Fruktoz ile oluşturulan insülin direncinde kurkuminin PI3K/Akt ve AMPK sinyal yolaklarına etkisinin incelenmesi
The effect of curcumin on PI3K/Akt and AMPK pathways in insulin resistance induced by fructose
Yazar: GÜLCE KİREN
Danışman: PROF. DR. HATİCE PAŞAOĞLU
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Fosfoinositid 3-kinaz = Phosphoinositide 3-kinase ; Fruktoz = Fructose ; Kurkumin = Curcumin ; Metabolik sendrom = Metabolic syndrome ; Protein kinazlar = Protein kinases ; İnsülin direnci = Insulin resistance

Özet:
İnsülin direnci, metabolik sendrom olarak adlandırılan tip 2 diyabet / glukoz
intoleransı, obezite, dislipidemi ve hipertansiyon kümelenmesi dahil olmak üzere
bir dizi klinik bozukluğun bir özelliğidir. Kronik aşırı fruktoz tüketiminin
hayvanlarda ve insanlarda artan insulin direnci, alkolsüz yağlı karaciğer hastalığı,
dislipidemi ve obezite riski ile ilişkili olduğu bilinmektedir. Kurkuminin plazma
LDL ve trigliserid düzeylerini düşürmesi, HDL kolesterolü arttırması, insülin
duyarlılığını geliştirmesi gibi metabolik sendromun birçok parametresi üzerindeki
etkileri hakkında çalışmalar mevcuttur. Çalışmamızın amacı, fruktoz ile
oluşturduğumuz insulin direncinde rat modellerine uyguladığımız 8 haftalık 100
mg/kg ve 200 mg/kg doz kurkumin tedavisinin; kan glukozu, insülin ve HOMA-IR
değerlerini göz önünde bulundurarak hem Akt/PI3K hem de AMPK yolağındaki
GLUT4 translokasyonu üzerindeki olası etkilerini değerlendirmek, bununla birlikte
kurkumin tedavisinin Akt yolağındaki IRS serin/tirozin fosforilasyonu dengesine
bakarak olası insulin direncini iyileştirmesinde olası rolünü ortaya çıkarmaktır.
Bu çalışmada, kontrol (mısır yağı) (Grup 1), fruktoz + mısır yağı (Grup 2),
fruktoz + mısır yağında çözünmüş kurkumin 100 mg/kg (Grup 3), fruktoz + mısır
yağında çözünmüş kurkumin 200 mg/kg (Grup 4) uyguladığımız 4 ayrı Wistar
albino türü rat grupları bulunmaktadır. 8 haftanın sonunda, kan kas ve yağ dokusu
örnekleri alınmıştır. Elde edilen serumlarda, insülin, glukoz parametreleri ölçülüp
HOMA-IR değerleri hesaplanmıştır. Çalışmamızda Grup 2'de Grup 1'e göre artan
serum glukoz ve insülin seviyeleri gözlenmiş olup, insülin direnci modeli başarılı
bir şekilde oluşturulmuştur.
Çalışmamızın sonucunda %20'lik fruktoz uygulamasıyla insülin direnci
oluşturulan ratlarda, kurkumin uygulamasının, yağ ve kas dokularında insülin
sinyalinin geliştirilmesi, Akt/PI3K yolağı parametrelerinin düzenlenmesi, AMPK
aktivasyonu, PGC-1 α ve GLUT 4 seviyelerinin arttırılması yollarıyla insülin
direnci üzerine iyileştirici etkiler gösterdiği bulunmuştur. Ayrıca çalışmamızda,
200 mg/kg kurkumin uygulamasının 100 mg/kg uygulamasına kıyasla insülin
direncinin giderilmesinde daha etkili olduğunu gösteren bulgular elde edilmiştir.
Bu çalışma, kurkumin uygulamasının insülin direnci tedavisi üzerinde umut vaat
edici sonuçlarını ortaya koymaktadır. Elde edilen bulgular; kurkuminin, insulin
direnci mekanizmalarındaki birçok yolak ve protein üzerinde olası iyileştirici
etkilerini ortaya koyarak daha kapsamlı çalışmalara ışık tutabilir.
Anahtar Kelimeler: insülin direnci, kurkumin, AMPK, IRS1, IRS1Ser, PIP3,
PI3K, P-Akt, AS160, GLUT-4, PGC-1α

Abstract:
Insulin resistance is a feature of numerous clinical disorders, including the
so-called metabolic syndrome, type 2 diabetes/glucose intolerance, obesity,
dyslipidemia, and hypertension. It is known that chronic excessive fructose
consumption is associated with an increased risk of insulin resistance, nonalcoholic fatty liver disease, dyslipidemia and obesity in animals and humans.
There are studies on the effects of curcumin on many parameters of the metabolic
syndrome, such as lowering plasma LDL and triglyceride levels, increasing HDL
cholesterol, and improving insulin sensitivity. 
In our study we aimed to evaluate the possible effects of curcumin on
GLUT4 translocation in both the Akt/PI3K and AMPK pathways. We also
intended to reveal the possible role of curcumin treatment in improving insulin
resistance by looking at the balance of IRS serine/tyrosine phosphorylation in the
Akt pathway.
In this study, 4 different Wistar albino type rat groups were designed:
Control group/Group 1, Group 2, Group 3 and Group 4. These groups were
treated everyday for 8 weeks with corn oil, 20% fructose + corn oil, 20% fructose
+ curcumin dissolved in corn oil 100 mg/kg and 20% fructose + curcumin
dissolved in corn oil 200 mg/kg, respectively. At the end of this period, blood,
muscle and adipose tissue samples were taken. In the obtained sera, insulin and
glucose parameters were measured and HOMA-IR values were calculated. In our
study, increased serum glucose and insulin levels were observed in Group 2
compared to Group 1, and the insulin resistance model was successfully created.
As a result of our study, it has been shown that curcumin administration
has ameliorative effects on insulin resistance by improving insulin signal in fat
and muscle tissues, regulation of Akt/PI3K pathway parameters, AMPK
activation and increasing PGC-1 α and GLUT 4 levels in insulin resistant rats. In
addition, the findings of our study demonstrated that 200 mg/kg curcumin
administration is more effective in relieving insulin resistance compared to 100
mg/kg administration.
This study reveals promising results of curcumin administration on the
treatment of insulin resistance. The findings may pave the way for more
comprehensive studies by revealing the possible ameliorative effects of curcumin
on many pathways and proteins in the mechanisms of insulin resistance.
Keywords: insulin resistance, curcumin, AMPK, IRS1, IRS1Ser, PIP3, PI3K, PAkt, AS160, GLUT-4, PGC-1α