Hiperhomosisteinemik rat modelinde folik asidin vasküler reaktivite üzerine olan etkileri
Effects of folic acid on vascular reactivity in a rat model of hyperhomocystenemia
Yazar: MELEK YILMAZ ERDİK
Danışman: PROF. DR. UĞUR GÜRCÜN
Adnan Menderes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Kalp ve Damar Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi = Thoracic and Cardiovascular Surgery
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Folik asit = Folic acid ; Glütatyon peroksidaz = Glutathione peroxidase ; Glütatyon redüktaz = Glutathione reductase ; Homosistein = Homocysteine ; Katalaz = Catalase ; Malondialdehit = Malondialdehyde ; Süperoksit dismutaz = Superoxide dismutase ; Sıçanlar = Rats ; Vasküler hastalıklar = Vascular diseases

Özet:
Hiperhomosisteinemik Rat Modelinde Folik Asidin Vasküler Reaktivite Üzerine Olan Etkileri
Giriş ve Amaç: Homosistein, diyet ile alınan metiyonin remetilasyonu sonucu oluşan ve protein yapısına katılmayan, yapısında sülfidril grubu bulunduran bir aminoasittir. Homosistein damar düz kas hücreleri için potent mitojenik etkiye sahiptir. Ayrıca homosistein, endotelyal nitrik oksit sentaz salınımını ve nitrik oksit oluşumunu azaltır, endotel disfonksiyonu oluşur. Homosistein lipid peroksidasyonunu artırır.HHcy'e bağlı ateroskleroz oluşumu için öne sürülen bazı mekanizmalar endoteliyal disfonksiyon, bozulmuş akımla sağlanan vazodilatasyon, vasküler düz kas hücrelerinde artmış proliferasyon ve artmış koagülasyon şeklindedir.
Folik asit vücutta tek karbon metabolizmasında görev yapmakta, pürin ve timidilat sentezi ile fosfolipidler, proteinler, DNA ve nörotransmitterleri içeren önemli biyolojik maddelerin metilasyonu için gerekli tek karbon ünitesini sağlamaktadır.Folat eksikliğinin erken dönemlerinde bulgu olmayabilir. Fakat homosistein gibi toksik metabolitler birikir ve düzey artar. Hızlı çoğalan hücreler folat eksikliği için daha duyarlıdır.Hiperhomosisteinemiye neden olan en büyük faktörün folik asit eksikliği olduğu gösterilmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda folat homeostası ve homosistein metabolizması arasındaki bağlantının birçok damar hastalığında önemli bir rolü olduğu saptanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Erkek Wistar Albino cinsi ratlar grupların ortalama ağırlıkları birbirine yakın olacak şekilde ayarlanarak dört gruba ayrıldılar.
1-Hiperhomosisteinemi grubu ( Grup1, n:9): Bu gruptaki hayvanlara 30 gün boyunca orogastrik metionin aminoasidi verildi.Ardından bir hafta süre ile intraperitoneal serum fizyolojik verilerek ratlarda hiperhomosisteinemi modeli oluşturuldu. Organ banyosunda doz cevap eğrileri araştırıldı. Doku ve kan örneklerinde biyokimyasal olarak antioksidan düzeylerine bakıldı.
2- Hiperhomosisteinemi + Folik Asit grubu ( Grup2, n: 9): Bu gruptaki ratlara 30 gün boyunca orogastrik metionin aminoasidi verildi. Ardından bir hafta süre ile intraperitoneal folik asit verilerek hiperhomosisteinemi oluşturuln ratlarda folik asidin etkisi organ banyosonda doz cevap eğrileri araştırıldı. Doku ve kan örneklerinde biyokimyasal olarak antioksidan düzeylerine bakıldı.
69
3-Sham grubu ( Grup 5, n: 8): Bu gruptaki ratlara medikasyon verilmedi. Otuz gün boyunca orogastrik serum fizyolojik verildi. Ardından bir hafta süre ile intraperitoneal steril serum fizyolojik verildi.Daha sonra ratlarda organ banyosunda doz cevap eğrileri araştırıldı. Doku ve kan örneklerinde biyokimyasal olarak antioksidan düzeylerine bakıldı.
4- Folik Asit grubu ( Grup 4, n: 8): Bu gruptaki ratlara 30 gün boyunca orogastrik serum fizyolojik verildikten sonra bir hafta süre ile intraperitoneal folik asit verildi. Organ banyosunda doz cevap eğrileri araştırıldı. Doku ve kan örneklerinde biyokimyasal olarak antioksidan düzeylerine bakıldı.
Beş haftanın sonunda ratlar sakrifiye edilerek biyokimyasal çalışmalar için doku ve kan örnekleri alındıktan sonra, rat torasik aortasından damar halkaları oluşturuldu. Organ banyosu düzeneği ile kasılma gevşeme yanıtlarına bakıldı.
Bulgular: Hiperhomosisteinemi grubu ile Hiperhomosisteinemi + folik asit grubu ( Grup 1-2) arasında yapılan biyokimyasal sonuçların karşılaştırılmasında; kan katalaz değerinde anlamlı fark saptandı (p: 0,022). Organ banyosunda gevşeme yanıtlarına bakıldığında anlamlı bir fark saptanmadı.
Hiperhomosisteinemi grubu ile Sham grubu ( Grup 1-3) arasında yapılanbiyokimyasal sonuçların karşılaştırılmasında; kan homosistein değerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,04). Kan glutatyon redüktaz değerinde anlamlı fark saptandı ( p:0,055). Kan katalaz değerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,06). Doku glutatyon peroksidaz değerinde anlamlı fark saptandı (p: 0,009). Doku glutatyon redüktaz değerinde anlamlı fark saptandı ( 0,012). Doku glutatyon değerinde anlamlı fark saptandı ( 0,009). Organ banyosunda hiperhomosisteinemi ve sham grubu arasındaki gevşeme yanıtlarında anlamlı fark saptanmadı.
Hiperhomosisteinemi grubu ile folik asit grubu ( Grup 1-4) arasında yapılan biyokimyasal sonuçların karşılaştırılmasında; Kan homosistein değerlerinde anlamlı fark saptandı (p: 0,011). Kan katalaz değerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,011). Doku glutatyon peroksidaz seğerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,017). Doku glutatyon redüktaz değerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,023). Doku glutatyon değerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,007). Organ banyosunda hiperhomosisteinemi ve folik asit grupları arasındaki gevşeme yanıtlarında anlamlı fark saptanmadı.
Hiperhomosisteinemi + folik asit grubu ile sham grubu ( Grup 2-3) arasında yapılan biyokimyasal sonuçların karşılaştırılmasında; Kan homosisteinin değerlerinde anlamlı fark
70
saptandı ( p: 0,03). Kan glutatyon redüktaz değerleri arasında anlamlı fark saptandı ( 0,032). Kan katalaz değerleri arasında anlamlı fark saptandı ( p: 0,010). Doku glutatyon peroksidaz değerleri arasında anlamlı fark saptandı ( p: 0,003). Doku glutatyon değerleri arasında anlamlı fark saptandı ( p: 0,003). Doku glutatyon redüktaz değerleri arasında anlamlı fark saptandı ( p: 0,021). Doku katalaz değerleri arasında anlamlı fark saptandı ( p: 0,012). Organ banyosunda
hiperhomosisteinemi + folik asit grubu ile sham grupları arasındaki gevşeme yanıtlarında anlamlı fark saptanmadı.
Hiperhomosisteinemi + folik asit grubu ile folik asit grubu ( Grup 2-4) arasında yapılan biyokimyasal sonuçların karşılaştırılmasında; Kan homosistein değerlerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,008). Kan katalaz değerlerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,008). Doku glutatyon redüktaz değerlerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,008). Doku glutatyon değerlerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,002). Doku glutatyon redüktaz değerlerinde anlamlı fark saptandı ( p: 0,049).Organ banyosunda hiperhomosisteinemi + folik asit grubu ile folik asit grupları grupları arasındaki gevşeme yanıtlarında anlamlı fark saptanmadı.
Sham grubu ile folik asit grubu ( Grup 3-4) arasında yapılan biyokimyasal sonuçların karşılaştırılmasında ve organ banyosunda sham grubu ile folik asit gupları arasındaki gevşeme yanıtlarında anlamlı fark saptanmadı.

Anahtar Kelimeler: Hiperhomosisteinemi, folik asit, antioksidanlar, organ banyosu, vasküler reaktivite, glutatyon, glutatyon peroksidaz, katalaz, süperoksit dismutaz, glutatyon redüktaz, endotel disfonksiyonu, malondialdehit.

Abstract:
Effects of Folic Acid on Vascular Reactivity in a Rat Model of Hyperhomocystenemia
Introduction and Background: Homocysteine is a member of sulfhydril group amainoacids formed by remethyletion of dietary methionine and which does not participate in protein structure. Homocysteine has potent mitogenic effects on vascular smooth muscle cells. In addition; homocysteine reduces expression of endothelial nitric oxide synthase and nitric oxide production and causes endothelial dysfunction. Homocysteine increases the lipid peroxidation. The mechanisms of hyperhomocystenemia induced atherosclerosis include endothelial dysfunction, vasodilatation caused by impaired flow, increased vascular smooth muscle proliferation and coagulation.
Folic acid takes part in single carbon metabolism by providing single carbon units for
the synthesis of purine and timidilate and the methylation of essential biological substances such as phospholipids, proteins, DNA and neurotransmitters. Folic acid deficiency may not cause symptoms in the early period. However, increment of metabolites including homocysteine results in accumulation of toxic substrates. Rapidly proliferating cells are more sensitive to defificiency of folic acid. It has been shown that folic acid deficiency is the primary cause of hyperhomocystenemia. Recent studies have indicated that the interaction between folate homeostasis and homocysteine metabolism plays important role in various types of vascular disease.
Materials and Method: Thirty four male Wistar Albino rats were allocated into four groups each containing nine animals. Sham group rats had orogastric saline for 30 days whic was followed by intraperitoneal (i.p) injection of saline for another 7 days. Rats in the hyperhomocyestenemia (HHcy) group recieved 1g/kg/day methionine via orogastric gavage for 30 days and then injected with intraperitoneal (i.p) saline for the next 7 days. In the hyperhomocystenemia+folic acid (HHcy+Fa) group, following the administration of methionine for 30 days, folic acid (4mg/kg/day) was delivered via i.p route for 7 days. Animals which were allocated in the folic acid (Fa) group had orogastric saline for 30 days and i.p folic acid for 7 days. After the treatment period of 5 weeks blood samples were obtained, all animals were sacrificed and hearts was harvested. Thoracic aortic segments were dissected free from the surrounding tissues, suspended on individual organ baths and
acethylcholine (ACh)-induced (endothelium dependent) relaxation responses of isolated rat aortic rings were evaluated. The levels of antioxidants were assesed in serum and myocardial tissue samples.
Findings:m In the HHcy group serum catalase was significantly reduced as compared to HHyca+Fa group. Serum homocysteine level was moderately increased in groups which were fed with methionine. The levels of tissue GSH, catalase, GPX and serum GR were found to be significantly decreased in HHcy group as compared with sham group. In HHcy group tissue GPX and GR and serum catalase levels were also significantly reduced as compared to Fa group. There was significant decrement in the levels of tissue GSH, GR, catalase and serum catalase but significant increment in serum GR level in HHcy+Fa group when compared with sham group. In the HHcy + Fa group tissue GR, tissue GSH and serum catalase levels were significantly reduced in comparision with Fa group. There were no significant differences regarding the relaxation responses in organ bath between the four study groups.
Conclusion:Hyperhomocystenemia resulted in reduction of both serum and myocardial antioxidant levels. However, hyperhomocystenemia did not cause any difference in endothelium dependent vasorelaxation responses of isolated aortic rings in organ bath. Administration of folic acid in hyperhomocystenemic rats did not preserve serum and myocardial antioxidant levels. Folic acid therapy also did not cause a difference in vasorelaxation responses of aortic rings when compared wit other groups. Further investigations with application of different folic acid treatment regimens might be needed in order to determine the exact role of this agent on vascular reactivity.