Gebe sıçanlarda yüksek doz kafein uygulamasının fetüs hipokampusunda oluşturduğu hasar üzerine melatoninin olası etkisinin incelenmesi
Investigation of the possible effects of melatonin upon fetal hippocampal damage produced by high dose caffeine administration in pregnant rats
Yazar: YAĞMUR KÖSE
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET TURGUT
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı / Histoloji ve Embriyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Fetüs = Fetus ; Gebelik = Pregnancy ; Glial fibriler asidik protein = Glial fibrillary acidic protein ; Hipokampus = Hippocampus ; Hipokampus = Hippocampus ; Kafein = Caffeine ; Melatonin = Melatonin ; Merkez sinir sistemi = Central nervous system ; Sinaptofizin = Synaptophysin ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Kafein, hemen hemen her gün hepimizin yaygın olarak tükettiği ve merkezi sinir sistemi üzerinde uyarıcı etkiye sahip olan nörolojik açıdan aktif gıda bileşenidir. Metilksantin'ler grubunda (1,3,7-trimetilksantin) yer alan kafein, dünyada kullanımı en sık olan psikoaktif maddedir. Diğer psikoakftif maddelerin aksine hem yaygın hem de yasaldır. Kafein ve türevleri kahve, çay, kola ve çikolata gibi birçok tüketilen içecek ve yiyeceklerde bulunmaktadır. Kafeinin insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri 1900'lü yılların başlarında incelenmeye başlanmıştır. Son zamanlarda yapılan araştırmalara göre günde ortalama 300 mg'dan daha fazla kafeinin tüketildiği belirtilmiştir. Kafeinin, günlük normal doz aralığı yaklaşık olarak 50-300 mg olarak belirtilmekte ve kişiye uyanıklık hali, enerji ve konsantre olmasını sağlar. Aşırı doz tüketiminde ise yani 300-800 mg ve üstü kişide uyku bozukluğu, sinirlilik, endişe, panik atak ve kaygı hallerine sebep olduğu belirtilmiştir. Günlük kafein kullanımında, kadınların yaklaşık olarak %80'i tüketmektedir ve hamilelik sırasında bile geniş bir kafein tüketiminin olduğu yapılan çalışmalar sonucu ortaya çıkmıştır. Özellikle gebelik döneminde tüketilen kafeinin, fetüs üzerinde olumsuz birçok etkiye yol açtığı belirtilmektedir. Bunun temel nedeni ise annenin aldığı kafeinin, plasenta bariyerini kolayca geçebilmesinden kaynaklanmaktadır. Kafein metabolizması için gerekli enzim olan, Sitokrom P450 A2, plasenta ve fetüste yoktur. Dolayısıyla yeterli enzim sisteminden yoksun olan fetüs, kafeini metabolize edilmesi oldukça uzun zaman alır ve bundan dolayı fetüs için bir risk faktörü oluşturur. Gebelik döneminde yüksek dozlarda alınan kafein, plasenta bariyerini hızla geçerek, fetal gelişim geriliği (intrauterin gelişim geriliği), başta olmak üzere düşük doğum ağırlıklı bebek, prematüre doğum, spontan abortus ve ölü doğum gibi pek çok olumsuz tablo sergilemektedir. Melatonin, epifiz veya pineal olarak isimlendirilen bezden, karanlıkta salgılanan uyku, biyolojik ritim, üreme ve immünite gibi birçok biyolojik fonksiyonun düzenlemesinde rol oynayan endojen bir hormondur. Çok sayıdaki çalışmada, melatoninin nöroprotektif etkisi olduğu ve sinir rejenerasyonunu artırdığı gösterilmiştir. Bu bilgilerden yola çıkarak, bu çalışmada, gebe sıçanlarda yüksek doz kafein uygulamasının fetüs hipokampusunda oluşturduğu hasar üzerine melatoninin olası etkisinin incelenmesini amaçladık.
Çalışmamızda, 32 erişkin ''Wistar albino'' dişi sıçan kullanıldı. Dişi sıçanlar rastgele her bir grupta 8 adet (n=8) olacak şekilde; kontrol, melatonin, kafein ve kafein+melatonin olmak üzere dört gruba ayrıldı. Gebeliğe bırakılan dişi sıçanlar, gebelik döneminin 9. gününde gruplarına göre maddeler uygulandı. Kontrol grubuna, herhangi bir madde uygulanmadı. Melatonin grubu (MEL grubu), gebeliğin 9. günü ile 20. günü her gün periton içi (intraperitoneal; i.p.) saat 16.00-17.00 arası 10 mg/kg/gün dozunda i.p. melatonin enjekte edildi. Kafein grubu (KFN grubu) gebeliğin 9. günü ile 20. günü arası her gün i.p. 60 mg /kg/gün kafein enjekte edildi. Kafein+ melatonin grubu (KFN+MEL grubu), gebeliğin 9. günü ile 20. günü her gün i.p. 60 mg/kg/gün kafein enjekte edildi. İlaveten, aynı günlerde saat 16.00-17.00 arası 10 mg/kg/gün dozunda i.p. melatonin enjekte edildi. Çalışmaya dahil olan 32 adet "Wistar albino" cinsi gebe sıçandan gebeliklerinin 21. gününde alınan fetüslerin beyni çıkarıldı. Tüm gruplardaki fetusların hipokampal bölgeleri tespit işlemi yapıldıktan sonra; Hematoksilen&Eozin ve Cresyl echt violet ile boyanarak histololjik açıdan ayrıca GFAP ve Synaptophysin ile immunohistokimyasal boyma yöntemiyle incelendi.
Anahtar Kelimler: Fetus, gebe sıçan, hipokampus, kafein, melatonin.

Abstract:
Caffeine is a neurologically active food component that we all consume almost everyday and have a stimulating effect on the central nervous system. Caffeine in the methylxanthines group (1,3,7-trimethylxanthine) is the most commonly used psychoactive substance in the world. Unlike other psychoactive substances, caffeine is both common and legal. Caffeine and its derivatives are found in many consumed beverages and foods such as coffee, tea, cola and chocolate. The negative effects of caffeine on human health began to be investigated in the early 1900s. According to recent studies, more than 300 mg of caffeine is consumed on average per day. The normal daily dose range of caffeine is indicated as approximately 50-300 mg, allowing the person to be alert, energized and concentrated. In overdose consumption, ie 300-800 mg and above, it is stated that caffeine causes sleep disorder, irritability, anxiety and panic attacks. In daily usage 80 percent of women consumes caffeine during pregnancy and according to studies conducted on pregnant women caffeine had harmful effects on fetuses. It is stated that caffeine consumed especially during pregnancy has many negative effects on the fetus. The main reason for this is that the mother's caffeine can easily cross the placenta barrier. Cytochrome P450 A2, the enzyme required for caffeine metabolism, is absent in the placenta and fetus. Thus, the fetus, which lacks sufficient enzyme system, takes a long time to metabolize caffeine and therefore represents a risk factor for the fetus. Caffeine, taken in high doses during pregnancy, passes the placenta barrier rapidly and shows many negative conditions, mainly intra uterine growth retardation and also low birth weight infant, premature birth, spontaneous abortion and stillbirth. Melatonin is an endogenous hormone that plays a role in the regulation of many biological functions, including sleep, biological rhythm, reproduction and immunity, secreted from the gland called epiphysis cerebri or pineal gland. Numerous studies have shown that melatonin has a neuroprotective effect and increases nerve regeneration. Based on this information, we aimed to investigate the possible effect of melatonin on fetal hippocampal damage by high dose caffeine administration in pregnant rats. 
In our study, 32 adult "Wistar albino'' female rats were used. Female rats were randomly divided into 8 rats per group (n = 8); Female rats were divided into four groups as control, melatonin, caffeine and caffeine + melatonin, respectively. Female rats that were allowed to pregnancy were administered with substances according to their groups on the 9th day of pregnancy. No substance was administered to the control group. The melatonin group (MEL group) was administered at a dose of 10 mg/kg/day melatonin intraperitoneally (i.p.) between 4pm and 5pm and every day from 9th to 20th days of pregnancy.  The caffeine group (CFN group) was administered at a dose of 60 mg/kg/day caffeine i.p every day from 9th to 20th days of pregnancy.  The caffeine + melatonin group (CFN + MEL group) was administered at a dose of 60 mg/kg/day caffeine i.p every day from 9th to 20th days of pregnancy. In addition, CFN + MEL group was administered at a dose of 10 mg/kg/day melatonin i.p between 4pm and 5pm and every day from 9th to 20th days of pregnancy. All 32 Wistar albino pregnant rats included in this study and brain of the fetuses, which taken on the 21st day of pregnancy, were extracted. After fixation of hippocampal regions of the fetuses in all groups, hippocampal tissues stained with hematoxylin&eosin and cresyl echt violet for histochemical evaluation. In addition, immunohistochemical staining was performed with GFAP and synaptophysin. 
Keywords: Fetus, pregnant rat, hippocampus, caffeine, melatonin.