Eksojen melatonin verilmiş postnatal gelişen sıçanlarda sinaptozomal ATPaz ve asetilkolinesteraz aktivitelerinde yaşla ilişkili değişkenliklerin araştırılması
Age-related changes in synaptosomal ATPase and acetylcholinesterase activities of postnatally developing rats treated with exogenous melatonin
Yazar: HİKMET KOÇAK
Danışman: PROF.DR. PERNUR ÖNER
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Multifaktöıyel dejeneratif bir olay olan yaşlanma, beyindeki sinir hücrelerini oldukça geniş çapta etkiler. Yaşlanan beyinde gözlenen değişiklikler, nöronal fonksiyonda ilerleyici bir azalma ile birlikte bir miktar nöronal kayıp olarak tarif edilir. MSS'de yaşlanmaya yol açan hiçbir spesifik faktör belirlenememiştir. Bununla beraber, deneysel bulgular ve klinik veriler, yaşlanmanın başlangıcı ve ilerlemesinde pineal bezin bir rolü olduğunu düşündürmüştür. MLT'in MSS üzerine etki mekanizması aydınlatılamamış olmasına rağmen, bu hormonun nörotransmitter sistemlerinin ve beynin membran olaylarının modülasyonu yolu ile nöronal aktivitenin etküeniminde rolü olduğunu destekleyen çalışmalar vardır. Son yıllarda MLT'in yaşlanma önleyici bir ajan olduğu da ileri sürülmüştür. Ancak, yaşlanma durumunda pineal bezin fonksiyonu ve morfolojisinde giderek artan bozulmanın, transport fonksiyonundan sorumlu enzimleri nasıl etkilediği bilinmemektedir. Bu nedenle çalışmamız, yaşlanma önleyici ve nöroprotektif bir ajan olduğu ileri sürülen MLT'in eksojen verilişi ile, postnatal gelişen çeşitli yaş gruplarmdaki sıçanlarda, sinaptozomal transport fonksiyonlarının ne yönde etkileneceğini membrana bağlı Na+,K+-ATPaz, Ca2+-ATPaz ve AChE alctivitelerinin ölçülmesi yolu ile araştır mak ve bu nörohormonun sinir sistemindeki bilinmeyen etkilerini aydınlatmak için planlanmıştır. Bu amaçla her iki cinsten 4-6 haftalık genç, 10 haftalık genç-erişkin, 8-12 aylık olgun-erişkin ve 20-24 aylık yaşlı olmak üzere dört gruba ayrılan toplam 101 adet Wistar-Albino sıçan kullanıldı. Her yaş grubundaki sıçanların bir grubuna 21 gün süre ile (genç gruba 15 gün) 2 mg/kg v.ağ. MLT i.p. olarak verildi. MLT'in çözündüğü alkollü serum fizyolojik verilen gruplar kontrol olarak kullanıldı. MLT uygulanımının sonunda kardiak-ponksiyonla hafif eter anestezisi altında sakrifîye edilen sıçanlardan ayrılan serebral kortekslerinden SPM'lan elde edildi. SPM'larda Na+,K+-ATPaz, Ca2+-ATPaz ve AChE aktivite- leri ve SA düzeyleri ölçüldü Sütten kesilme döneminden olgun-erişkinlik dönemine kadar kontrol grubu sıçanlarda SPM Na+,K+-ATPaz aktivitelerinde anlamlı bir değişiklik bulunmazken, yaşlı grupta diğer yaş gruplarına göre anlamlı azalma saptanmıştır. Ca2+-ATPaz aktivitelerinin ise en yaşlı gruptaki sıçanlarda, genç ve erişkin gruplara göre anlamlı azaldığı bulunmuştur. Benzer şekilde SPM AChE aktivi- teleri de en fazla en yaşlı grupta azalmış bulunmuştur. Eksojen MLT uygulanması, SPM Na+,K+-ATPaz, Ca2+-ATPaz ve AChE aktivitelerinde kendi kontrollerine göre anlamlı bir değişiklik oluşturmamıştır. Bu nedenle, eksojen MLT verilmesinin hangi yaş grubunda olursa olsun membrana bağlı enzimleri etkilemediği ve en azından fizyolojik dozlarda MLT'nin yaşlanmanın neden olduğu membrana bağlı enzim inhibisyonlanm önleyemediği düşünülmüştür. Tüm yaş gruplarındaki kontrol ve MLT uygulanmış sıçanlarda SPM SA düzeylerinde anlamlı bir değişiklik saptanmadığından, SA'lerin membrana bağlı enzimlerin aksine yaşlanma ile ilişkili dejeneratif olaylardan etkilenmediği düşünülmüştür. Sonuç olarak; yaşlanma durumunun SPM'a bağlı ATP'az ve AChE aktivitelerinde oluşturduğu inhibisyonun, nöronal eksitotoksisitenin ve düşünsel fonksiyon bozukluklannm patogenezinde önemli bir etken olabileceği ve eksojen MLT'in, yaşlanmanın membrana bağlı transport enzimler üzerindeki depressif etkisini önleyemediğinden, en azından fizyolojik dozlarda yaşlanma karşıtı bir faktör gibi algılanamayacağı kanısına varılmıştır.

Abstract:
Aging, a multifactorial, degenerative process, attacks the nerve cells of the brain rather broadly. Age-related alterations observed in the brain are defined as the progressive decline in neuronal function, sometimes associated with the neuronal loss. No specific factor leading to aging in the central nervous system (CNS) has been identified. However, experimental findings and clinical data all suggest mat pineal gland has a role in the initiation and progression of senescence. Despite the mechanism of action of MLT on the CNS has not been clarified, several studies support a role for mis hormone in the regulation of neuronal activity through the modulation of neurotransmitter systems and brain membrane processes. In recent years MLT has been considered as an anti-aging agent. However, it is not known how the progressive deterioration in the morphology and function of the pineal gland during the aging process might affect membrane-bound transport enzymes. Therefore, this study was planned to investigate the mode of action of the administration of exogenous MLT, an anti-aging and neuroprotectif agent, on synaptosomal transport functions by measuring membrane-bound Na+,K+-ATPase, Ca2+-ATPase and AChE activities in postnataUy developing rats of different ages, thereby clarifying the unknown actions of this neurohormone in nervous system. 68 weeks, mature-adult 8 to 12 month-old and aged, 20 to 24-month old. To one group of rats of each age, MLT was injected intraperitoneally at a dose of 2 mg/kg body weight (b.wt)/day dissolved in 0,9% saline containing 4% ethanoL for 21 days (15 days to young group). Other groups of animals received vehicle (4% ethanol in normal saline) instead of MLT, served as control groups. At the end of MLT treatment, the animals were sacrified under light ether anesthesia by cardiac-puncture and synaptosomal membrane (SPM) fractions were obtained from rapidly removed cerebral cortexes. Then Na+,K+-ATPase, Ca2+-ATPase, AChE activities and sialic acid contents in SPM's were measured. Na+,K+-ATPase activities in SPM's of young, young-adult and mature- adult control rats were not significantly different while enzyme activity obtained from aged control rat synaptosomes was significantly lower than those obtained other three age groups. Ca2+-ATPase activity in oldest control rats was also found to be decreased significantly as compared to young and adults groups. Likewise, SPM AChE activities were observed to be decreased from young to aged control rats, reaching the lowest values in 20-24 month-old rats. Lack of any significant differences in all membrane-bound enzyme activities between vehicle and MLT-treated rats, suggested that physiological doses of exogenous MLT did not have an appreciable effect on these transport enzymes at whichever age groups of rats studied and could not be able to prevent aging-induced enzyme inhibitions. Unchanged SPM sialic acid contents at different ages of rats treated and untreated with MLT suggested that SA's in contrast to the membrane-bound enzymes were not affected by age-related degenerative processes. It can be concluded that, aging-induced inhibitions in SPM ATPase and AChE activities may be implicated in the pathogenesis of neuronal excitotoxicity and of age-related disturbances of cognitive functions. In addition, no preventive effect of exogenous MLT treatment on aging induced depression in all membrane-bound transport enzymes led to suggestion that this neurohormone at least, at physiological doses should not be perceived as an anti-aging factor. 79