Streptozotosin ile oluşturulan deneysel diyabette berberin ve N-asetil sisteinin hipokampus üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of berberine and N-acetyl cysteine on the hippocampus in experimental diabetes induced by streptozotocin
Yazar: TAHİR İGİT
Danışman: DOÇ. DR. FİKRET ALTINDAĞ
Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Diyabet beyinde nöron konfigürasyonu ve fonksiyonunda değişikliklere sebep olarak inflamasyon ve apoptozisi tetiklemektedir. Çalışmamızda sıçanlarda streptozotosin (STZ) ile oluşturulmuş deneysel diyabet modelinde Berberin (BBR) ve N-asetil Sisteinin (NAC) Hipokampus üzerine etkilerinin stereolojik ve immünohistokimyasal (İHK) yöntemlerle araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada 30 adet erişkin Wistar Albino türü erkek sıçan kullanıldı. Sıçanlar, kontrol, diyabet, D+NAC, D+BBR, D+BBR+NAC olmak üzere 5 gruba ayrıldı (n=6). Kontrol grubu hariç diğer 4 gruba deney öncesi STZ (45 mg İ.P) uygulandı. Çalışmanın 3. günü tüm grupların kan şekeri seviyeleri ölçülerek, D, D+BBR, D+NAC ve D+BBR+NAC gruplarındaki sıçanlarda diyabet oluştuğu doğrulandı. Sonrasında tedavi gruplarına intragastrik (i.g.) olarak 28 gün boyunca BBR ve NAC (50 mg/kg/gün) verildi. Çalışma süresince (0., 3., 11., 21., ve 31. günlerde) ortalama kan şekeri seviyesi ve ortalama ağırlık değişimi hesaplandı. Çalışmanın sonunda hipokampus histopatolojik, stereolojik ve İHK olarak değerlendirildi. Stereolojik olarak total hacim için Cavalieri metodu ve piramidal nöronların sayısı için fiziksel disektör metodu uygulandı. İHK olarak, Kaspaz-3 (C-3), Bcl-2, TNF-α, IL-1β, IL-10 ve Sinaptofizin (SYP) ekspresyonları değerlendirildi. Bulgularımıza göre; Hematoksilen-eozin (H&E) ile yapılan incelemede kontrol grubunda CA1 piramidal nöronları normal histolojik yapıda görülürken, diyabet grubunda, azalmış hücre gövdesi boyutu, piknotik hücreler ve koyu eozinofilik sitoplazmalı nekrotik nöronlar gözlendi. D+BBR, D+NAC ve D+BBR+NAC gruplarında ise tipik nöron mimarisinde normale yakın düzelme olduğu gözlendi. Stereolojik olarak hipokampus total hacminde anlamlı farklılığa rastlanmadı. CA1 piramidal nöron sayısı diyabet grubunda kontrol ve tedavi gruplarına kıyasla anlamlı derecede azaldığı ayrıca tedavi gruplarında ise diyabet grubuna kıyasla anlamlı derecede arttığı gözlendi. İHK olarak diyabet grubunda C-3, TNF-α ve IL-1β düzeylerinde yoğun ekspresyon gözlenirken, kontrol grubunda negatif yani ekspresyon gözlenmedi. C-3 ekspresyonunun D+BBR ve D+NAC gruplarında zayıf, D+BBR+NAC grubunda ise orta düzeyde olduğu gözlendi. Tedavi gruplarının üçünde de TNF-α zayıf düzeyde ekspresyon olduğu gözlendi. IL-1β ekspresyonu D+BBR+NAC grubunda orta, diğer tedavi gruplarında zayıf düzeyde olduğu gözlendi. Bcl-2 ekspresyonu, kontrol grubunda yoğun, diyabet grubunda negatif, D+NAC grubunda orta, diğer tedavi gruplarında ise zayıf düzeyde olduğu gözlendi. IL-10 ekspresyonu, diyabet grubunda yoğun, kontrol grubunda negatif, tedavi gruplarında ise zayıf düzeyde olduğu gözlendi. SYN ekspresyonu kontrol grubunda yoğun, diyabet grubunda zayıf, D+NAC, D+BBR ve D+BBR+NAC gruplarında ise orta düzeyde olduğu gözlendi. Çalışma sonuçları diyabetin hipokampus CA1 bölgesinde sebep olduğu nöronal hasara karşı BBR ve NAC tedavisinin antidiyabetik etki göstererek, inflamasyon ve apoptozisi baskılayabildiğini ve piramidal nöronların sayısındaki azalmayı engelleyebileceğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
Diabetes triggers inflammation and apoptosis by causing changes in neuron configuration and function in the brain. In our study, we aimed to investigate the effects of Berberine (BBR) and N-acetyl Cysteine (NAC) on the Hippocampus in an experimental diabetes model created with streptozotocin (STZ) in rats using stereological and immunohistochemical (IHC) methods. 30 adult male Wistar Albino rats were used in the study. Rats were divided into 5 groups: control, diabetes, D+NAC, D+BBR, and D+BBR+NAC (n=6). Except for the control group, STZ (45 mg I.P) was administered to the other 4 groups before the experiment. By measuring the blood sugar levels of all groups on the 3rd day of the study, it was confirmed that diabetes occurred in the rats in the D, D+BBR, D+NAC and D+BBR+NAC groups. Afterward, BBR and NAC (50 mg/kg/day) were given intragastric (i.g.) to the treatment groups for 28 days. The average blood sugar level and average weight change were calculated during the study period (days 0, 3, 11, 21, and 31). At the end of the study, the hippocampus was evaluated histopathologically, stereologically, and IHC. Stereologically, the Cavalieri method was used for the total volume and the physical dissector method was used for the number of pyramidal neurons. As IHC, Caspase-3 (C-3), Bcl-2, TNF-α, IL-1β, IL-10 and Synaptophysin (SYP) expressions were evaluated. According to our findings; In the examination performed with hematoxylin-eosin (H&E), CA1 pyramidal neurons were seen in normal histological structure in the control group, while decreased cell body size, pyknotic cells and necrotic neurons with dark eosinophilic cytoplasm were observed in the diabetes group. In the D+BBR, D+NAC, and D+BBR+NAC groups, a near-normal improvement in the typical neuronal architecture was observed. Stereologically, no significant difference was found in the total volume of the hippocampus. It was observed that the number of CA1 pyramidal neurons decreased significantly in the diabetes group compared to the control and treatment groups, and increased significantly in the treatment groups compared to the diabetes group. While intense expression was observed in C-3, TNF-α, and IL-1β levels in the IHC diabetes group, no negative expression was observed in the control group. It was observed that C-3 expression was weak in the D+BBR and D+NAC groups and moderate in the D+BBR+NAC group. Weak expression of TNF-α was observed in all three treatment groups. IL-1β expression was observed to be moderate in the D+BBR+NAC group and weak in the other treatment groups. Bcl-2 expression was observed to be intense in the control group, negative in the diabetes group, moderate in the D+NAC group, and weak in the other treatment groups. IL-10 expression was observed to be intense in the diabetes group, negative in the control group, and weak in the treatment groups. SYN expression was observed to be intense in the control group, weak in the diabetes group, and moderate in the D+NAC, D+BBR, and D+BBR+NAC groups. Study results reveal that BBR and NAC treatment can have an antidiabetic effect against the neuronal damage caused by diabetes in the hippocampus CA1 region, suppressing inflammation and apoptosis and preventing the decrease in the number of pyramidal neurons.