a result of the membrane stabilizing effect oftoluene which in turn is due to its lipophilic properties. Oxidative properties of toluene may beexpected to increase osmotic fragility. The decrease in osmotic fragility that was observed in ourexperiments is probably due to the membrane stabilizing action of this chemical through itslipophilicity.Key words: Toluene, osmotic fragility, oxidative stress, membrane stability