Erken adölesan ve adölesan dönemde Dİ-2-etil hekzil ftalat maruziyetinin sıçan beyin dokusunda oksidatif stres ve epigenetik değişiklikler üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effects of Dİ-2-ETHYL HEXYL phthalate exposure on oxidative stress and epigenetic changes in rat brain tissue in EARLY adolescent and adolescent period
Yazar: ŞEYDA KOÇ
Danışman: PROF. DR. BELMA GÜMÜŞEL
LOKMAN HEKİM ÜNİVERSİTESİ / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Farmasötik Toksikoloji = Pharmaceutical Toxicology
Dizin: Beyin = Brain ; Dietil hegzil ftalata = Diethyl hexyl phthalate ; Epigenetik = Epigenetic ; Ergenler = Adolescents ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Di-2-Etil Hekzil Ftalat (DEHP), plastik malzemelere esneklik ve yumuşaklık özelliği kazandırmak için medikal cihaz ve malzemeler, oyuncaklar, kozmetikler, kişisel bakım ürünleri, tekstil malzemeleri ve gıda ambalajları dahil olmak üzere geniş bir alanda tercih edilen ve yüksek miktarlarda üretilen bir ftalattır ve yaşamın tüm dönemlerinde maruziyet söz konusudur. Özellikle çocukluk dönemi maruziyetin sonuçlarının çok daha önemli olabileceği belirtilmektedir. Ftalatların hedef organlarının başında üreme sistemi, beyin ve tiroid sıralanabilir. Ftalatların beyin gelişimi üzerinde yaygın bir aralıkta etki gösterebileceği ve bu etkilerin altında farklı mekanizmaların rol oynayabileceği belirtilmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, ftalatlara bağlı istenmeyen etkilerin epigenetik temeli olabileceğine dair veriler elde edilmiştir. Ancak bu çalışmalar sınırlı sayıdadır ve genel olarak üreme sistemi ile ilişkilidir. Mevcut veriler, ftalatların toksik etki mekanizmalarından bir tanesinin DNA metilasyonu başta olmak üzere epigenetik değişikliklere yol açması olabileceği ileri sürülmektedir. Epigenetik değişikliklerin öğrenme ve hafıza bozuklukları, nörodejenerasyon ve beyin hasarlarında rol oynayabileceği düşünülmektedir. Ancak bu konuda özellikle adolesan ve preadolesan dönem maruziyetin etkilerini inceleyen araştırmalar oldukça sınırlı düzeydedir. Bu bilgiler ışığında planlanan tez çalışmasında, DEHP'in erken adölesan ve adölesan dönemde maruziyetinin beyin üzerindeki etkilerinin incelenmesi amacıyla, Sprague-Dawley erkek sıçanlar doğumlarından 21-23 gün sonra alınarak, rastgele yöntemle kontrol grubu, DEHP düşük doz grubu ve DEHP yüksek doz grubu olmak üzere 3 gruba ayrılmıştır ve erken adölesan dönemden başlanarak adelösan dönemin bitimine kadar oral yoldan dozlama yapılmıştır. Çalışma gruplarındaki sıçanlar yetişkinlik döneminde dekapite edilerek, beyin dokularında histopatolojik değişiklikler, epigenetik değişiklikler (histon asetilasyonu, DNA metilasyonu) ile oksidatif stres parametreleri (Lipit peroksidasyonu, Glutatyon) değerlendirilmiştir.Histopatolojik incelemelerde yüksek doz DEHP verilen grupta daha belirgin olmak üzere beyin doku morfolojisindeki bozulmanın varlığına işaret eden bulgular elde edilmiştir. Hipokampusun ışık mikroskobu altında incelemesinde hem düşük hem yüksek doz DEHP uygulanan grupta da ödem, mikrogliya, piknotik çekirdekli gliya hücreleri gözlenmiştir. Düşük doz DEHP uygulanan grupta sadece CA1 bölgesinde piramidal nöron kaybı olduğu tespit edilirken, yüksek doz DEHP uygulanan grupta piramidal nöron kayıpları CA1, CA2 ve CA3 bölgelerinde belirlenmiştir. DEHP maruziyeti ile beyin lipit peroksidasyonu düzeylerinde kontrol grubuna kıyasla önemli bir değişiklik gözlenmemiştir. Her iki doz grubunda total GSH düzeylerinde gözlenen anlamlı artışların, DEHP'in indüklediği oksidatif strese karşı adaptif bir yanıt olabileceği değerlendirilmiştir. Beyindeki DNA metilasyonunda istatistiksel olarak anlamlı olmamakla birlikte azalma; histon modifikasyonunda ise artma gözlenmesi, DEHP maruziyetinin beyinde epigenetik değişikliklere yol açabildiğini ve beyin dokusunda gözlenen hasarın altında yatan mekanizmalardan biri olarak bu epigenetik değişikliklerin de yer alabileceğini göstermiştir. Tüm sonuçlar, erken gelişim döneminde DEHP temasının beyin toksisitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Di-2-Ethyl Hexyl Phthalate (DEHP), which is preferred in a wide area including medical devices and materials, toys, cosmetics, personal care products, textile products and food packaging, is produced in high quantities in order to give plastic materials flexibility and softness and there is exposure to this phthalate at all stages of life. It is stated that the consequences of childhood exposure may be much more important. Reproductive system, brain and thyroid can be listed as the main target organs of phthalates. It has been reported that phthalates may have a wide range of effects on brain development and many mechanisms may play a role in these effects. In recent studies, data have been obtained that the undesirable effects of phthalates may have an epigenetic basis. However, these studies are limited in number and are generally related to the reproductive system. Available data suggest that one of the toxic effects of phthalates may be epigenetic changes, primarily DNA methylation. It is thought that epigenetic changes may play a role in learning and memory disorders, neurodegeneration and brain damage. However, studies examining the effects of exposure especially in adolescence and preadolescent period are very limited. In the thesis study, which was planned in the light of these informations, Sprague-Dawley male rats were taken 21-23 days after their birth and randomly divided into 3 groups as control group, low dose DEHP group and high dose group DEHP and given oral doses from early adolescence until the end of adolescence in order to examine the effects of exposure of DEHP in early adolescence and adolescence on the brain. The rats in the study groups were decapitated during adulthood and histopathological changes in brain tissues, epigenetic changes (histone acetylation, DNA methylation) and oxidative stress parameters (Lipid peroxidation, Glutathione) were evaluated. In the histopathological examinations, findings indicating the presence of deterioration in brain tissue morphology were obtained, more prominently in the group given high-dose DEHP.In the examination of the hippocampus under the light microscope, edema, microglia, and glial cells with pycnotic nuclei were observed in both low and high dose DEHP groups. In the low-dose DEHP applied group, pyramidal neuron loss was detected only in the CA1 region, while in the high-dose DEHP-administered group, pyramidal neuron losses were detected in the CA1, CA2 and CA3 regions. No significant change was observed in the levels of brain lipid peroxidation with DEHP exposure compared to the control group. Significant increases in total GSH levels observed in both dose groups were considered to be an adaptive response to DEHP-induced oxidative stress. The decrease in DNA methylation in the brain, although not statistically significant, and the increase in histone modification showed that exposure to DEHP may cause epigenetic changes in the brain and these epigenetic changes may also take place as one of the mechanisms underlying the damage observed in brain tissue. All results suggest that DEHP exposure during early development may have a significant effect on brain toxicity.