Yüksek kalorili diyet uygulanan farelerde hipotalamik paraventriküler nükleustaki dopamin sinyalleşmesi üzerinde apelin etkisinin fiber fotometri yöntemiyle araştırılması
Investigation of the effect of apelin on dopamine signaling in hypothalamic paraventricular nucleus by fiber photometry method in mice fed with high calorie diet
Yazar: YASİN ALİ ÇİMEN
Danışman: PROF. SELİM KUTLU
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı / Fizyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Obezitenin temel nedenleri arasında enerji dengesizliği, yani alınan kalorilerin harcanan kalorilerden fazla olması yer almaktadır. Bu enerji dengesizliği, özellikle yüksek yağlı diyetlerin tüketimiyle daha da belirgin hale gelmektedir. Obezite nörodejeneratif hastalıkların ve beyin fonksiyon bozukluklarının patolojik mekanizmasına katılmaktadır. Apelin ve dopamin (DA) aktivitesinin besin alımı ve obezite süreçlerinde rol oynadığı düşünülmektedir. Bu çalışmanın amacı, apelinin, normal diyet ve yüksek yağlı diyetle beslenme durumlarında paraventriküler çekirdekteki (PVN) DA'erjik nörotransmisyona etkisinin fiber fotometri yöntemiyle araştırılmasıdır.
Çalışmada yetişkin erkek 32 adet C57bl/6 fareler, normal diyet (ND), yüksek yağlı diyet (YYD), apelin+normal diyet (A+ND), apelin+yüksek yağlı diyet (A+YYD) grupları olarak 4'e ayrıldı. PVN'deki DA'erjik etkinliği belirlemek için fiber fotometri tekniği kullanıldı. Tüm farelerin PVN bölgelerine sterotaksik cihazda dopaminerjik sensör enjeksiyonları yapıldı ve fiber optik ferüller aynı lokalizasyona implante edildi. Hayvanlar 15 gün dinlendirildi. Hayvanlar sonraki 28 gün boyunca yüksek yağlı diyet ve normal diyetle beslendi. Bu süre zarfında 100µg/kg (i.p) dozunda apelin gün aşırı uygulandı. Yem tüketim miktarı, vücut ağırlığı, kan glikozu takibi ve davranış deneyleri yapılan hayvanlardan 28. gün sonunda fiber fotometri kayıtları alındı. DA'erjik sinyal aktivitesi MATLAB kodlarıyla z-skor (dF/F) ve sonrasında z-skor (dF/F) grafiğinin eğri altında kalan alan (AUC) belirlendi. Bulgular tek yönlü varyans analizi ile tekrarlı ölçümler çift yönlü varyans analizi ile istatistiksel olarak değerlendirildi.
ND (p<0,01), YYD (p<0,001) ve A+YYD (p<0,001) gruplarının 28. gün vücut ağırlıkları 0. güne göre anlamlı olarak artmıştı. 28. Gün, A+ND grubu vücut ağırlığı YYD ve A+YYD gruplarına göre anlamlı olarak düşüktü (p<0,001). A+ND grubunda 21. ve 28. gündeki kan glukoz düzeyleri YYD grubuna göre anlamlı olarak düşüktü (p<0,05). Yem tüketim miktarları açısından gruplar arasında anlamlı bir fark yoktu. İlaç etkisinin maksimum gözlemlendiği zaman aralığında A+ND grubu AUC değeri ND (p<0,05) ve A+YYD (p<0,05) gruplarına kıyasla yüksekti. YYD grubu AUC değerleri ND grubuna göre azalma eğilimindeydi (p>0,05).
Bu çalışmanın sonuçları apelin uygulamasının farelerde vücut ağırlığı artışını baskıladığını ve hipotalamik PVN'deki DA'erjik aktiviteyi artırdığını göstermektedir. Bu bulgular apelinin, obezitede azalan DA'erjik aktivite üzerine koruyucu rol oynayabileceğini ve PVN'deki DA'erjik aktivite üzerindeki olası düzenleyici rolünü işaret etmektedir.

Abstract:
One of the main causes of obesity is energy imbalance, i.e. calories in more than calories out. This energy imbalance is particularly pronounced with the consumption of high-fat diets. Obesity participates in the pathological mechanism of neurodegenerative diseases and brain dysfunctions. Apelin and dopamine (DA) activities are thought to play a role in food intake and obesity processes. The aim of this study was to investigate the effect of apelin on DAergic neurotransmission in the paraventricular nucleus (PVN) under normal diet and high fat diet feeding conditions by fiber photometry.
In the study, 32 adult male C57bl/6 mice were divided into 4 groups as normal diet (ND), high fat diet (YYD), apelin+normal diet (A+ND), apelin+high fat diet (A+YYD) groups. Fiber photometry technique was used to determine DAergic activity in the PVN. Dopaminergic sensors were injected into the PVN of all mice in a sterotaxic device and fiber optic ferules were implanted in the same localisation. Animals were rested for 15 days. Animals were fed a high fat diet and a normal diet for the next 28 days. During this period, apelin at a dose of 100µg/kg (i.p) was administered every other day. Feed intake, body weight, blood glucose and behavioural experiments were monitored and fiber photometry recordings were taken at the end of the 28th day. DAergic signalling activity was determined by z-score (dF/F) and then area under the curve (AUC) of the z-score (dF/F) graph using MATLAB codes. Results were statistically evaluated by one-way analysis of variance and repeated measures two-way analysis of variance.
The body weights of the ND (p<0.01), YYD (p<0.001) and A+YYD (p<0.001) groups on day 28 were significantly higher than day 0. On day 28, body weight in the A+ND group was significantly lower than in the YYD and A+YYD groups (p<0.001). Blood glucose levels at 21 and 28 days were significantly lower in the A+ND group than in the YYD group (p<0.05). There was no significant difference between the groups in terms of feed consumption. The AUC value of A+ND group was higher than ND (p<0.05) and A+YYD (p<0.05) groups in the time interval when the maximum drug effect was observed. The AUC values of YYD group tended to decrease compared to ND group (p>0.05). 
The results of this study show that apelin administration inhibits weight gain in mice and modulates dopaminergic activity in the hypothalamic PVN. These findings suggest that apelin may play a protective role on the decreased dopaminergic activity in obesity and suggest a possible modulatory role on dopaminergic activity in the PVN.