Yüksek fruktozla beslenen ratlarda kuersetinin karaciğer FGF21 ifadelenmesi ve PGC1α düzeyi üzerine etkileri
The effects of quercetin on liver FGF21 expression and PGC1α level in high fructose fed rats
Yazar: KARDELEN KOCAMAN
Danışman: DOÇ. DR. CANAN YILMAZ
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Fibroblast büyüme faktörü = Fibroblast growth factor ; Fruktoz = Fructose ; Kuersetin = Quercetin ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Fruktozun esas kaynağı günümüzde şekerli içecekler ve hazır gıdaların üretiminde tatlandırıcı olarak kullanılan yüksek fruktoz içeren mısır şurubudur. Metabolik Sendrom'un(MetS) tedavi hedeflerinin başında, insülin direncine neden olan risk faktörlerinin yaşam şekli değişikleri ile kontrol altına alınması ve sağlıklı beslenme gelmektedir. Kuersetinin ile yapılan çalışmalarda MetS ve komplikasyonlarının azaldığı, insülin duyarlılığının arttığı ve glukoz düzeylerinde iyileşme sağlandığı tespit edilmiştir.  Glukoz homeostazisi, insülin duyarlılığı ve enerji homeostazının önemli bir metabolik regülatörü olan fibroblast growth factor 21 (FGF21) ve hücresel enerji metabolizmasının düzenlenmesinde merkezi bir rol oynayan peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator 1 alpha'nın (PGC1α) hepatik gen ekspresyonlarının artışının fruktoz diyeti uygulanan ratlarda fruktozun negatif etkilerini ortadan kaldırdığı rapor edilmiştir. Araştırmamızın temel amacı fruktoz diyetiyle beslenen ratlarda kuersetinin karaciğer FGF21ve PGC1α düzeyi ve ekspresyonu üzerine etkilerini, buna bağlı olarak MetS bileşenleri üzerindeki koruyucu ve tedavi edici rolünü incelemektir. Bu doğrultuda, sprague dawley türü 24 adet rat;  kontrol, fruktoz, kuersetin, fruktoz+kuersetin olmak üzere 4 gruba ayrılmıştır. (n=6). 10 haftalık deney sürecinde, kuersetin günlük 15 mg/kg dozda ve oral gavaj yoluyla, fruktoz ise %20 oranında içme suyu içinde uygulanmıştır. Tüm grupların kan basınçları ve ağırlıkları ölçülüp kaydedilmiştir.  10. haftanın sonunda, kan ve karaciğer dokusu örnekleri alınmıştır. Elde edilen serumlarda, serum insülin, glukoz ve trigliserit, total kolesterol, HDL ve VLDL kolesterol seviyeleri tayin edilmiştir. İnsülin direnci HOMA-IR formülü kullanılarak hesaplanmıştır. Karaciğer dokusu PGC1α ve FGF21 düzeyleri ile PGC1α ve FGF21 gen ifadesi tayin edilmiştir. Çalışmamızda fruktoz ile başarılı bir şekilde metabolik sendrom kriterleri oluşturulmuştur. Kuersetinin tek başına ve fruktozlu gruplara verilmesiyle olumlu etkileri gözlemlenmiş, metabolik sendrom kriterlerinde iyileşme sağladığı, ortaya konmuştur. Fruktoz ile oluşan azalmış karaciğer FGF21 ve PGC1α düzeylerini ve mRNA ekspresyonlarını arttırdığı gözlenmiştir. Çalışmamızın sonuçları 10 haftalık 15 mg/kg kuersetin uygulamasının fruktoz aracılıklı MetS modelinde lipid ve karbonhidrat metabolizmasında yararlı olacağı ve bu dozda olan etkilerinin uzun süre kullanımda daha da etkili olabileceğini düşündürmektedir. Doz artırıldığında FGF21 ve PGC1α mRNA indüksiyonu etkisiyle serum glukoz, trigliserid ve insülin direncinde pozitif etkilerinin görülebileceğini, olumlu etkileri nedeniyle tedavide kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
The main source of fructose is high-fructose-containing corn syrup, which is now used as a sweetener in the production of sugary drinks and prepared foods. Metabolic Syndrome (MetS) is one of the main goals of the treatment of insulin resistance, risk factors that lead to the control of life style changes and healthy nutrition. In studies with quercetin, it was found that MetS and its complications decreased, insulin sensitivity increased and glucose levels improved. Fibroblast growth factor 21 (FGF21), an important metabolic regulator of glucose homeostasis, insulin sensitivity and energy homeostasis, and the increase in hepatic gene expression of peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator 1 alpha (PGC1α), which play a central role in the regulation of cellular energy metabolism. It has been reported that these genes eliminates the negative effects of the fructose in fructose-treated rats. The main aim of this study was to investigate the effects of quercetin on liver FGF21 and PGC1α levels and expression and its protective and therapeutic role on MetS components in fructose-fed rats. Accordingly, 24 Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups (n = 6) as control, fructose, quercetin, fructose+quercetin. During the 10-week experimental period, quercetin was administered by oral gavage at a daily dose of 15 mg/kg, while fructose was administered in 20% drinking water. Blood pressures and weights of all groups were measured and recorded. At the end of the 10th week, blood and liver tissue samples were taken. Serum insulin, glucose and triglyceride, total cholesterol, HDL and VLDL cholesterol levels were determined. Insulin resistance was calculated using the HOMA-IR formula. Liver tissue PGC1α and FGF21 levels and PGC1α and FGF21 gene expression were determined. In our study, criteria for metabolic syndrome were successfully established with fructose. It has been observed that quercetin alone and in combination with fructose has positive effects and it has been shown to improve metabolic syndrome criteria. Fructose-induced decreased liver FGF21 and PGC1α levels and mRNA expression was observed to increase. The results of our study suggest that the use of 15 mg/kg quercetin for 10 weeks will be beneficial in lipid and carbohydrate metabolism in the fructose-mediated MetS model and the effects of this dose may be more effective in long-term use. When the dose is increased, it shows that FGF21 and PGC1α mRNA induction may have positive effects on serum glucose, triglyceride and insulin resistance and can be used in treatment because of its positive effects.