Streptozotosin ile oluşturulan nontransgenik deneysel alzheimer modelinde karayemiş etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of cherry laurel on the nontransgenic experi̇mental alzhei̇mer model wi̇th streptozotoci̇n
Yazar: FULYA ÖZSOY
Danışman: PROF. DR. HAFİZE UZUN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyokimya (Tıp) Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Demans-vasküler = Dementia-vascular ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Karayemiş = Cherry laurel ; Streptozotosin = Streptozotocin ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Alzheimer hastalığı (AH), demans ile birlikte yaşa bağlı nörodejeneratif bozukluğun en yaygın şeklidir. Klinik olarak AH, ilerleyici hafıza kaybı ve bilişsel işlevler ile karakterizedir. Diyabet ve AH, bilişsel işlevleri, insülin duyarlılığını ve beyin glukoz metabolizmasını içeren çoklu patofizyolojik mekanizmaları paylaşırlar. Hiperglisemiye uzun süre maruz kalmak diyabetik komplikasyonların patogenezinde birincil neden olarak kabul edilmektedir. Diyabetik hayvan ve insanlarda gözlemlenen, proteinlerin ve lipidlerin enzimatik olmayan glikozilasyonu, artan oksidatif stres, inflamatuvar sitokinlerde artış ve inflamasyon gibi patolojik değişikliklerin çoğunu kapsayan ana mekanizmalardan bazılarıdır. 
Türkiye'de "taflan" veya "karayemiş" İngilizce'de "cherry laurel=kiraz defnesi" olarak da bilinen Prunus Laurocerasus, Türkiye'de Karadeniz bölgesinde yetiştirilmekte ve meyveleri yaygın olarak reçel, marmelat, meyve suyu, çay, konserve veya salamura olarak tüketilmektedir. İyi bir antioksidan etki gösterdiğinden kolinesteraz inhibisyonu, nöroprotektif ve antiinflamatuvar etkileri antioksidan aktivitesine bağlanmaktadır.
	Bu tez çalışmasında, karayemiş ve metformin varlığında/yoksunluğunda streptozotosin (STZ) ile tip 2 diabetes mellitus (T2DM) ve nontransgenik Alzheimer modelindeki sıçanlarda karayemişin inflamasyon, sitokin ve oksidatif stres üzerine etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu çalışmada, intraserebroventriküler (i.c.v.) olarak uygulanan STZ ile oluşturulan nontransgenik Alzheimer modeli ve intraperitoneal (i.p) uygulanan STZ ile oluşturulan T2DM modeli sıçanlarda Laz kirazı olarak bilinen karayemiş (taflan) meyvesinin öğrenme/bellek fonksiyonları, glikojen sentaz kinaz 3-β (GSK3-β), β-Amiloid (βA), glutatyon (GSH), sitokin olarak interlökin-1 (IL-1), glukoz taşıyıcısı 4 (GLUT4), glukagon benzeri peptit-1 (GLP-1) ve asetilkolinesteraz (AChE) aktivitesi üzerine etkisi incelenmiştir. 
Çalışmada 450±50 gram 57 adet erkek Sprag Dawley türü sıçan kullanılmıştır. Sıçanlar, kontrol grubunda 6, diğer her grupta 9 adet olacak şekilde 7 gruba ayrılmıştır. Kontrol grubu (n=6); Grup: Kontrol + Karayemiş grubu (n=6); Grup: T2DM grubu (n=9); Grup: T2DM + Karayemiş grubu (n=9); Grup: T2DM + Oral Antidiyabetik grubu (n=9); Grup: ALZ grubu (n=9); Grup: ALZ + Karayemiş grubu (n=9). T2DM grubu ilk gün intraperitoneal (i.p) yolla STZ verilerek T2DM modeli oluşturulan sıçan grubudur. ALZ grubu, sıçanlara birinci ve üçüncü günlerde STZ, yapay serebrospinal sıvı içerisinde çözünerek Hamilton enjektörü ile her bir ventriküle 10 µL toplamda günde 20 µL olacak enjekte edilmiş sıçan grubudur. 
Bu tez çalışmasında kan glukoz düzeyleri T2DM grubunda diğer gruplara göre anlamlı yüksek bulunurken, karayemiş ve metformin uygulanmasından sonra anlamlı düşüş saptandı. ALZ grubunda kan glukoz düzeyinde deney boyunca değişiklik bulunmadı. T2DM grubunda diğer gruplara göre sıçanların ağırlıkları anlamlı yüksek bulunurken, karayemiş ve metformin uygulanmasından sonra anlamlı düşüş saptandı. Aynı şekilde karayemiş uygulanmasından sonra sıçanların ağırlıkları ALZ grubunda anlamlı düşüş saptanırken, karayemiş uygulanmayan ALZ grubunda değişiklik bulunmadı. GSK3-β düzeylerinde gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı. GSH düzeyleri T2DM grubunun hem karayemiş hem de metformin uygulamasından sonra anlamlı artış saptandı. Serum ve beyin dokusu GSH düzeylerinde ALZ grubunda karayemiş uygulamasından sonra anlamlı olarak arttığı bulundu. Serum Aβ ve AChE düzeylerinde ALZ grubunda karayemiş uygulamasından sonra anlamlı olarak azaldığı gözlemlendi.
Mevcut sonuçlar, yaygın olarak tüketilen bir gıda bitkisi olan Türk kökenli karayemiş meyvesinin hem Aβ ve AChE inhibisyonunun hem de antioksidan aktivitenin üstün etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda kan glukoz düzeylerini de düşürerek antidiyabetik etkiye de sahiptir. Bu nedenle, karayemişin bu mekanizmalar yoluyla bir dereceye kadar nöroprotektif etki gösterdiği tahmin edilebilir. Karayemişin zengin toplam fenol içeriğine sahip olduğunu ve bu içeriğin üzerinde çalışılan etkilerine önemli bir katkıda bulunduğunu göstermiş olsak da uygun fitokimyasal içeriğinin tanımlanması için yine de daha fazla çalışmaya gerek olduğunu düşünülmektedir.

Abstract:
Alzheimer's disease (AD) is the most common form of age-related neurodegenerative disorder along with dementia. Clinically, AD is characterized by progressive memory loss and cognitive functions. Diabetes and AD share multiple pathophysiological mechanisms, including cognitive functions, insulin sensitivity, and brain glucose metabolism. Prolonged exposure to hyperglycemia is accepted as the primary cause in the pathogenesis of diabetic complications. Non-enzymatic glycosylation of proteins and lipids observed in diabetic animals and humans are some of the main mechanisms that encompass most of the pathological changes such as increased oxidative stress, increase in inflammatory cytokines and inflammation.
Prunus laurocerasus, also known as ''taflan'' or ''karayemiş'' in Turkey and "cherry laurel=kiraz defnesi" in English, is grown in the Black Sea region of Turkey and its fruits are widely used in jam, marmalade, fruit juice, tea, canned food or consumed as brine. Since it has a good antioxidant effect, cholinesterase inhibition, neuroprotective and anti-inflammatory effects are attributed to its antioxidant activity.
In this thesis, it was aimed to investigate the effects of cherry laurel and metformin on inflammation, cytokine and oxidative stress in rats in nontransgenic Alzheimer's model caused by streptozotocin (STZ) and type 2 diabetes mellitus (T2DM). In this study, nontransgenic Alzheimer's models with intracerebroventricular (i.c.v.) STZ and T2DM models with intraperitoneal (i.p) STZ were created in rats. The effects of "karayemiş" known as Laz cherry, on learning/memory functions, glycogen synthase kinase 3-β (GSK3-β), β-Amyloid (βA), glutathione (GSH), cytokines as interleukin-1 (IL-1), glucose transporter 4 (GLUT4), glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and acetylcholin esterase (AChE) activity were investigated.
In the study, 57 male Sprag Dawley rats, 450±50 grams, were used. The rats were divided into 7 groups, 6 in the control group and 9 in the study group. Control group (n=6); Group: Control + Cherry laurel group (n=6); Group: T2DM group (n=9); Group: T2DM + Cherry laurel group (n=9); Group: T2DM + Oral Antidiabetic group (n=9); Group: ALZ group (n=9); Group: ALZ + Cherry laurel group (n=9). T2DM group is the group of rats for which T2DM model was created by giving STZ intraperitoneally (i.p) on the first day. ALZ group is the group of rats injected with STZ, with a Hamilton syringe, dissolving in artificial cerebrospinal fluid and injected into each ventricle with 10 µL, in total 20 µL per day on the first and third days.	
In this thesis study, blood glucose levels were found to be significantly higher in the T2DM group compared to the other groups, while a significant decrease was found after the administration of cherry laurel and metformin. There was no change in blood glucose level in the ALZ group throughout the experiment. While the weight of rats was found to be significantly higher in the T2DM group compared to the other groups, there was a significant decrease after the administration of cherry laurel and metformin. After the application of cherry laurel, a significant decrease was found in the weights of rats in the ALZ group, there was no change in the ALZ group that did not receive cherry laurel. There was no significant difference between the groups in GSK3-β levels. GSH levels were significantly increased in the T2DM group after the administration of both cherry laurel and metformin and the ALZ group after the application of cherry laurel. It was found that serum and brain tissue GSH levels increased significantly in the ALZ group after the application of cherry laurel. It was found that serum Aβ and AChE levels decreased significantly in the ALZ group after the application of cherry laurel.
The present results showed that the Turkish origin cherry laurel, which is a widely consumed food plant, has superior effects on both βA and AChE inhibition and antioxidant activity. It also has an antidiabetic effect by reducing blood glucose levels. Therefore, it can be predicted that cherry laurel exerts some degree of neuroprotective effect through these mechanisms. Although we have shown that cherry laurel has rich total phenol content and this content contributes significantly to the effects studied, it is thought that more studies are still needed to define the appropriate phytochemical content.