Pinealektomi yapılmış ve streptozotosin ile diyabet oluşturulmuş ratlarda krosinin karaciğer dokusu üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of crocin on liver tissue of pinealectomized and streptozotocin-induced diabetic rats
Yazar: MELİKE KARAYAKALI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET DEMİR
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Temel Tıp Bilimleri Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Hiperglisemi = Hyperglycemia ; Karaciğer = Liver ; Karaciğer hastalıkları = Liver diseases ; Krosin = Crocin ; Melatonin = Melatonin ; Pineal bez = Pineal gland ; Pinealektomi = Pinealectomy ; Streptozotosin = Streptozotocin ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Dünya çapında yaklaşık 425 milyon kişiyi etkileyen diyabetes mellitus (DM), önemli morbidite ve mortalite nedenidir. Diyabetten etkilenen insanların % 80'i düşük ve orta gelirli ülkelerde yaşadığı bilinmektedir. Etkin tedavisi yapılamayan DM, böbrek yetmezliği, körlük, ampütasyon ve kardiyovasküler hastalık dahil olmak üzere mikrovasküler ve makrovasküler komplikasyonlara yol açabilir. Bu komplikasyonlar ise vücuttaki çoğu dokuyu etkileyebilmektedir. 

Hiperglisemi ile karakterize olan diyabet, artan oksidatif stres ve sitokin seviyeleri, glukoz ve lipid metabolizmasının düzensizliği gibi çeşitli mekanizmalarla karaciğer hasarına neden olabilir. Bu yüzden tip 1 diyabetes mellitus (DMT1) ve tip 2 diyabetes mellitus (DMT2)'de hepatik süreçler düzensizleşmektedir.
 
Güçlü bir endojen radikal süpürücü olarak melatonin, sadece oksidatif seviyeleri azaltmakla kalmayıp, aynı zamanda inflamasyona karşı etkili bir savunma oluşturmaktadır. Ayrıca melatonin kardiyovasküler hastalıklar, diyabet ve obezite gibi kronik hastalıkların kontrolünü de kolaylaştırmaktadır. Çalışmalarda melatoninin anti-diyabetik özelliğe sahip olduğu gösterilmiştir. Hayvanlar üzerinde yapılan pinealektomi çalışmalarında düşük melatonin seviyelerinin diyabet hastalığına yatkınlığı artırabileceği kanıtlanmıştır.

Krosin, antioksidan aktiviteye sahip safranın ana bileşenidir. Oksidatif stresle oluşan reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşumunu baskılayabilmektedir. Çalışmalarda krosinin glutatyon sentezini ve oksidatif strese karşı endojen savunmayı arttırdığı gösterilmiştir. Krosinin diğer farmakolojik özellikleri ise antihiperlipidemik, anti-inflamatuvar, antikanser, antiartritik, hepatoprotektif ve kardiyoprotektif olmasıdır. Ayrıca krosinin tip 2 diyabet komplikasyonlarını da azalttığı bilinmektedir ve deneysel olarak oluşturulan diyabet modelinde krosinin hiperglisemiye karşı yararlı etkileri olduğu açıklanmıştır. 

Bu çalışmada, melatonin varlığında ve yoksunluğunda streptozotosin ile diyabet oluşturulmuş ratlarda krosinin oksidatif stres üzerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk günü pinealektomi işlemi uygulanmıştır, çalışmanın son günü ise (30. Gün) intraperitonal (i.p) olarak streptozotosin (STZ) (50 mg/kg) ile diyabet modeli oluşturulmuştur.

Çalışmada 250-300 gram 60 adet erkek Wistar albino türü rat kullanıldı. Ratlar, her grupta 10 adet olacak şekilde 6 gruba ayrılmıştır (Kontrol, Sham + STZ, PİNX, PİNX+STZ, PİNX+Krosin, PİNX+STZ+Krosin ).

Çalışmamızda pinealektomi yapılan hayvanlarda diyabet oluşturulması, serum karaciğer enzimlerinde (alanin aminotransferaz, aspartat aminotransferaz, alkalen fosfataz) ciddi artışlara neden olmuştur. Aynı zamanda krosin tedavisinin uygulanması pinealektomi uygulanmış diyabetik ratlarda karaciğer enzimlerinde düşüş sağlamıştır. 

Ayrıca STZ enjeksiyonunun yapılması karaciğer dokusunda malondialdehit (MDA), total oksidan seviyesi (TOS) ve oksidatif stres indeksi (OSİ) düzeylerinde ciddi artışa neden olurken, redükte glutatyon (GSH), total antioksidan seviyesi (TAS), süperoksit dismutaz (SOD) ve katalaz (CAT) düzeylerinde ise ciddi azalmalara neden olmuştur. Ancak pinealektomi uygulanmış diyabetik sıçanların krosin ile tedavi edilmesi, karaciğer dokusu MDA ve GSH düzeylerinde, oksidan/antioksidan dengesinde ve antioksidan enzim aktivitelerinde (SOD ve CAT) ciddi iyileşmeler gözlenmesine neden olmuştur. Çalışmada histopatolojik ve immünohistokimyasal sonuçlar değerlendirildiğinde pinealektomi uygulanmış diyabetik sıçanlarda karaciğer hasarı tespit edilmiştir. Sonuç olarak krosin hiperglisemi ve oksidatif stres kaynaklı oluşan karaciğer hasarını hafifletmiştir. Çalışma bulgularımız göz önünde bulundurulduğunda krosinin diyabet ve oksidatif stresin neden olduğu karaciğer doku hasarında tedavi edici ajan olabileceğini düşünmekteyiz. Fakat bu düşüncenin desteklenmesi için daha çok çalışma yapılmalıdır.

Abstract:
Diabetes mellitus (DM), which affects approximately 425 million people worldwide, is an important cause of morbidity and mortality. It is known that 80% of people affected by diabetes live in low- and middle-income countries. Untreated DM can lead to microvascular and macrovascular complications, including renal failure, blindness, amputation, and cardiovascular disease. These complications can affect most tissues in the body.

Diabetes mellitus, which is characterized by hyperglycemia, can cause liver damage by various mechanisms such as increased oxidative stress and cytokine levels, and dysregulation of glucose and lipid metabolism. Therefore, hepatic processes are  
dysregulated in type 1 diabetes mellitus (DMT1) and type 2 diabetes mellitus (DMT2). 

As a potent endogenous radical scavenger, melatonin not only reduces oxidative levels but also provides an effective defense against inflammation. In addition, melatonin facilitates the control of chronic diseases such as cardiovascular diseases, diabetes and obesity. Studies have shown that melatonin has anti-diabetic properties. It has been proven in animal pinealectomy studies that low melatonin levels may increase susceptibility to diabetes.

Crocin is the main component of saffron with antioxidant activity. It can suppress the formation of reactive oxygen species (ROS) formed by oxidative stress. Studies have shown that crocin increases glutathione synthesis and endogenous defense against oxidative stress. Other pharmacological properties of crocin are antihyperlipidemic, anti-inflammatory, anticancer, antiarthritic, hepatoprotective and cardioprotective. It is also known that crocin reduces complications of type 2 diabetes, and it has been reported that crocin has beneficial effects against hyperglycemia in an experimental diabetes model.

In this study, it was aimed to investigate the effect of crocin on oxidative stress in rats in whom diabetes was induced by streptozotocin in the presence and absence of melatonin. Pinealectomy was performed on the first day of the study, and on the last day (day 30) of the study, a diabetes model was created with intraperitoneal (i.p) streptozotocin (STZ) (50 mg/kg).

In the study, 60 male Wistar albino rats of 250-300 grams were used. Rats were divided into 6 groups, 10 in each group (Control, Sham + STZ, PINX, PINX+STZ, PINX+Krosin, PINX+STZ+Krosin).

In our study, the establishment of diabetes in animals that underwent pinealectomy caused serious increases in serum liver enzymes (alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, alkaline phosphatase). At the same time, administration of crocin treatment resulted in a decrease in liver enzymes in pinealectomized diabetic rats. In addition, STZ injection causes a serious increase in malondialdehyde [1], total oxidant level (TOS) and oxidative stress index (OSI) levels in liver tissue, while reduced glutathione (GSH), total antioxidant level (TAS), superoxide dismutase (SOD) and catalase levels. (CAT) levels, on the other hand, caused serious decreases. However, treatment of pinealectomized diabetic rats with crocin resulted in significant improvements in liver tissue MDA and GSH levels, oxidant/antioxidant balance and antioxidant enzyme activities (SOD and CAT). When the histopathological and immunohistochemical results were evaluated in the study, liver damage was detected in diabetic rats who had undergone pinealectomy. As a result, crocin alleviated the liver damage caused by hyperglycemia and oxidative stress. Considering our study findings, we think that crocin may be a therapeutic agent in liver tissue damage caused by diabetes and oxidative stress. However, more work needs to be done to support this idea.