Yüksek fruktozlu mısır şurubuyla beslenen sıçanlarda l-karnitin ve trans-şalkon'un endoplazmik retikulum stresi ve oksidatif stres üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of l-carnitine and trans-chalcone on endoplasmic reticulum stress and oxidative stress in rats fed with high fructose corn syrup
Yazar: VELİD UNSAL
Danışman: DOÇ. DR. KÖKSAL DEVECİ
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics ; Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Fruktoz = Fructose ; Kalkonlar = Chalcones ; Karnitin = Carnitine ; Mısır şurubu = Corn syrup ; Obezite = Obesity ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç; Yüksek fruktozlu mısır şurubunun (HFCS) endokrin tepkisi ve potansiyel sağlık etkileri ile ilgili ciddi bilimsel tartışmalar halen devam etmektedir. Protein ve lipid biyosentezi, ksenobiyotik detoksifikasyonu, hücresel kalsiyum depolama ve proteinlerin katlanması gibi önemli işlevleri yerine getiren endoplazmik retikulum (ER) homeostazının bozulmasına 'ER stresi' denir. Glucose-regulated protein-78 (GRP-78) ve X-box binding protein-1 (XBP-1) ER stresinin anahtar belirteçleri ve hastalıkların terapötik hedefleridir. Sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c), yağ asidi sentezi için enzimlerin ekspresyonunu düzenleyen en önemli transkripsiyon faktörüdür. Yağ asiti sentaz (FAS) trigliserit biyosentezinde önemli rol oynar ve tedavide anti-obezite için hedef olarak düşünülmektedir. Oksidatif stres, reaktif oksijen türlerinin üretimi ile antioksidan savunmalar arasındaki dengesizlik olarak tanımlanır. L-karnitin lipit metabolizmasında önemli yer tutan ve antioksidan molekül olarak bilinmektedir. Trans-şalkon molekülü son yıllarda keşfedilen yağ asiti sentetaz inhibitörü ve iyi bir antioksidan olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmadaki amacımız; L-karnitinin ve trans-şalkon'un ER stresi ve oksidatif stres parametrelerini nasıl etkilediğini araştırmak, L-karnitin ve trans-şalkon moleküllerinin terapötik potansiyellerini keşfetmektir.
 Materyal ve Metod; Rastgele seçilen 40 genç erkek erişkin wistar albino sıçan 5 gruba ayrılmıştır. Bütün gruplar standart yem ile beslenmiştir. Grup 1 içme suyu ile beslenirken, Grup 2, 3, 4, 5, % 15'lik HFCS ile beslenmiştir. Grup 2'ye DMSO, Grup 4'e L-karnitin ve Grup 5'e trans-şalkon intraperitoneal olarak verilmiştir. Süperoksit dismutaz (SOD), Katalaz (CAT), Glutatyon peroksidaz (GSH-Px) aktiviteleri, Malondialdehit (MDA), Glutatyon (GSH), Protein karbonil (PC) ve Nitrik oksit (NO) düzeyleri spektrofotometrik yöntemle belirlenmiştir. GRP-78, XBP-1, SREB-1c düzeyleri ve FAS aktivitesi ELISA yöntemiyle belirlenmiştir.
Bulgular; HFCS ile beslenen sıçanların su tüketim miktarları artarken yem tüketim miktarı azalmıştır. Grup 2'ye ve Grup 3'e ait sıçanların ağırlıkları, Grup 1'e göre anlamlı şekilde artmıştır. Grup 3'te, ER stresi biyobelirteci GRP78, XBP-1;  Oksidatif stres biyobelirteci MDA seviyesi; total kolesterol, trigliserid, LDL düzeyleri anlamlı olarak artmıştır (p<0,05). L-karnitin verilen Grup 4'te XBP-1, SREB-1c, trans-şalkon verilen Grup 5'te MDA, XBP-1, SREBP-1c düzeyleri anlamlı şekilde azalmıştır (p<0,05 ).
Sonuç; Çalışmamız bize aşırı HFCS tüketiminin kilo artışına, hiperlipidemiye, oksidatif stres ve ER strese neden olduğunu göstermektedir. L-karnitin ve trans-şalkon; kilo alımını ve XBP-1, SREB-1c seviyelerini azaltır.

Anahtar Kelimeler; Endoplazmik Retikulum Stresi, Yüksek Fruktozlu Mısır Şurubu, Oksidatif Stres, L-Karnitin, Trans-Şalkon

Abstract:
Objective; Serious scientific discussions on high fructose corn syrup (HFCS) endocrine response and potential health effects currently continue. "Endoplasmic reticulum (ER) stress" is called the degradation of the homeostasis of the ER, which performs important functions such as protein and lipid biosynthesis, xenobiotic detoxification and cellular calcium storage, folding of proteins. Oxidative stress is thought to be both a factor and a consequence of impairment of this homeostasis. Endoplasmic reticulum stress is the key markers of Glucose-regulated protein-78 (GRP-78) and X-box binding protein-1 (XBP-1) and therapeutic targets for diseases. Sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c) is the most important transcription factor that regulates the expression of enzymes for fatty acid synthesis. Fatty acid synthase (FAS) plays an important role in triglyceride lipid biosynthesis and is considered as an anti-obesity target in treatment. Oxidative stress, defined as a disturbance in the balance between the production of reactive oxygen species and antioxidant defenses. L-carnitine is known as an antioxidant molecule and which plays an important role in lipid metabolism. Trans-chalcone molecule is thought to be a good antioxidant and fatty acid synthetase inhibitor discovered in recent years. Our purpose in this study is; Investigating how L-carnitine and trans-chalcone affect ER stress and oxidative stress parameters, exploring the therapeutic potentials of L-carnitine and trans-chalcone molecules.
Materials and Methods; Randomly selected forty young male adult wistar albino rats were divided into 5 groups. All groups were fed with standard chow. While Group 1 was fed with drinking water, Group 2, 3, 4, 5 were fed with 15% HFCS. Group 2 was given DMSO, Group 4 was given L-carnitine and Group 5 was given trans-chalcone intraperitoneally. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathion peroxidase (GSH-Px) activities, malondialdehyde (MDA), glutathion (GSH), protein carbonyl (PC) and nitric oxide (NO) levels were determined by spectrophotometric method. GRP-78, XBP-1, SREB-1c levels and FAS activity were determined by ELISA method.
Results; While the amount of water consumed by HFCS-fed rats increased, the amount of feed consumed decreased. There was a significant increase in the weights of rats of Group 2 and Group 3 according to Group 1. In Group 3, Endoplasmic reticulum stress biomarker GRP78, XBP-1 levels; Oxidative stress biomarker MDA level; total cholesterol, triglyceride, LDL levels were significantly increased (p<0.05 ). In Group 4 given L-carnitine XBP-1, SREB-1c, in group 5 given trans-chalcone MDA, XBP-1, SREB-1c were significantly reduced (p<0.05). 
Conclusion; Our study shows that excessive consumption of HFCS causes weight gain, hyperlipidemia, oxidative stress and ER stress. L-carnitine and trans-chalcone; weight gain and reduced the level of XBP-1, SREB-1c.

Keywords; Endoplasmic Reticulum Stress, High Fructose Corn Syrup, Oxidative Stress, L-Carnitine, Trans-Chalcone