Leptinin sıçan iskelet kası kan akımı ve nitrik oksit sentaz (NOS) enzimi dağılımı üzerine etkileri
The effects of leptin on rat skeletal muscle blood flow and distribution of nitric oxide synthase (NOS) enzyme
Yazar: SAVAŞ ÜSTÜNOVA
Danışman: PROF.DR. CİHAN DEMİRCİ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Zooloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Biyoloji = Biology ; Fizyoloji = Physiology ; Zooloji = Zoology
Dizin: Hemodinamikler = Hemodynamics ; Leptin = Leptin ; Nitrik oksit = Nitric oxide ; İmmünohistokimya = Immunohistochemistry

Özet:
Leptin, obezite (Ob) geni tarafından şifrelenen, esas olarak yağ dokudan salınan 16 kDaağırlığında, sitokin ailesine ait, polipeptit tabiatlı bir hormondur. Leptinin en iyi bilinenfonksiyonu, besin alınımını ve enerji kullanımını düzenlemesidir. Buna ek olarak,angiogenez, hematopoiez, lipit ve karbohidrat metabolizması gibi pek çok periferalmetabolik olayda da fonksiyonel olduğu bilinmektedir. Ayrıca üreme, kalp-damarsistemi ve bağışıklık sistemi üzerine de etkilidir. Son zamanlarda leptinin, vücutsıvılarının akımı ve basıncı üzerine de etkili olduğunu gösteren çalışmalaryapılmaktadır.Nitrik oksit (NO), biyolojik sistemlerde son derece önemli, çok yönlü mesajcı birmoleküldür. NO, beyinde nöronal iletim, kan basıncı ve sindirim sisteminindüzenlenmesi, kalp-damar sistemi, platelet kümelenmesi, sitotoksite, hipertansiyon,diyabet, aterosikleroz gibi fizyolojik ve patolojik olaylarda önemli rol oynamaktadır.NO, lokal ve sistemik damar direncinin, kan akımının, oksijen dağılımının, sodyumdengesinin ve arteriyal basıncın düzenlenmesine yardımcı olur.Leptin ve NO ile ilgili çalışmalar yapılmış, ancak fizyolojik olayların düzenlenmesindeNO ile leptin arasındaki ilişki tam olarak açıklanamamıştır. Bu çalışmada, leptin veözgül olmayan NO inhibitörü L-NG-nitroarjinin metil ester (L-NAME) uygulamalarıyla,leptin ve NO arasındaki ilişki ortaya konmaya çalışıldı. Bu ilişkinin sıçan iskeletkasındaki kan akımı ile kan basıncını nasıl etkilediği, nitrik oksit sentaz (NOS)dağılımları da göz önüne alınarak belirlenmeye çalışıldı.Bu amaçla çalışmada, 3 aylık 24 adet erkek Wistar albino (250-300 g) sıçan kullanıldı.Hayvanlar, her biri 6 bireyden oluşan 4 gruba ayrıldı. Anestezi altındaki hayvanlara tekdoz fizyolojik tuzlu su (FTS), L-NAME (10 mg/kg), Leptin (50 ?g/kg) ve L-NAME (10mg/kg)+Leptin (50 ?g/kg) intravenöz (iv) olarak uygulandı. Deney süresincehayvanların kan akımı, arteriyal kan basıncı ve kalp vurumları kaydedildi. Deneysonunda hayvanlardan alınan kan örneklerinde, serum nitrit/nitrat ve leptin miktarlarıbiyokimyasal olarak incelendi. Ayrıca bacak kasında endoteliyal NOS (eNOS), nöronalNOS (nNOS) dağılımları immünohistokimyasal olarak değerlendirildi.Sadece leptin uygulanan hayvanlarda, kan akımında belirgin bir değişiklikgözlenmezken, L-NAME uygulananlarda kan akımı azaldı. L-NAME'den 20 dakikasonra leptin uygulanan hayvanlarda ise leptin, L-NAME' nin düşürdüğü kan akımındaanlamlı bir değişiklik meydana getirmedi. Ortalama arteriyal kan basıncı, L-NAME veL-NAME+Leptin uygulanan hayvanlarda, hem kendi kontrol değerlerine hem dekontrol grubundaki hayvanların aynı zaman noktalarındaki değerlerine göre anlamlıolarak yüksekti. Ancak sadece leptin uygulanan hayvanların ortalama arteriyal kanbasıncı değerleri ise, kontrol grubu hayvanların değerlerine yakın olmakla beraber dahadüşüktü. Leptin uygulanmasından sonra kalp vurumunda bir artış olduğu, ancakistatistiksel olarak anlamlı olmadığı tespit edildi. L-NAME+Leptin uyguladığımızgrupta ise, kalp vurumu L-NAME'den sonra anlamlı olarak azalırken, leptinuygulamasından sonra kontrole yaklaştı, ancak bu sonuç istatistiksel olarak anlamlıdeğildi.Leptin, L-NAME ve her ikisinin birlikte uygulandığı gruplar karşılaştırıldığında, kontrolgrubuna göre bağ doku artışı görüldü. Leptin uygulanan grupta, hem eNOS hem denNOS reaksiyonları diğer gruplara göre daha yoğundu. Sadece L-NAME uygulanangrupta nNOS reaksiyonu gözlenmezken, eNOS reaksiyonu kontrole benzerdi. LNAME+Leptin grubunda ise, eNOS reaksiyonunun L-NAME ve kontrole göre arttığı,nNOS reaksiyonunun ise kontrole benzer olduğu görüldü.Serum leptin düzeyleri, Leptin, L-NAME ve L-NAME+Leptin gruplarında anlamlıolarak artarken, en fazla artış L-NAME+Leptin grubunda görüldü. Serum nitrit/nitratdüzeyleri ise sadece L-NAME uygulanan grupta anlamlı olarak azaldı.Sonuç olarak çalışmamızda, leptinin kan akımı, kan basıncı ve kalp vurumuna etkisi,NO varlığında ve yokluğunda araştırılmış olup, L-NAME ile NO sentezi inhibeedilmesine rağmen, leptinin kısmen NO üretimine etki ettiği ve leptinin fizyolojiketkilerinde NO' i aracı olarak kullandığı görülmüştür.

Abstract:
Leptin encoded by obesity gene (Ob) and released by adipose tissue is a 16 kDapolypeptide hormone, and belongs to cytokine family. The well known function ofleptin is to regulate nutrient intake and energy expenditure. In addition, it plays animportant role in several periferal metabolic processes such as angiogenesis,hematopoiesis, and lipid and carbohydrate metabolism. It affects also reproductive,cardiovascular and immune systems. Recent reports are available stating that leptininfluences also flow and pressure of body fluids.Nitric oxide (NO) is an important protean signaling molecule in biological systems. Itacts on a diverse range of physiological and pathological processes involving neuronaltransmission in brain, regulation of blood pressure and digestive system, cardiovascularsystem, platelet aggregation, cytotoxicity, hypertension, diabetes, atherosclerosis.Moreover, NO helps to regulate local and systemic vascular resistance, blood flow,oxygen dispersion, sodium balance and arterial pressure.In spite of studies on leptin and NO, but relationship between NO and leptin inregulating physiological processes has not been well understood. In this studyemploying leptin and L-NG-nitroarginine methyl ester (L-NAME), a non-specificinhibitor of NO, tried to reveal relationship between NO and leptin, based on nitricoxide synthase (NOS) distribution to find out how this relationship affects blood flowand pressure in rat skeletal muscle.For this aim, 24 male Wistar albino (weighing 250-300 g) rats of 3 months old wereused in the study. They were divided in 4 groups including 6 individuals. Single dose ofsaline, L-NAME (10 mg/kg), Leptin (50 ?g/kg) and L-NAME (10 mg/kg)+Leptin (50?g/kg) was intravenously administered into the animals under anesthesia. Blood flow,arterial blood pressure and heart rate of the animals were recorded during theexperiment. Serum nitrite/nitrate and leptin levels were biochemically measured inblood samples taken from the animals at the end of the experiment. In addition,distribution of endothelial NOS (eNOS) and neuronal NOS (nNOS) in hindlimb musclewas examined immunohistochemically.While a marked change was not observed in blood flow of the animals receiving onlyleptin, L-NAME group showed a decreased blood flow. 20 min after L-NAME, leptindid not result in a significant change in blood flow lowered by L-NAME. Mean arterialblood pressure was significantly higher in L-NAME and L-NAME+Leptin groups,compared to both their control values and values of the same time points in the controlgroup animals. However, mean arterial blood pressure values of the group administeredonly leptin were lower, being close to values of the control. An increment in heart ratewas observed following leptin administration, but it was not statistically significant.Concerning L-NAME+Leptin group, heart rate were significantly lowered after LNAME,but they came close to the control following leptin application, but it is notstatistically significant.When compared to the control, increased connective tissue was seen in Leptin, LNAMEand combined Leptin and L-NAME groups. Both eNOS and nNOS reactionswere more intense in Leptin group in comparison with other groups. Whereas nNOSreaction was not observed in the group receiving only L-NAME, eNOS reaction wassimilar to the control. However, reaction of eNOS was increased in L-NAME+Leptingroup compared to L-NAME and the control while nNOS reaction resembled thecontrol.Serum leptin levels were significantly high in Leptin, L-NAME and L-NAME+Leptingroups, the latter showed the highest level. On the other hand, serum nitrite/nitratelevels were decreased in only L-NAME group significantly.As a result, although NO synthesis was inhibited by L-NAME, leptin was shown toaffect NO production partly, and to employ NO as a mediator in its physiologicalactions in this study where effect of leptin on blood flow and pressure, and heart ratewas studied in the presence and absence of NO.