Tavşan beynindeki prefrontal korteks, hippokampus, entorinal korteks, hipotalamus ve substantia nigra bölgeleri üzerine deneysel akut toluen toksisitesinin immunohistokimyasal ve biyokimyasal yöntemlerle araştırılması
Immunohistochemical and biochemical investigation of experimental acute toluene toxicity on the prefrontal cortex, hippocampus, entorhinal cortex, hypothalamus and substantia nigra regions of the rabbit brain
Yazar: MUSTAFA ÇİÇEK
Danışman: DOÇ. DR. TURGAY ŞİŞMAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genel Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Anatomi = Anatomy ; Biyoloji = Biology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Toluen endüstride oldukça yaygın olarak kullanılan ve sağlık üzerine olumsuz etkileri olan uçucu bir maddedir. Bu çalışmada yüksek dozda Toluen'in tavşan beyin korteksi üzerine akut dönemdeki histopatolojik ve biyokimyasal etkileri araştırıldı. On yedi adet New Zelland cinsi tavşan (Oryctolagus cuniculus) iki guruba bölündü. Grup 1 kontrol grubu (n=7) olarak kullanılırken Grup 2'ye (n=10) yüksek doz Toluen verildi (876 mg/kg/ip). Üç saatlik deneysel maruziyetin sonunda öldürülen hayvanlardan biyokimyasal analizler için kan örnekleri alındı. Histopatolojik analizler için de beyin doku örnekleri %10'luk nötral formaline alınıp parafine gömüldü ve (5 μm) kalınlığında kesitler alındı. H&E ve Kristal viyolet boyamaları ile Bax ve Kaspaz-3 immunhistokimyasal boyama yöntemleri kullanılarak histolojik incelemeler yapıldı. Ayrıca serum ve plazmalardan NGF, TNF alfa, Dopamine, GFAP, Na, K, GSH, MDA ve NO testleri yapılıp biyokimyasal hasarın düzeyi belirlendi. Toluen verilen tavşanlarda histopatolojik olarak prefrontal ve entorinal beyin kortexinde fokal vakuoler dejenerasyon (abseleşmeler), gliozis, perivasküler demiyelinizasyon, çok sayıda piknotik hücre ve nekroz alanları izlendi. Hipotalamus ve hippokampus alanlarında kan damarlarında aşırı genişlemeler, hücreler arasında kompenzasyonda dejenerasyon, dağılmış hücre sınırları ve amiloid plak oluşumu görülmektedir. Toluen grubunda Na, K ve, MDA, seviyelerinde önemli ölçüde artış, GSH ve NO seviyelerinde ise anlamlı derecede azalma izlendi. Çalışmamızda prefrontal korteks, hippokampus, hipotalamus, substantia nigra ve entorinal korteks bölgelerinin biyokimyasal değerlendirmesinde, beyinde TNF alfa seviyelerinin kontrol grubuna göre anlamlı ölçüde artmış olduğu saptandı. Substantia nigra bölgelerinden salgılanan dopamin, hippocampal nöronlardan gelişen NGF ve astrosit hücrelerinden salınan GFAP serum seviyelerinin Toluen grubunda kontrol grubuna göre anlamlı derecede azaldığı görüldü (p<0,05). Bunun yanında Toluen beyin korteksi hücre sitoplazmalarında şiddetli derecede (3+) Bax ve Kaspaz 3 immün reaktivitesinde önemli oranda artış meydana geldiği tespit edildi. Bu çalışma sonucunda yüksek doz Toluenin beyinin farklı bölgelerinde akut dönemde ciddi hasarlar oluşturabileceği gösterildi.

Abstract:
Toluene is a volatile substance that is widely used in the industry and has adverse health effects. This study aimed to investigate the histopathological and biochemical effect of high dose Toluene on brain cortex in acute period of treated rabbits. Seventeen adult female New Zelland rabbits (Oryctolagus cuniculus) were divided into 2 groups. Group I was used as a control group (n=7), while Group II was administered to high dose of Toluene (876 mg/kg/ip) (n=10). After the 3 hours experimental exposure, blood samples for biochemistry analyses and brain tissues for histopathological analyses were fined from sacrificed animals and fixed in %10 neutral formalin, then, embedded in paraffin and sectioned (5 μm). Histological examinations were performed using H&E, Crystal violet staining Bax and Caspase-3 immunohistochemical staining. In addition, NGF, TNF alpha, Dopamine, GFAP, Na, K, GSH, MDA and NO tests were performed on serum and plasma to determine the level of biochemical damage. Histopathologically, focal vacuolar degeneration (abscesses), gliosis, perivascular demyelination, numerous picnic cells and necrosis areas were observed in the prefrontal and entorinal brain cortex in toluene-administered rabbits. In the hypothalamus and hippocampus regions, excessive dilatation of blood vessels, degeneration in the compen- sation between cells, scattered cell boundaries and amyloid plaque formation have been observed. There was a significant increase in Na, K, MDA levels in the toluene group, but a significant decrease in GSH and NO levels was observed. In our study, in the biochemical evaluation of the prefrontal cortex, hippocampus, hypothalamus, substantia nigra and entorhinal cortex, the TNF alpha levels in the brain were found significantly higher than the control group. Levels of dopamine, secreted from substantia nigra, NGF developed from the hippocampal neurons, and GFAP, secreted from astrocyte cells were detected significantly lower in the Toluene-receiving group than the control group (p<0.05). Toluene group was found to show a serious invrease in immunreactivity against Bax and Caspase-3. Furthermore, Toluene was found to cause a serious increase in immunreactivity against Bax and caspase-3 in cell cytoplasms of brain cortex. As a result of this study, it was shown that high doses of Toluene could cause serious damage in acute phase in different regions of the brain.