5-hidroksimetilfurfuralın karaciğer toksisitesi üzerine etkilerininin vivo olarak incelenmesi
In vivo investigation of the effects of 5-hydroxymethylfurfural on liver toxicity
Yazar: HATİCE KURTEL
Danışman: DOÇ. DR. BANU ORTA YILMAZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Zooloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Zooloji = Zoology

Özet:
Birçok gıda tüketilmeden önce ısıl işlemlere maruz bırakılmaktadır. Isıl işleme maruz
bırakılan yiyeceklerden açığa çıkan gıda kontaminantları son yıllarda dünya genelinde
araştırılan konu haline gelmiştir. Termal maruziyet sonucunda açığa çıkan gıda
kontaminantlarından biri olan 5-hidroksimetilfurfural (HMF), aromatik alkol, aromatik aldehit
ve furan halkasına sahip organik bir bileşiktir. Bal, pekmez, süt, kahve, meyve suları, pişmiş
veya kızartılmış tahıl ürünleri gibi sıklıkla tüketilen yiyeceklerde HMF miktarlarının yüksek
olduğu bilinmektedir. Çoğunlukla gıda tüketimi ile maruz kalınan HMF'nin risk ve
toksisitesinin değerlendirilmesi büyük önem taşımaktadır. Yapılan çalışmalar, HMF'nin
çeşitli doku ve sistemler üzerindeki toksisitesini açığa çıkarmıştır. Buna rağmen HMF'nin
karaciğer üzerindeki toksik etkileri hakkında yeterli sayıda çalışma bulunmamaktadır.
Karaciğer toksik maddelerin farklı türevlerine metabolize edilmesini ve atılımını
sağlamaktadır, böylelikle toksik maddelerin sebep olduğu sağlık sorunlarını en aza
indirgemektedir. Bu nedenle karaciğerde oluşabilecek herhangi bir hasar vücuda alınan toksik
maddelerin vücuttan atılımının gerçekleşmemesine sebep olur ve bunun sonucunda
karaciğerde fonksiyon bozuklukları ve diğer yapılarda hasar meydana gelmektedir. Ayrıca,
HMF gibi etken moleküller, hücrenin normal olarak seyreden transkriptom profilini
değiştirerek metabolizmayı yönlendirebilir. HMF bu fonksiyonlarını, hücredeki gen
ekspresyon düzeylerini etkileyerek gerçekleştirir. Her hücrenin kendine özgü olanmRNA'larının temel biyolojik süreçleri hatasız ilerletebilmesi için ekspresyon düzeylerinin
doğru biçimde artması veya azalması gerekir.
Yapılacak olan bu çalışmada, 21 gün süre ile HMF'nin farklı konsantrasyonları (30 ve 300
mg/kg) Mus musculus türü erişkin erkek farelere uygulanacaktır. HMF maruziyeti sonrasında
oksidatif hasarın tayininde malondialdehit (MDA), hidroksil radikali (OH•), hidrojen peroksit
seviyeleri (H 2 O 2 ), antioksidan savunma sisteminin işleyişinin kontrolünde görevli süperoksit
dismutaz (SOD), katalaz (KAT), glutatyon peroksidaz (GPx), glutatyon (GSH), gama
glutamil transpeptidaz (GGT) ve glutatyon -S-transferaz (GST) enzim aktiviteleri
spektrofotometrik olarak ölçülecektir. Ayrıca projede kapmasında, TUNEL metodu
kullanılarak apoptoz oranlarına ve RT-PCR cihazı ile apoptotik ve oksidatif stres ilişkili
genlerin ekspresyon seviyelerine bakılacaktır. Bunun yanı sıra HMF maruziyeti sonrası
farelerden alınan karaciğer dokuları histolojik ve histopatolojik açıdan da değerlendirilecektir.
Sonuç olarak bu projede, HMF'nin karaciğerde sebep olduğu toksisitenin, oksidatif stres,
antioksidan sistem ve apoptotik yolak incelenerek ortaya çıkarılması amaçlanmıştır.

Abstract:
Many foods are subjected to heat treatments before consumption. Food contaminants released
from foods subjected to heat treatment have become a subject of research worldwide in recent
years. 5-hydroxymethylfurfural (HMF), one of the food contaminants released because of
thermal exposure, is an organic compound with aromatic alcohol, aromatic aldehyde, and
furan ring. It is known that HMF amounts are high in frequently consumed foods such as
honey, molasses, milk, coffee, fruit juices, and cooked or fried cereal products. It is of great
importance to evaluate the risk and toxicity of HMF, which is mostly exposed to food
consumption. Studies have revealed the toxicity of HMF on various tissues and systems.
However, there are not enough studies on the toxic effects of HMF on the liver.
The liver metabolizes and excretes toxic substances into different derivatives, thus
minimizing health problems caused by toxic substances. For this reason, any damage that may
occur in the liver causes the toxic substances taken into the body to not be excreted from the
body, and as a result, dysfunctions in the liver and damage to other structures occur.
Additionally, active molecules such as HMF can direct metabolism by changing the cell's
normally occurring transcriptome profile. HMF performs these functions by affecting geneexpression levels in the cell. For each cell's unique mRNAs to progress basic biological
processes without errors, their expression levels must increase or decrease correctly.
In this study, different concentrations of HMF (30 and 300 mg/kg) will be administered to
adult male mice of the Mus musculus species for 21 days. In determining oxidative damage
after exposure to HMF, malondialdehyde (MDA), hydroxyl radical (OH•), hydrogen peroxide
levels (H 2 O 2 ), superoxide dismutase (SOD), catalase (KAT), glutathione peroxidase (GPx),
glutathione (GSH), Gammagamma glutamyl transpeptidase (GGT), glutamyl) and
glutathione-S-transferase (GST), which is responsible for controlling the functioning of the
antioxidant defense system. These enzyme activities will be measured spectrophotometrically.
In addition, within the scope of the project, apoptosis rates will be examined using the
TUNEL method and the expression levels of apoptotic and oxidative stress-related genes will
be examined with the RT-PCR device. In addition, liver tissues taken from mice after HMF
exposure will be evaluated histologically and histopathologically. As a result, this project
aimed to reveal the toxicity caused by HMF in the liver by examining oxidative stress,
antioxidant system, and apoptotic pathway.