İnsülin direnci oluşturulmuş farelerde betatrophin hormon seviyelerinin karbonhidrat ve lipit metabolizmasına etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of betatrophin hormone levels on carbohydrate and lipid metabolism in mice with induced insulin resistance
Yazar: FUNDA BULUT ARIKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ULAŞ ; PROF. DR. HAKAN BOYUNAĞA
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Betatrofin = Betatrophin ; Karbonhidrat metabolizması = Carbohyrate metabolism ; Karbonhidratlar = Carbohydrates ; Lipid metabolizması = Lipid metabolism ; Lipidler = Lipids ; Metabolizma = Metabolism ; İnsülin = Insulin ; İnsülin direnci = Insulin resistance

Özet:
Betatrophin (ANGPTL8), karaciğer ve adipoz dokuda üretilen yeni tanımlanmış bir hormon olup, karbonhidrat ve lipit metabolizması üzerindeki etki ve ilişkisi henüz açıklığa kavuşmamıştır. Bu nedenle yapılan bu çalışmada betatrophin hormonunun karbonhidrat ve lipit metabolizması üzerindeki etki ve ilişkisinin ilk defa metabolik yolaklardaki kilit enzimler kullanılarak incelenmesi amaçlanmıştır.
Çalışmada 8 ve 22 haftalık C57BL6/J cinsi toplam 40 tane erkek fare kullanılmıştır. 8 ve 22 haftalık farelerden her grupta 10 tane denek olacak şekilde, 2 adet deney ve 2 adet kontrol grubu oluşturulmuştur. Deney gruplarına S961 insülin reseptör antagonisti ozmotik pompa ile subkutan olarak verilmiştir. Kontrol gruplarına ise aynı şekilde fosfat buffer salin verilmiştir. Uygulama sonunda tüm farelere glukoz ve insülin tolerans testleri yapılmıştır. Sekiz haftalık deney grubunda insülin direnci oluşmasına rağmen, 22 haftalık farelerde insülin direnci oluşmadığı tespit edilmiştir. Testler sonrasında 8 haftalık farelerden kan ve karaciğer doku örnekleri genel anestezi altında alınmıştır. Alınan kanlardan elde edilen serumlar kullanılarak, enzime bağlı immunosorbent analiz (ELISA) ve spektrofotometre yöntemleriyle serum betatrophin, açlık glukoz, tokluk glukoz, insülin, trigliserit, total kolesterol, HDL ve LDL kolesterol gibi biyokimyasal parametreler değerlendirilmiştir. Alınan dokular kullanılarak yapılan gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) ile; betatrophin, laktat dehidrogenaz 5 (LDH5), sitrat sentaz ve asetil Koa karboksilaz 1 (ACC1) enzimlerinin karaciğerden ekspresyon seviyeleri belirlenmiştir.
Çalışma sonucunda, 8 haftalık deney grubunda betatrophin ekspresyon, serum betatrophin, açlık ve tokluk glukoz, insülin, total kolesterol ve trigliserit seviyelerinde istatistiksel olarak önemli derecede artış görülmüştür. Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, sitrat sentaz ekspresyonunun deney grubunda istatistiksel olarak anlamlı derecede düşük olduğu belirlenmiştir. Betatrophin hormonunun ekspresyon ve serum seviyeleri ile serum trigliserit düzeyleri arasında yüksek korelasyon tespit edilirken, betatrophin ekspresyon düzeyleri ile LDH5, ACC1 ve sitrat sentaz ekspresyon düzeyleri arasında bir korelasyon görülmemiştir.
Sonuç olarak; betatrophin hormon seviyelerinin trigliserit metabolizmasının düzenlenmesinde önemli rol oynayabileceği belirlenmiştir. Betatrophin hormonunun karbonhidrat ve lipit metabolizmalarını, önemli kilit enzimler olan ACC1, LDH5 ve sitrat sentaz enzimleri aracılığıyla düzenlemediği sonucuna varılabilir. Ancak daha fazla çalışmanın bu sonuçları desteklemesine ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca bu çalışma ile betatrophin hormon seviyelerinin aerobik ve anaerobik solunum yolaklarıyla olan ilişkisi hakkında bir önbilgi elde edilmiştir.

Abstract:
Betatrophin (ANGPTL8) is a recently identified hormone that is produced in the liver and adipose tissue and its effects and association with carbohydrate and lipid metabolisms are yet undefined. Therefore the aim of this study was to investigate the effects and relationship of this hormone with carbohydrate and lipid metabolisms by using key enzymes in the metabolic pathways for the first time. 
Forty C57BL6/J type male mice that were 8 and 22 weeks old were used in the study. For each age group, 2 experimental and 2 healthy groups each including 10 test subjects were formed. In the experimental groups, S961 as an insulin antagonist was administrated subcutaneously via osmotic pump while control groups received phosphate buffered saline using the same technique. Insulin tolerance tests were performed subsequently. Although insulin resistance was detected in the 8 week old experimental group, no resistance was observed in the 22 week old group. Following the tests, blood and liver tissue samples were collected in the 8 week old group under general anesthesia. Serum samples that were obtained from collected blood were used for enzyme linked immonusorbent assay (ELISA) and spectrophotometer tests to identify biochemical parameters such as serum betatrophin, fasting blood glucose, postprandial blood glucose, insulin, triglyceride, total cholesterol, HDL and LDL cholesterol. With the real time polimeraze chain reaction (RT-PCR) that was performed using tissue samples, hepatic expression levels of betatrophin, lactate dehydrogenase 5 (LDH5), citrate synthase and acetyl CoA carboxylase 1 (ACC1) were  identified.
Statistically significant increases were observed in the betatrophin expression, serum betatrophin, fasting and postprandial blood glucose, total cholesterol and triglyceride levels in the 8 week old experimental group. When compared to control group, citrate synthase levels were significantly lower in the experimental group. High correlation was found between betatrophin hormone expression and serum levels and serum triglyceride levels however there was no statistically significant relationship between fasting blood glucose, postprandial blood glucose, insulin, total cholesterol, HDL, LDL cholesterol. No correlations were observed between betatrophin expression levels and LDH5, ACC1 and citrate synthase enzyme expressions.
It was concluded that betatrophin hormone levels may have an important role in the regulation of triglyceride metabolism. Also it may be inferred that betatrophin hormone does not regulate carbohydrate and lipid metabolisms via ACC1, LDH5 and citrate synthase. However further studies are needed to support this conclusion. Additionally, a foreknowledge was obtained regarding the relationship between betatrophin hormone levels and aerobic and anaerobic respiration pathways with this study.