Fruktoz aracılıklı metabolik sendrom modelinde kuersetin uygulaması ve egzersizin etkisi
The application of quercetin and the effect of exercise in fructose intermittent metabolic syndrome model
Yazar: FATMANUR ER
Danışman: PROF. DR. ERDAL ZORBA
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Beden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Spor = Sports
Dizin: Egzersiz = Exercise ; Egzersiz tedavisi = Exercise therapy ; Fruktoz = Fructose ; Kuersetin = Quercetin ; Metabolik hastalıklar = Metabolic diseases ; Metabolik sendrom = Metabolic syndrome

Özet:
Metabolik sendrom; hipertansiyon, dislipidemi, hiperinsülinemi ve insülin direnci ile karakterize bir hastalık olup, kardiyovasküler bozukluklar, tip 2 diyabet ve obezite açısından ciddi bir risk faktörü oluşturmaktadır. Gelişmiş ülkelerde metabolik sendrom aşırı fruktoz tüketimi ile ilişkilendirilmektedir. Fruktozun esas kaynağı günümüzde şekerli içecekler ve hazır gıdaların üretiminde tatlandırıcı olarak kullanılan yüksek fruktoz içeren mısır şurubudur ve sükrozun yerini almıştır. Meyve ve bitkiler içinde bulunan kuarsetinin, biyolojik, farmakolojik ve tıbbi faaliyetlerde antioksidan etkilerinin olduğu saptanmış önemli bir polifenolik bileşiktir. Diğer taraftan egzersizin, obezitenin azaltılması, kan lipidlerinin, sistemik kan basıncının düşürülmesi, diabet, kanser, hiperglisemi gibi birçok hastalığı koruyucu ve önleyici özelliği düşünüldüğünde metabolik sendrom bileşenlerinin tadavisinde büyük önem taşır.Bu araştırmanın amacı ratlarda fruktoz aracıklı metabolik sendrom modelinde egzersiz ve kuersetin uygulamasının metabolik sendrom bileşenleri üzerindeki koruyucu etkisini incelemektir. Bununla birlikte metabolik sendromda olası endotel fonksiyon bozukluğu ile ilgili parametrelerden NO, ADMA ve homosistein düzeylerini nasıl etkilediğini yine egzersiz ve kuersetinin bu parametreler üzerinde ne tür etkileri olduğu ve hangi uygulamanın daha etkili olduğunu saptamaktır. Bu amaçla, 42 yetişkin Sprague-Dawley türü rat rastgele yedi gruba ayrılmıştır. (n=6): (Kontrol), (Fruktoz), (Kuersetin), (Egzersiz), (Fruktoz+Egzersiz), (Fruktoz+Kuarsetin), (Fruktoz+Egzersiz+Kuersetin). Fruktoz, ad libitum olarak içme suyu içinde %20 oranında ve kuarsetin günlük 15 mg/kg  dozunda oral gavajla uygulanmıştır. Egzersiz gruplarına, her gün aynı saatte, günde 30 dakika ve haftada 5 gün olmak üzere 10 hafta  treadmill koşu egzersizi uygulanmıştır. Deneyin başlangıcında ve her haftanın sonunda vücut ağırlıkları kontrol edilmiştir. Deneyin başlangıcında, dördüncü hafta sonunda ve deneyin sonu onuncu haftada kuyruktan kan basıncı ölçüm sistemi 'Tail-Cuff, BIOPAC Systems' ile hayvanların sistolik kan basınçları ölçülmüştür. 10  haftalık deney süresi sonunda ratlar anestezi altında sakrifiye edilmiş ve kan numuneleri intrakardiyak yolla alınmıştır. Kan örneklerinden elde edilen serumlardan glukoz, ürik asit, trigliserit, total kolesterol, HDL-kolesterol, LDL-kolesterol ve VLD-kolesterol düzeyleri G.Ü.Tıp Fakültesi Merkez Laboratuvarı'nda otoanalizörde enzimatik yöntemle, serum insulin ve TNF- α, seviyesi aynı laboratuvarda ELISA metodu ile tayin edilmiştir. İnsülin direnci HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment Index) formülü ile değerlendirilmiştir. Hayvanların obezite parametresini belirlemek için Lee İndex değerleri hesaplanmış, vücut yağ kütle miktarları ölçülmştür. NO parametresi ölçümü için son ürünler olan nitrit ve nitratın Griess yöntemiyle spektrofotometrik ölçümlerinden yararlanılmıştır. ADMA ve homosistein parametreleri HPLC cihazında floresan dedektörle ölçülmüştür. Sonuç olarak içme suyuyla %20 oranında 10 hafta boyunca fruktoz takviyesinin hayvanlarda, sistolik kan basıncı, serum trigliserit, serum insülin artışı, insülin rezistansı (yüksek HOMA-IR) artşına bağlı olarak   metabolik sendroma neden olduğu saptanmıştır. Kronik düzenli aerobik egzersiz ve kuersetin uygulamasının fruktoz aracılıklı metabolik sendrom modelinde yararlı olacağı ve kardiyovasküler risk faktörlerini düzeltebileceği ancak kuersetine göre egzersizin bu konuda çok daha etkili olduğu bulunmuştur. Dolayısıyla tek başına düzenli aerobik egzersizlerin metabolik sendrom için önleyici bir yöntem olduğu ve yararlı bir tedavi olarak uygulanabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Metabolic syndrome is a disease characterized by hypertension, dyslipidemia, hyperinsulinemia and insulin resistance and it is a severe risk factor for cardiovascular disorders, type 2 diabetics and obesity. In developed countries, metabolic syndrome is associated with excessive consumption of fructose. The main source of fructose is corn syrup that is used as flavoring in sugary drinks and take-home foods today and it has replaced sucrose. Quercetin found in fruits and herbs is an important polyphenol compound which is proved to have antioxidant effect in biologic, pharmacological and medical practices. On the other hand, exercise has a great role in treatment of metabolic syndrome compounds in terms of its reducing obesity, decreasing blood lipids, systemic blood pressure and preventing many diseases such as diabetics, cancer and hyperglycemia. This research aims to investigate the protecting effect of exercise and quercetin practices on metabolic syndrome compounds in rats within fructose intermittent metabolic syndrome model. In addition to this, it is aimed to determine how it affects the levels of NO, ADMA and homocysteine, which are among the parameters concerning the possible endothelial dysfunction in the metabolic syndrome and what kind of effects the exercise and quercetin have on these parameters and also which application is more effective. For this reason, 42 male adult Sprague-Dawley rats were randomly divided into seven groups (n=6):  (Control),  (Fructose), (Quercetin), (Exercise), (Fructose+Exercise), (Fructose+Quercetin), (Fructose+Quercetin+Exercise).  Fructose was given as 20% solution in tap water to drink ad libitum and 15 mg/kg/day quercetin was administered by oral gavage. Treadmill running exercise was applied on exercise groups every day at the same hour and experimental period of 10 weeks in total, being 30 minutes a day, 5 days a week. Weight was controlled at the beginning of the study and at the end of every week. Systolic blood pressures of all animals were measured by tail-cuff method at the beginning of the study, at the end of 4th week and at the end of 10th week. At the end of 10th week, the animals were sacrificed under anesthesia and blood samples were taken by intracardiac means. The levels of glucose, uric acid, triglyceride, total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol and VLD-cholesterol from the serums obtained from the blood samples were enzymatically designated on autoanalyzers at the central laboratory of G.U. Faculty of Medicine and serum insulin and TNF- α levels were also designated by ELISA method at the same laboratory. The insulin resistance was evaluated by the HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment index) formula. The Lee Index values were calculated in order to determine the obesity parameters of the animals and their body fat ratio was measured. We measured NO with Griess method in spectrophotometer and ADMA and homocysteine parameters in HPLC mechine with fluorescent detector. Conequently, it was determined that the 20% fructose supplement for 10 weeks with drinking water let to metabolic syndrome in the animals depending on the increase of systolic blood pressure, serum triglyceride, serum insulin and insulin resistance (high HOMA-IR) increase. It was found out that the chronic regular aerobic exercise quercetin application might be beneficial in the fructose-mediated metabolic syndrome and the cardiovascular risk factors might be corrected, however it was found out that the exercise is more effective than quercetin in this regard. Accordingly, it is thought that the regular aerobic exercise alone is a preventive method for the metabolic syndrome and also it can be used as a beneficial treatment.