Leydig hücrelerinde arseniğin neden olduğu oksidatif hasar üzerine N-asetilsisteinin etkisi
Effect of N-acetylcysteine on oxidative damage caused by arsenic in leydig cells
Yazar: CANSEL ACI KUŞAN
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN AYDIN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Zooloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Arsenik = Arsenic ; Asetilsistein = Acetylcysteine ; Leydig hücreleri = Leydig cells ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Toksisite = Toxicity

Özet:
Çevre kirliliğinin en önemli nedenlerinden biri ağır metallerdir. Arsenik, çevrede büyük miktarlarda bulunan ve Dünya'da doğal olarak oluşan bir ağır metal ve tehlikeli bir metaloiddir. Arsenik içeren içme suyu, ona maruz kalmanın en yaygın yollarından biridir. Deniz ürünleri, yeşil sebzeler, tahıllar, elma ve üzüm suyu gibi arsenik ile kirlenmiş gıdaları tüketmek de bir diğer önemli maruziyet kaynağıdır. Arsenik, cilt, karaciğer ve akciğer kanserlerine neden olan bir kanserojen olmasının yanı sıra çeşitli doku ve organlarda toksisiteye neden olan aşırı reaktif oksijen türlerinin oluşmasına neden olur.
N-asetilsistein (NAC), bozulmuş pro-oksidan/antioksidan dengesini düzeltme yeteneğine sahip bir antioksidandır. Bir tiyol antioksidan olan NAC, glutatyon oluşumu, gıda metabolizması, disülfit bağlarının azaltılması ve farklı elektrofillerin detoksifiye edilmesi dahil olmak üzere bir dizi hücresel fonksiyonda yer alır. Ayrıca NAC yapısındaki tiyol grupları metal şelatlama bölgesi görevi görür.
Bu güncel çalışma, güçlü bir antioksidan olan NAC'ın, erkek üreme sisteminin ana hücreleri olan Leydig hücrelerindeki arsenik hasarına karşı koruyucu etkilerini ortaya çıkarmak amacıyla yapılmıştır. Leydig hücreleri, 24 saat boyunca tek başına ve kombinasyon halinde 10 µM As ve 1, 2 ve 4 mM NAC'a maruz bırakıldı. Maruziyet sonrasında Leydig hücrelerinde hücre canlılığına, laktat dehidrogenaz aktivitesine, lipid peroksidasyon miktarına, süperoksit dismutaz, katalaz, glutatyon peroksidaz gibi antioksidan enzim aktivitelerine bakılmıştır. Bulgular, arseniğin hücre canlılığını ve antioksidan enzim seviyelerini önemli ölçüde azalttığını gösterdi. Bulgular, arseniğin Leydig hücrelerinde hücre canlılığını ve antioksidan enzim seviyelerini önemli ölçüde azaltırken membran hasarına bağlı sitotoksisiteyi ve lipid peroksidasyonunu arttırdığını ortaya koydu. Arseniğe ek olarak, NAC tedavilerinin sitotoksisiteyi ve lipid peroksidasyonunu azalttığı, hücre canlılığını ve antioksidan enzim seviyelerini konsantrasyona bağlı bir şekilde arttırdığı bulundu. Sonuç olarak, NAC'ın arsenik kaynaklı toksisitede Leydig hücrelerini oksidatif stresten enzimatik antioksidan miktarını artırarak ve lipid peroksidasyonunu azaltarak koruyabildiği bulundu.

Abstract:
One of the most significant causes of environmental pollution is heavy metals. Arsenic (As) is a heavy metal and a hazardous metalloid that is present in large amounts in the environment and occurs naturally on Earth. Drinking water that contains As is one of the most common ways to get exposed to it. Consuming foods polluted with As, such as seafood, green vegetables, grains, apples, and grape juice, is another significant exposure source. As induces excessive generation of reactive oxygen species, which results in toxicity in a variety of tissues and organs in addition to being a carcinogen that causes skin, liver, and lung cancers.
N-acetylcysteine (NAC) is an antioxidant that has the ability to restore the impaired pro-oxidant/antioxidant balance. NAC, a thiol antioxidant, is involved in a number of cellular functions, including glutathione formation, food metabolism, decreasing disulfide bonds, and detoxifying different electrophiles. Furthermore, the thiol groups in the structure of NAC serve as a metal-chelating region.
This current study was carried out to reveal the protective effects of NAC, a potent antioxidant, against As damage to Leydig cells, the main cells of the male reproductive system. Leydig cells were exposed to 10 µM As and 1, 2 and 4 mM NAC alone and in combination for 24h. After exposure, cell viability, lactate dehydrogenase activity, lipid peroxidation amount, antioxidant enzyme activities such as superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase were examined in Leydig cells. The findings showed that As significantly decreased cell viability and antioxidant enzyme levels. The findings revealed that As increased membrane damageinduced cytotoxicity and lipid peroxidation while significantly reducing cell viability and antioxidant enzyme levels in Leydig cells. In addition to As, NAC treatments were found to reduce cytotoxicity and lipid peroxidation while enhancing cell viability and antioxidant enzyme levels in a concentration-dependent manner. In conclusion, it was found that NAC can protect Leydig cells from oxidative stress in As-induced toxicity by increasing the amounts of enzymatic antioxidants and decreasing lipid peroxidation.