Maternal çinko eksikliği oluşturulmuş dişi sıçanlarda çinko eksikliği ve desteğinin pubertal parametreler üzerine etkisi
The effect of zinc deficiency and supplementation on pubertal parameters in female rats with maternal zinc deficiency
Yazar: BUSE GÜNAYDIN
Danışman: PROF. DR. ABDULKERİM KASIM BALTACI
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Beslenme = Nutrition ; Beslenme bozuklukları = Nutrition disorders ; Ergenlik = Puberty ; Sıçanlar = Rats ; Çinko = Zinc ; Çinko eksikliği = Zinc deficiency

Özet:
Vücudumuzda bulunan eser elementlerden biri olan çinko hücrede çeşitli biyokimyasal süreçlerde rol oynar. GnRH salgılanmasını indükleyen Kisspeptin ve reseptörü GPR54 üreme fonksiyonlarının ana düzenleyecisi kabul edilir. GnRH hormonun en önemli formu olan GnRH-1'in işlenmesinde çinkonun ve GnRH salgısının ergenlik öncesi baskılanmasında bazı çinko parmak proteinlerinin rolü olduğu gösterilmiştir. Özellikle GATAD1'in puberte sürecinde düzenleyici rol üstlendiği belirtilmiştir. Yine GnRH salgısıyla düzenlen LH ve FSH seviyeleri ile çinko seviyeleri arasında bir ilişkiden söz edilebilir. Yine besin alımının düzenleyicilerinden NPY ve leptinin fonksiyonları çinko ile ilişkilir. Bu çalışmanın amacı; ergenliğe girişte etkili olan bu hormonal faktörlerin ilişkilerini düzenleyen moleküler yolaklarda çinkonun olası etkilerinin araştırılmasıdır.Çalışma Selçuk Üniversitesi Deneysel Tıp Araştırma ve Uygulama Merkezi'nden elde edilen erişkin sıçanlardan doğan yavru dişi sıçanlar üzerinde, protokolün aynı merkezin etik kurulu tarafından onaylanması üzerine gerçekleştirildi. Gebeliği belirlenen 20 adet dişi sıçan arasından deney grubunu oluşturmak üzere 15 tanesi, gebelik başlangıcından doğum sonrası 21. güne kadar çinko eksik diyetle beslenmiştir. Kalan 5 adet sıçana ise standart sıçan yemi ile diyet programı uygulanmış ve yavrularından kontrol grubu oluşturulmuştur. Toplamda 40 adet yavru dişi sıçan üzerinde gerçekleştirilen çalışmada hayvanlar 4 gruba ayrıldı. Grup 1: Maternal çinko eksikliği oluşturulmuş ve devamında çinko eksik diyetle beslenen grup, Grup 2: Maternal çinko eksikliği oluşturulmuş ve devamında normal diyetle beslenen grup, Grup 3: Maternal çinko eksikliği oluşturulmuş ve devamında intraperitonel çinko takviyesi yapılan grup, Grup 4: Normal diyetle beslenmiş annelerden doğan devamında normal diyetle beslenen kontrol grubu. 45 gün süren çinko desteğini takiben genel anestezi altında sakrifiye edilen hayvanlardan alınan hipotalamus doku örneklerinde gerçek zamanlı PCR yöntemiyle GATAD-1 geninin, kisspeptinin, GnRH, NPY translasyonundan sorumlu genlerin ekspresyon düzeyleri tayin edildi. ELISA yöntemiyle ise serum Kisspeptin, GnRH, FSH, LH, Leptin, NPY düzeyleri, sıçan kiti kullanılarak belirlenirken spektrofotometrik yöntemle ise serum çinko düzeyleri tayin edildi. Yapılan PCR testi sonuçlarına göre; GATAD1, kisspeptin, NPY gen ekspresyon düzeyleri gruplar arasında anlamlı olarak en yüksek grup 3 ve grup 4'de tayin edildi (p<0,05). Grup 3 ve grup 4 arasında ise istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunamadı. GnRH gen ekspresyon düzeyi ise, grup 3 ve grup 4'te diğerlerine kıyasla anlamlı olarak yüksek bulunurken (p<0,05), bu iki grup arasında önemli bir farklılık yoktu. Bunun yanı sıra, en düşük GnRH gen ekspresyon seviyesi grup 1'de tayin edildi (p<0,05). Elisa test sonuçlarına göre; serum kisspeptin, GnRH, LH, leptin seviyeleri en düşük grup 1'de görüldü, en yüksek seviyeler ise grup 3 ve grup 4'de görüldü (p<0,05). Grup 3 ve grup 4 arasında ise önemli bir farklılık bulunamadı. Serum FSH seviyeleri grup 1 ve grup 2'de en düşük seviyede bulunurken (p<0,05), aralarında ise anlamlı bir fark yoktu. Yine grup 3 ve grup 4'de en yüksek seviyede bulunurken (p<0,05), aralarında ise anlamlı bir fark yoktu. Serum NPY seviyeleri gruplar arasında en yüksek grup 1'de tayin edildi (p<0,05). En düşük seviyeler ise, grup 3 ve grup 4'te görüldü (p<0,05).  Grup 3 ve 4 arasında ise istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunamadı. Çalışmamızın sonuçları değerlendirildiğinde, maternal çinko eksikliği oluşturulan ve devamında çinko eksik diyetle beslenen sıçanlarda puberteye girişte etkili olan hormonlardan  GATAD1, GnRH, NPY ve kisspeptinin gen ekspreyon düzeyinin azaldığı bunun da çinko desteği ile restore edildiği görülmüştür. Ayrıca kisspeptin, GnRH, FSH, LH, leptin ve NPY hormonlarının serum seviyeleri incelendiğinde, maternal çinko eksikliği oluşturulmuş ve devamında çinko eksik diyetle beslenmiş sıçanlarda hormonların seviyeleri çinko desteği ile düzenlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Beslenmenin düzenlenmesi; Çinko eksikliği; Ergenlik; Maternal çinko eksikliği

Abstract:
Zinc, one of the trace elements in our body, plays a role in the biological processes in the cells. Kisspeptin that induces GnRH secretion and receptor of kisspeptin are known that main regulator of reproduction functions. It has been shown that zinc in the processing of GnRH-1, the most important form of the GnRH hormone, and some zinc finger proteins play a role in the suppression of GnRH secretion before puberty. Especially GATAD1 plays prominent roles in the puberty processes. Again, it can be mentioned that there is a relationship among zinc levels and LH and FSH levels regulated by GnRH secretion. Also, NPY and leptin, one of the nutritional intake regulators, are associated with zinc. The purpose of this study was to investigate the possible effects of zinc in molecular pathways regulating the relationships of hormonal factors that are effective in entering puberty.
The study was carried out on female juvenile rats born from adult rats obtained from Selcuk University Experimental Medicine Research and Application Center, after the protocol was approved by the ethics committee of the same center. Among the 20 female rats whose pregnancy was determined, 15 of them were fed with a zinc deficient (28.20 mg/kg zinc) diet from the beginning of pregnancy until the 21st day after birth to form the experimental group. The remaining 5 rats were given a diet program with standard rat chow and a control group was formed from their offspring. In the study carried out on 40 female baby rats, the animals were divided into 4 groups. Group 1: The group with maternal zinc deficiency and subsequently fed with a zinc-deficient diet, Group 2: The group with maternal zinc deficiency and subsequently fed with a normal diet, Group 3: The group with maternal zinc deficiency followed by intraperitoneal zinc supplementation, Group 4: A control group consisting of mothers fed a normal diet followed by a normal diet. Expression levels of GATAD1 gene, kisspeptin, GnRH, NPY translation genes were determined by real-time PCR method in hypothalamus tissue samples taken from animals sacrificed under general anesthesia after 45 days of zinc supplementation. While serum Kisspeptin, GnRH, FSH, LH, Leptin, NPY levels were determined by ELISA method using rat kit, serum zinc levels were determined by spectrophotometric method. According to the results of the PCR test; GATAD-1, kisspeptin, NPY gene expression levels were found to be significantly higher in group 3 and group 4 (p<0.05). No statistically significant difference was found between group 3 and group 4. GnRH gene expression level was found to be significantly higher in group 3 and group 4 compared to the others (p<0.05), but there was no significant difference between these two groups. In addition, the lowest GnRH gene expression level was determined in group 1 (p<0.05). According to Elisa test results; The lowest serum kisspeptin, GnRH, LH, and leptin levels were observed in group 1, while the highest levels were observed in group 3 and group 4 (p<0.05). No significant difference was found between group 3 and group 4. While serum FSH levels were lowest in group 1 and group 2 (p<0.05), there was no significant difference between them. Again, while it was at the highest level in group 3 and group 4 (p<0.05), there was no significant difference between them. The highest serum NPY levels among the groups were determined in group 1 (p<0.05). The lowest levels were observed in group 3 and group 4 (p<0.05). No statistically significant difference was found between groups 3 and 4. When the results of our study were evaluated, it was observed that the gene expression level of the hormones GATAD1, GnRH, NPY and kisspeptin, which are effective at puberty, decreased in rats fed with a zinc-deficient diet, and this was restored with zinc supplementation. In addition, when the serum levels of kisspeptin, GnRH, FSH, LH, leptin and NPY hormones were examined, , the levels of hormones were regulated by zinc supplementation in rats created maternal zinc deficiency and subsequently fed a zinc deficient diet. 
Key words: Regulation of nutrition; Zinc deficiency; Puberty; Maternal zinc deficiency.