Sıçan testis dokusunda Kadmiyum'un toksik ve Quercetin'in koruyucu etkilerinin mitofaji ile ilişkisinin araştırılması
Investigation of the relationship between the effects of Cadmium toxicity and Quercetin protectivity with mitophagy in rat testis tissue
Yazar: KÜBRA KAVRAM SARIHAN
Danışman: PROF. DR. MELDA YARDIMOĞLU YILMAZ
Kocaeli Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı / Histoloji ve Embriyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Kadmiyum = Cadmium ; Kuersetin = Quercetin ; Mitofaji = Mitophagy ; Testis = Testis

Özet:
Amaç: Kadmiyum'un testis dokusuna verdiği hasarın mitofaji üzerinden gerçekleşip gerçekleşmediğinin belirlenmesi ve Quercetin'in testis hasarı üzerindeki koruyucu etkisinin incelenmesidir.

Yöntem: Deneylerimizde 8 haftalık Wistar albino cinsi erkek sıçanlar kullanılmıştır. Kontrol gruplarında 6, deney gruplarında 7'şer hayvan olacak şekilde 10 grup oluşturulmuştur. Bu gruplar 0.gün kontrol, 1., 3. ve 5. hafta kontrol, kadmiyum ve kadmiyum+quercetin'dir. Kontrol grubunda ki sıçanlara her gün 1 ml %0,9'lük salin, kadmiyum grubuna 1 mg/kg kadmiyum, kadmiyum+quercetin grubuna 1 mg/kg kadmiyum+50 mg/kg quercetin intraperitoneal olarak 1 hafta, 3hafta ve 5 hafta süreyle uygulanmıştır. Dokular toplandıktan sonra in vivo çalışmalarda uygulanmak üzere histomorfolojik yapıyı değerlendirmek için Hematoksilen&Eozin (H&E) boyaması gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte mitofaji ile ilgili PINK1, Parkin, TOM20 ve LC3 proteinlerinin miktarsal analizleri ve hücresel dağılımları Western blot ve immünofloresan analizleri ile değerlendirilmiştir. Bunların yanında mitokondri üzerinde kadmiyumun verdiği hasar ve quercetinin koruyucu etkilerinin ultrastrüktürel yapısı Geçirimli Elektron Mikroskobi (TEM) ile incelenmiştir. Elde edilen verilerin istatistiksel karşılaştırılmaları SPSS programı ile analiz edilmiştir.

Bulgular: Sıçanlardan alınan testis dokuları H&E, immünohistokimya ve geçirimli elektron mikroskobi yöntemleri için takip edilmiş ve Western blot analizi için ise protein özütleri hazırlanmıştır.  Kadmiyum'un testis dokusuna verdiği hasar ve Quercetin'in koruyucu özelliği histolojik olarak ortaya konulmuştur. Ayrıca mitofajik proteinlerden olan PINK1, Parkin, LC3 ve TOM20'nin ekspresyon yoğunlukları ve protein miktarları immünofloresan yöntemiyle belirlenerek Western blot yöntemi ile de desteklenmiştir. TEM ile testisin ultrastrüktürel yapısıyla beraber mitokondri şekli, krista yapıları gösterilmiştir.

Sonuç: Ülkemiz ve dünyada sigara başta olmak üzere kadmiyum toksisitesi kaynaklarının yol açtığı testis hasarının ve buna bağlı olarak üreme sağlığı sorunları ve infertilitenin anlaşılması ve antioksidanların kullanılarak bu sorunların giderilmeye çalışılması sosyal açıdan toplum sağlığının iyileştirilmesine katkı sağlayacaktır.

Anahtar Kelimeler: Kadmiyum, Quercetin, Mitofaji, Testis, Mitokondri

Abstract:
Background: Aim of this study is to determine whether the damage caused by cadmium to the testicular tissue occurs through mitophagy and to examine the protective effect of Quercetin on testicular damage.

Method: 8-weeks-old male Wistar albino rats were used in our experiments. 10 groups were formed, with 6 animals in the control groups and 7 animals in each experimental group. These groups are day 0 control, 1st, 3rd and 5th week control, cadmium and cadmium+quercetin. The rats in the control group received 1 ml of 0.9% saline every day, the rats in the cadmium group 1 mg/kg cadmium, the rats in the cadmium+quercetin group 1 mg/kg cadmium+50 mg/kg quercetin intraperitoneally for 1 week, 3 weeks and 5 week during the experiment.  After the tissues were collected, Hematoxylin & Eosin (H&E) staining was performed to evaluate the histomorphological structure for in vivo studies. In addition, quantitative analyzes and cellular distributions of PINK1, Parkin, TOM20 and LC3, which are mitophagy-related proteins, were evaluated by Western blot and immunofluorescence analyses. Besides, cadmium-induced mitochondrial damage and the protective effects of quercetin on this were investigated with the Transmission Electron Microscopy at the ultrastructural level.  All data were analyzed with SPSS programme. 

Result: Testicular tissues from rats were proccessed for H&E staining, immunohistochemistry and transmission electron microscopy methods, and protein extracts were prepared for Western blot analysis. In histological sections, the damage of cadmium to the testicular tissue and the protective effects of Quercetin have been demonstrated. Furthermore, the expression intensities and protein amounts of PINK1, Parkin, LC3 and TOM20, which are mitophagic proteins, were determined by immunofluorescence analysis and supported by Western blot tecnique. In addition to the ultrastructural morphology of the testis, the shape of the mitochondria and cristae structures of testicular cells were shown by TEM.

Conclusion: Understanding the testicular damage caused by cadmium toxicity sources, especially cigarette smoking, and reproductive health problems and infertility in our country and the world, and eliminating these problems by using antioxidants will contribute to the improvement of public health in social terms.

Keywords: Cadmium, Quercetin, Mitophagy, Testis, Mitochondria