Nöroinflamasyon modelinde L-karnitin uygulamasının bilişsel işlevler ve NLRP3 yolu, TNF-alfa, IL-18 üzerine etkisi
Effects of L-carnitine administration on cognitive functions and NLRP3 pathway, TNF-alpha, IL-18 in neuroinflammation model
Yazar: SÖNMEZ ŞEVİK
Danışman: PROF. DR. DUYGU KUMBUL DOĞUÇ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Dünyada olduğu gibi ülkemizde de önemli bir sağlık problemi olan, nöroiflamasyonla ile seyreden nörodejeneratif hastalıklara bağlı giderek artan morbidite ve mortalite nedeniyle tedavi arayışları devam etmektedir. Çalışmamızda LPS ile oluşan nöroinflamasyon modeli üzerine L-karnitinin olası nöroprotektif, antiinflamatuar, antioksidan etkilerinin değerlendirilmesi amaçlandı. 
Çalışmamızda Wistar Albino türü 32 adet 4-6 aylık erkek sıçan kullanılmış olup 4 gruba ayrılmıştır. Gruplar K, LPS, KarLPS ve Kar grubu olarak eşit sayıda ayrılmıştır. LPS ve LPS+Karnitin gruplarına ilk gün 3 mg/kg ip LPS enjeksiyonu uygulanmıştır. Daha sonra LPS birer hafta arayla 3 kez 250 µg/kg idame dozu olarak LPS ve LPS+Karnitin gruplarına ip enjekte edilmiştir. Karnitin, 300 mg/kg dozda ip olarak KarLPS ve Kar gruplarına 28 gün boyunca uygulanmıştır. K grubuna eş hacimde ip serum fizyolojik uygulanmıştır. Daha sonra sıçanların Morris su labirenti testi, açık alan testi ve zorlanmış yüzme testindeki performansları değerlendirilmiştir. Bu testlerden sonra hipokampüste sitokinler, TAS, TOS düzeyleri, NLRP3 ve IL-18 ekspresyon düzeyleri, histokimyasal incelemeler, serumda sitokinler, TAS, TOS düzeyleri değerlendirilmiştir.
Öğrenme deneylerinde LPS grubununda performansın diğer gruplara göre anlamlı derecede düşük olduğu bulunmuştur. Hipokampüste IL-18, TNF-α, TOS, OSI düzeyleri, NLRP3 ve IL-18 ekspresyon düzeyleri LPS grubunda kontrol grubuna göre anlamlı yüksek bulunmuştur. Serumda IL18, TNF-α düzeyleri ile TOS ve OSI düzeylerinde artış olduğu saptanmıştır. Hipokampüs dokusu histopatolojik olarak değerlendirildiğinde LPS grubuna ait dokularda, kontrol grubuna göre önemli yapısal değişiklikler görülmüştür. 
Kar+LPS grubunda LPS grubuna göre öğrenme deneylerinde performanslarında anlamlı bir iyileşme, hipokampüste IL-18, TNF-α, TOS, OSI düzeylerinde azalma ve histokimyasal değerlendirmede nöroinflamatuar histopatolojik bulgularda anlamlı olarak azalma olduğu görülmüştür. Serumda IL-18 düzeyinde anlamlı bir düşüş görülmüştür. 
Çalışmamızda, karnitinin SSS'de inflamasyona bağlı oluşan hasarların azaltılmasında nöroprotektif bir tedavi seçeneği olarak kullanılabileceğini öngörmekteyiz ancak en iyi sonucu alabilmek için doz, sıklık ve kullanım süresini açısından daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır

Abstract:
Due to the increasing morbidity and mortality related to neurodegenerative diseases characterized by neuroinflammation, is an important health problem in our country as well as in the world, and the search for treatment of these diseases are still continued. In our study, we aimed to evaluate the possible neuroprotective, antiinflammatory and antioxidant effects of L-carnitine on LPS-induced neuroinflammation model. 
In our study, 32 male Wistar Albino rats, aged 4-6 months, were divided into 4 groups. The groups were divided equally as C, LPS, CarLPS and Car groups. LPS and LPS+Carnitine groups received 3 mg/kg ip LPS injection on the first day. Then, LPS was injected LPS and LPS+Carnitine groups at a dose of 250 µg/kg per week as a maintainance dose for 3 weeks. Carnitine was administered at a dose of 300 mg/kg ip to the CarLPS and Car groups for 28 days. An equal volume of ip saline was administered to the C group. Then, the performance of the rats in Morris water maze, open field task and forced swimming task were evaluated. After these tests, cytokine levels, NLRP3 and IL18 expression levels and histochemical evaluations in the hippocampus, and cytokine, TAS and TOS levels in hippocampi and serum were evaluated.
In learning and neurobehavior experiments, it was found that the performance of the LPS group was significantly lower than the other groups. IL-18, TNF-α, TOS, OSI levels, NLRP3 and IL-18 expression levels in the hippocampus were significantly higher in the LPS group compared to the control group. IL-18, TNF-α levels, TOS and OSI levels were found to be increased in serum. When the hippocampus tissue was evaluated histopathologically, significant structural changes were observed in the tissues of the LPS group compared to the control group. 
In the Car+LPS group, there was a significant improvement in their performance in learning and neurobehavior experiments, a decrease in IL-18, TNF-α, TOS, OSI levels in the hippocampus and a significant decrease in neuroinflammatory histopathological findings in histochemical evaluation compared to the LPS group. A significant decrease was observed in serum IL-18 level.
In our study, we suggest that carnitine may be used as a neuroprotective treatment option in the reduction of inflammation-induced damage in the CNS, however, more sudies are needed in order to specify the dose, frequency and usage period to get the best result