Kadmiyum toksikasyonuna maruz bırakılan ratlarda polydatin ve üzüm  çekirdeği  ekstraktının  kan, karaciğer, böbrek, beyin ve testis dokularına etkilerinin histopatolojik ve oksidan-antioksidan göstergelerle araştırılması
Investigation of the protective effects of polydatin and grape seed extracts on blood, liver, kidney, brain and testis tissues, oxidant-antioxidant parameters and histopathological changes in rats exposed to cadmium
Yazar: MUSTAFA EVCİMEN
Danışman: PROF. DR. RECEP ASLAN ; PROF. DR. MEHMET ŞÜKRÜ GÜLAY
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Fizyoloji = Physiology ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Bitki özütü = Plant extract ; Fitokimya = Phytochemical ; Histopatoloji = Histopathology ; Kadmiyum = Cadmium ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Polidatin = Polydatin ; Sıçanlar = Rats ; Toksisite = Toxicity ; Üzüm çekirdeği = Grape seeds

Özet:
Kadmiyum gibi toksik faktörlere karşı oluşan farkındalık, onların etkilerini daha iyi araştırmayı ve toksikasyon faktörlerinden sürdürülebilir şekilde korunmayı gerektirmektedir. Bu bakışla, antioksidan fitokimyasal maddelerden etkin ve güvenli şekilde yararlanım önem arz etmektedir. Ratlar üzerinde yapılan bu çalışmada, kadmiyumun klörür uygulamasının kan, karaciğer, böbrek, beyin ve testis dokularındaki etkilerine karşı polydatin (PD) ve üzüm çekirdeği ekstraktı'nın (ÜÇE) koruyucu rolünün araştırılması amaçlanmıştır. 
Çalışmamızda 49 adet "Wistar-albino" cinsi yetişkin erkek ratlar kullanılmıştır. Ratlarlar yedi eşit gruba ayrıldı: Kontrol grubu (serum fizyolojik), Cd grubu (5mg/kg CdCI2), PD grubu(120 mg/kg PD), ÜÇE grubu (120 mg/kg ÜÇE), Cd+ PD grubu (5mg/kg CdCI2 + 120 mg/kg PD), Cd+ ÜÇE grubu(5mg/kg CdCI2 + 120 mg/kg ÜÇE), Cd+ PD+ ÜÇE grubu(5mg/kg CdCI2 + 120 mg/kg PD +120 mg/kg ÜÇE), Cd, PD ve ÜÇE ratlara serum fizyolojik içerisinde hazırlanarak 4 hafta boyunca oral gavaj ile uygulandı. Çalışma sonunda kanda ve diğer dokularda Cd konsantrasyonu tayini ve total oksidan-antioksidan statü, Malondialdehit ve antioksidan potansiyel ölçümleri ile histopatolojik incelemeler yapıldı.
Bu çalışmada kontrol grubu ile karşılaştırıldığında beyin dokusu hariç diğer dokularda ICP-OES verilerine göre Cd akümülasyonu gözlenirken, beyin dokusunda cihaz ölçüm sınırları altında olduğu için belirlenememiştir. PD ve ÜÇE'nın eritrositler ve dokularda Cd akümülasyonunu değişen düzeylerde önlediği belirlenmiştir. Histopatolojik incelemede Cd uygulanan grubun karaciğer, böbrek, beyin ve testis dokularında yoğun dejeneratif değişimler gözlemlenirken, Cd ile birlikte PD ve ÜÇE'nın tek tek ve kombine kullanımı gerçekleştirilen gruplarda hafif dejeneratif değişimler izlenmiş olup, PD ve ÜÇE'nın histopatolojik değişimleri azalttığı belirlenmiştir. TOS verileri değerlendirildiğinde, kan plazmasında PD ve ÜÇE Cd'un oluşturduğu oksidatif stresi yeterince baskılayamadığı görülmektedir. Karaciğer TOS verileri karşılaştırıldığında Cd grubu kontrol grubuna göre anlamlı bir şekilde artarken, kullanılan fitokimyasalların TOS düzeyelerinde Cd grubuna göre önemli bir azalma belirlenmiştir. Böbrek, beyin ve testis dokularındaki TOS değerleri, bu dokularda PD ve ÜÇE'nın güçlü bir antioksidan etki göstermediğini gösteriyor. Cd verilen hayvanların karaciğer ve testis dokularında TAS seviyesi kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde düştü. PD, ÜÇE ve kombine kullanımda ise TAS değerleri önemli düzeyde arttı. Böbrek ve beyin dokularında ise Cd grubunda kontrol grubuna göre anlamlı bir düşüş görülse de, PD ve ÜÇE'nın Cd grubuna göre olumlu etkileri görülmemiştir. MDA sonuçları, Cd verilen hayvanların kan plazması ve karaciğer dokularında kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde arttı. PD, ÜÇE ve kombine kullanımı sağlanan gruplarda Cd grubuna göre MDA değerleri önemli düzeyde azaldı. Böbrek, beyin ve testis dokularında ise PD ve ÜÇE'nın Cd maruziyetine karşı MDA seviyesi üzerine anlamlı etkisi görülmedi. Polidatin, üzüm çekirdeği ekstraktı ve ikisinin kombine kullanıldığı grupların kan plazmasında, karaciğer, böbrek ve beyin dokularında antioksidan potansiyel, Cd grubuna göre önemli düzeyde artmıştır. Testis dokusunda, PD ve ÜÇE grupları AOP seviyesi artarken kadmiyumla birlikte fitokimyasalların uygulandığı gruplarda Cd grubuna göre olumlu bir etki izlenmedi.
Sonuç olarak, Cd maruziyeti oluşturulan sıçanlarda özellikle kan ve karaciğer dokusunda oksidatif hasarın oluştuğu, böbrek, beyin ve testis dokularında çok güçlü bir oksidatif stresin izlenmediği görüldü. PD ve ÜÇE'nin farklı dokularda farklı düzeylerde koruyucu etkisi tespit edilirken, PD'nin ÜÇE'ne göre daha çok koruyucu etkili olduğu görülmüştür. Tüm dokularda histopatolojik değişimlerin başladığı, ancak karaciğer ve kan dışındaki dokularda bunları başlatan faktörün oksidatif stres ve ürünleri olmadığı kanaati oluşmuştur.

Abstract:
Awareness against toxic factors such as cadmium requires more advance researches and protection in a sustainable manner for these factors. In this regard, it is important to use antioxidant phytochemical substances effectively and safely.  The current study aimed to investigate the protective role of polydatin (PD) and grape seed extracts (GSE) against the oxidative effects of cadmium chlorine application in the blood, liver, kidney, brain and testis tissues of rats.
Atotal of 49 adult Wistar albino male rats was used in our study. Rats were divided into seven equal groups: Control group (Normal saline), Cd group (5 mg/kg CdCI2), PD group (120 mg/kg PD), GSE group (120 mg/kg GSE), Cd+PD group (5 mg/kg CdCI2 + 120 mg/kg PD), Cd+ GSE group (5 mg/kg CdCI2 + 120 mg GSE), and Cd+PD+ GSE group (5 mg/kg CdCI2+120 mg/kg PD + 120 mg/kg GSE). Cd, PD, and GSE were prepared in saline and administered by oral gavages for 4 weeks. At the end of the experimental period, all rats were decapitated and their blood, liver, kidney, brain and testis tissue samples were examined histopathologically. Cadmium accumulation, total oxidant and antioxidant status, malondialdehiyde levels and antioxidant potentials were also measured in blood and tissues.
According to ICP-OES data, when compared the control group to other treatments, Cd accumulation was observed in all tissues studied except for the brain tissue. Cd levels in brain tissue could not be determined since it was under ICP-OES measurement limits. PD and GSE inhibited the Cd accumulation in erythrocytes and tissues at varying levels. Histopathological examination of liver, kidney, brain and testes showed extensive degenerative changes in Cd treated group. Mild degenerative changes were seen in the CD+PD, CD+GSE and CD+PD+GSE groups. PD and GSE alone reduced the histopathological changes in the same tissues. The TOS data indicated that  PD and GSE did not suppress Cd induced oxidative stress in blood plasma. Liver TOS level in Cd group increased significantly compared to the control.  In addition, the phytochemicals used in the study also reduced TOS levels in liver. TOS values from kidney, brain and testis tissues suggest that PD and GSE did not show a strong antioxidant effect in these tissues. MDA levels in blood plasma and liver tissues raised significantly in Cd treated rats compared to controls. PD, GSE and their combinations significantly decreased the MDA levels in blood plasma and liver tissue. However, PD and GSE showed no significant positive effect against Cd exposure in kidney, brain and testis MDA levels. Compared to the cadmium administration, PD, GSE and their combinations significantly  increased  AOP levels in plasma, liver, kidney and brain tissues. In the testis, AOP levels improved in PD and GSE groups. On the other hand, compared to Cd group there was no positive effect on AOP levels observed in the groups that antioxidant phytochemicals administered with cadmium.  
Consequently, Cd exposure in rats showed oxidative damage, particularly in blood and liver. On the other hand, kidney, brain and testis tissue did not exhibit very strong oxidative stress because of Cd. Although the protective effects of PD and GSE were detected at different levels in different tissues, the protective effects of PD have been shown to be more effective than GSE. Our results suggested that although the initiation of histopathological changes were present  in all tissues, the initiating factor  was not the oxidative stress in the tissues studied except for the liver and blood.