Karbon tetraklorür(ccl4) verilen rat kalp dokularında oksidan
antioksidan sistemlerin araştırılması / investigation of oxidan/antioxidant status treated with (CCl4) in rat heart tissue
Yazar: TÜLAY ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. HATİCE PAŞAOĞLU
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Enzimler = Enzymes ; Kalp = Heart ; Karbon tetraklorür = Carbon tetrachloride ; Oksidanlar = Oxidants ; Oksidatif stres = Oxidative stress

Özet:
CCI4 tipik bir toksik ajandır ve toksik etkisi serbest radikal üretimi ile olmaktadır.Bu çalışmada CCl4 verilen ratların kalp dokularında serbest radikal metabolizmasında rol alan antioksidan enzimlerden süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GPx), glutatyon-s-transferaz (GST) ve katalaz (CAT) enzim aktiviteleri, kalp dokularındaki glutatyon (GSH) seviyeleri ile lipit peroksidasyon ürünü olan malondialdehit düzeyleri araştırılmıştır.Çalışmada 250-300 gr ağırlığında, wistar albino cinsi toplam 20 adet erkek rat kullanılmış, ratlar rastgele iki eşit gruba ayrılmıştır.Grup I (Kontrol grubu) ratlara 8 hafta boyunca standart rat diyeti verilmiştir. Grup II (CCl4 grubu) ratlara CCl4, haftada 3 kez olmak üzere ,8 hafta boyunca 0.3ml/kg (1. hafta), 0.7ml/kg (2. hafta) ve 6 hafta boyunca da 1 ml/kg CCl4 artan dozlarda intraperitoneal olarak verilmiştir. Sekiz hafta sonunda ratlar anestezi altında feda edilerek kalp dokuları çıkartılmıştır. Kalp dokusu üzerine CCl4'ün muhtemel oksidan etkisi ile kalp dokusunun antioksidan savunma sistemi, enzimatik ve histopatolojik olarak incelenmiştir.Çalışmamızda CCl4 grubunda GPx ve SOD enzim aktiviteleri kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede artarken (p<0.05 ve p<0.05) , GST ve CAT enzim aktivitesi kontrol grubuna göre azalmıştır. Ancak bu azalma istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır (p>0.05 ve p>0.05). Kalp dokusu GSH ve MDA düzeylerinin CCI4 grubunda kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde arttığı gözlenmiştir (p<0.05 ve p<0.05). Bu verilere paralel olarak CCl4 grubunda kontrol grubuna göre histopatolojik olarak bazı değişiklikler gözlenmiştir.Spearman korelasyon analizi sonuçlarına göre doku MDA düzeyi artarken, GPx ve SOD aktivitesi artmıştır. Üçü arasında güçlü pozitif korelasyon görülmüştür. Doku GSH düzeyi ile doku SOD aktivitesi arasında güçlü pozitif korelasyon bulunmuştur. Doku GSH düzeyi artarken, doku SOD aktivitesi artmıştır ve aralarında güçlü bir pozitif korelasyon görülmüştür. Doku GPx aktivitesi ile doku CAT aktivitesi arasında zayıf bir negatif korelasyon saptandı. Doku GPx aktivitesi artarken doku CAT aktivitesi azalmıştır. Kalp dokusu GPx aktivitesi ile doku SOD aktivitesi arasında güçlü bir pozitif korelasyon vardır.Yine doku GST ve doku CAT aktiviteleri arasında güçlü pozitif korelasyon görülmüştür.Doku GST aktivitesi azalırken, doku CAT aktivitesi de azalmıştır.Çalışmamızda kontrol grubuna göre CCl4 verilen grupta kalp dokusu MDA düzeylerindeki artışın, CCl4 aracılı oksidatif stres geliştiğinin bir göstergesi olduğunu düşünmekteyiz. Kalp dokusunda CAT aktivite düzeyinin düşük olması, kalp dokusunda hidrojen peroksidin arttığını göstermez. Çünkü çalışmamızda GSH ve GPx düzeyi yüksek bulunmuştur. GSH-Px enzimi peroksitleri temizlemek için hidrojen donörü olarak GSH'a ihtiyaç duymaktadır. Hem GSH'ın hem de GSH-Px'ın CCl4 kullanılan grupda artmış olması, GSH sentezinde rol alan ve (-) feedback ile GSH sentezini kontrol altında tutan glutatyon sentetaz enziminin aktivitesinin artmış olabileceğini düşündürmektedir. Antioksidan enzim aktivitelerinin artmış olması, histopatolojik incelemede sadece orta dereceli hasar görülmesi; kalp dokusunun CCI4 `ün oluşturduğu oksidatif strese karşı oluşan güçlü ve etkili mekanizmaları içerdiğini düşündürmektedir.

Abstract:
CCI4 is a typical toxic agent, and causes production of free-radical.In this study, the heart tissues of rats given CCl4 in the metabolism of free radical antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), glutathione-S-transferase (GST) and catalase (CAT) enzyme activities, heart tissue glutathione (GSH) with levels of lipid peroxidation product, malondialdehyde levels were investigated.Twenty male Wistar-Albino rats weighing approximately 250-300 grams were used in the study. Group?I Control, group-II Carbon tetrachloride.Group I (Control group) for 8 weeks, rats were given standard rat chow. Group II (CCl4 group) rats were given intraperitoneally in increasing doses 0.3ml/kg CCl4 for 8 weeks (1st week), 0.7ml/kg (2nd weeks) and 1 ml / kg for 6 weeks.After eight weeks, the rats were sacrificed under anesthesia, heart tissues were removed. We investigeted probably oxidant effects of CCl4 on heart tissue and antioxidant defense system of cardiac tissue, and conducted enzymatic and histological examination.In our study, GPx and SOD enzyme activities in CCl4 group were significantly increased compared with control group (p <0.05 and p <0.05). GST and CAT enzyme activity in CCl4 group decreased compared with control group. However, this reduction was not statistically significant (p> 0.05 and p> 0.05) . GSH and MDA levels of heart tissue in CCI4 group, a statistically significant increase was observed (p <0.05 and p <0.05). In parallel to these data, CCl4 group according to the control group, some histopathological changes were observed.According to the results of our experiment of tissue MDA levels increased in CCI4 group compared with control group, just as GPx and SOD activity increased. According to the results of spearmann correlation analyze strong positive correlation was found among the three of them. GSH levels of heart tissue with a strong positive correlation was found between SOD activity. GSH activity in the heart tissue with a strong positive correlation was found between CAT activity. SOD activity of CCI4 group increased, while GSH levels increased and a strong positive correlation was found between them. GPx activity in the heart and a weak negative correlation was found between CAT activity in the heart. Tissue GPx activity increased, while CAT activity decrease. GPx activity in the heart tissue with a strong positive correlation was found between SOD activity. SOD activity of CCI4 group increased, while GPx levels increased and a strong positive correlation was found between them. GST levels of heart tissue with a strong positive correlation was found between CAT activity. Tissue GST activity decrease, while CAT activity decreased.Oxidative stress may be a major mechanism for the toxicity of CCl4. In CCI4 group MDA level is higher than the control group supports this opinion. The low level of CAT activity in heart tissue, heart tissue does not show an increase of hydrogen peroxide. Because our study found high levels of GSH and GPx levels. GSH-Px enzyme need to GSH as hydrogen donor to clean peroxides . We think increased of glutathione synthetase enzyme that involved in the synthesis of GSH and (-) feedback, which controls the synthesis of GSH therfore Both GSH and GSH-Px increase in the CCI4 group. İncreased antioxidant enzyme activities, only moderate damage apparents in the histopathologic examination against oxidative stress caused by CCI4 in heart tissue, suppose that there is a strong and effective antioxidant system.