Rat karaciğer hücrelerinde talyum toksisitesinin neden olduğu oksidatif strese karşı metallotioneinlerin etkilerinin biyokimyasal ve histopatolojik olarak araştırılması
A biochemical and histopathological investigation on the effects of metallothioneins against oxidative stress caused by thallium toxicity in rat liver cells
Yazar: GÖZDE AYDOĞAN KILIÇ
Danışman: PROF. DR. H. MEHTAP KUTLU
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology ; Patoloji = Pathology
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Karaciğer = Liver ; Metallothionein = Metallothionein ; Sıçanlar = Rats ; Talyum = Thallium

Özet:
Bu çalışmada, talyum toksisitesinin neden olduğu oksidatif strese karşı metallotioneinlerin etkileri sıçan karaciğerinde incelenmiştir. 200-250 g ağırlığındaki erkek Wistar cinsi sıçanlar; kontrol, talyum (32 mg/kg) toksisitesine maruz bırakılmış, metallotionein (1 ve 2.5 mg/kg) uygulanmış-talyum (32 mg/kg) toksisitesine maruz bırakılmış ve metallotionein (1 ve 2.5 mg/kg) uygulanmış hayvanları içerecek şekilde 6 grup olarak çalışılmıştır. Deneylerde biyokimyasal ve histopatolojik teknikler kullanılmıştır. Karaciğer dokusundaki talyum konsantrasyonları ve toplam protein düzeyleri ölçülmüştür. Toplam glutatyon seviyeleri belirlenmiş, lipid peroksidasyonunun bir belirteci olarak malondialdehit seviyeleri ölçülmüştür. Lipid peroksidasyonu bulgularını desteklemek ve oksidatif stresi belirleyebilmek amacıyla, reaktif oksijen türevleri seviyesinin bir belirteci olarak, hidrojen peroksit seviyeleri ölçülmüştür. Antioksidan enzimlerden süperoksit dismutaz ve glutatyon peroksidaz'ın aktiviteleri belirlenmiştir. Dokulardaki süperoksit dismutaz enzim düzeyleri, enzim aktivitesi sonuçlarını desteklemek amacıyla immunohistokimyasal olarak da tespit edilmiştir. Histopatolojik çalışmalar ışık ve elektron mikroskobik seviyede gerçekleştirilmiştir.Sonuçlar, metallotioneinlerin talyumu bağlamak yoluyla hücre içi serbest talyum konsantrasyonunu azaltarak, talyum ve sülfhidrilce zengin protein etkileşimlerini önleyerek ve hücrede serbest radikallerin yakalayıcısı olarak görev yapmak yoluyla hücrelerin antioksidan kapasitesini arttırdığını ortaya koymaktadır. Artan antioksidan kapasite sayesinde, lipid peroksidasyonu azalmakta ve hücredeki zarlı yapılar korunmaktadır.Hem biyokimyasal hem de histopatolojik bulgular metallotioneinin 2.5 mg/kg dozunda talyum toksisitesi ile meydana gelen oksidatif strese bağlı hücre ve doku hasarının önlenmesinde etkili olduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışma ile talyum, metallotionein ve hücrenin başlıca antioksidan bileşenleri arasındaki in vivo etkileşimler ilk defa ortaya koyulmaktadır.Anahtar Kelimeler: Metallotionein, Talyum, Oksidatif stres, Karaciğer, Histopatoloji

Abstract:
In the present study, effects of metalllothioneins against the oxidative stress as a result of thallium intoxication were investigated on rat liver. Male wistar rats weighing 200-250 g were studied in 6 groups including control, thallium (32 mg/kg) intoxicated, metallothionein (1 and 2.5 mg/kg) administrated-thallium (32 mg/kg) intoxicated and metallothionein (1 and 2.5 mg/kg) administrated animals. Experiments were conducted by using biochemical and histopathological techniques. Thallium concentrations and total protein levels in the liver tissue were determined. Changes in the levels of total glutathione were determined and malonedialdehyde levels as an indicator of lipid peroxidation were measured. Hydrogen peroxide levels, as a marker of reactive oxygen species, were measured to support lipid peroxidation findings and to determine oxidative stress. Activities of antioxidant enzymes, superoxide dismutase and glutathione peroxidase were measured. Superoxide dismutase enzyme levels were also determined immunohistochemically to verify the enzyme activity results. Histopathological examinations were conducted on light and electron microscopic levels.The results showed that metallothionein increases the antioxidant capacity of cells by decreasing the levels of intracellular free thallium, preventing the interactions between thallium and sulfhydril-rich proteins and serving as a scavenger of reactive oxygen species inside the cells. Increased antioxidant capacity results in a decrease in lipid peroxidation and conservation of membranous structures of the cell.Both biochemical and histopathological findings of this study showed that metallothionein at 2.5 mg/kg dose is effective on preventing the cellular and tissue damage caused by oxidative stress in thallium intoxication. In this study in vivo interactions between thallium, metallothionein and antioxidant components of the cell were exhibited for the first time.Keywords: Metallothionein, Thallium, Oxidative stress, Liver, Histopathology