Deneysel Alzheimer modelinde olaya ilişkin potansiyeller ve oksidan stres değişikliklerine rosmarinik asidin etkileri ve mekanizması
Effects and underlying mechanisms of rosmarinic acid on event related potentials and oxidative stress changes in an experimental model of Alzheimer disease
Yazar: DENİZ KANTAR GÖK
Danışman: PROF. DR. PİRAYE YARGIÇOĞLU AKKİRAZ
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Amiloid beta protein = Amyloid beta protein ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Kolinerjik lifler = Cholinergic fibers ; Kolinerjik sistem = Cholinergic system ; Lipid peroksidasyonu = Lipid peroxidation ; Rozmarinik asit = Rosmarinic acid ; Uyarılmış potansiyeller = Evoked potentials ; Uyarılmış potansiyeller-işitsel = Evoked potentials-auditory

Özet:
Alzheimer hastalığı bilişsel fonksiyonlarda ve davranışlarda ilerleyici bozukluk ile karakterize edilen yaygın bir demans türüdür. Alzheimer hastalığında beyin dokusunda artarak biriken ve polimerize olarak fibriller şeklinde kümelenen amiloid beta (Aβ) peptidinin patofizyolojik süreçlerde rol aldığı bilinmektedir. Çalışmamızda antioksidan özellikleri olan rosmarinik asidin Aβ 42 peptidinin indüklediği komplikasyonlara etkisi elektrofizyolojik parametreler, histolojik ve biyokimyasal analizler yardımıyla incelenmiştir. 
Çalışmamızda 100 adet 2 aylık Wistar erkek sıçan, her grupta 25 hayvan olacak şekilde rastgele bölünerek sham(S), sham+rosmarinik asit (SR), Aβ42 peptidi (AH) ve Aβ42 peptidi+rosmarinik asit (AHR) grupları oluşturulmuştur. Alzheimer modeli oluşturulacak sıçanlara (AH ve AHR) Aβ 42 peptidi (2,2 nmol/10µl) intraserebroventriküler olarak uygulanmıştır. İki haftalık deney süresi boyunca SR ve AHR gruplarına gavaj yoluyla 50 mg/kg/gün rosmarinik asit verilmiştir. Deney süresinin sonunda işitsel olaya ilişkin potansiyeller kaydedildikten sonra sıçanların beyin dokularında biyokimyasal ve histolojik analizler gerçekleştirilmiştir.
Alzheimer grubunda TBARS ve 4-HNE değerlerinin S ve SR gruplarına göre anlamlı düzeyde arttığı ve AHR grubunda rosmarinik asitin lipid peroksidasyonu azaltarak kontrol seviyesine getirdiği görülmüştür. Ayrıca, antioksidan enzim aktivitelerinin (SOD, CAT, GSH-Px) AH grubunda anlamlı şekilde azaldığı, tedavi uygulanan AHR grubunda ise bu azalışın önlendiği izlenmiştir. Alzheimer grubunda S ve SR grubuna göre azalan GSH düzeyinin AHR grubunda arttığı ancak kontrol düzeyine dönmediği saptanmıştır. Amiloid β42'nın AH grubunda ACh miktarını ve AChE aktivitesini düşürerek kolinerjik sistemi zayıflattığı, rosmarinik asitin ise AHR grubunda bu etkiyi tersine çevirdiği belirlenmiştir. Ultrayapısal incelemeler sonucu AH grubunda hücrelerde yapısal bozukluklar gözlenirken, immünboyamalar ile Aβ birikimleri ve astroglial aktivasyon saptanmıştır. Tedavi uygulanan AHR grubunda  ise hücre yapılarının normale döndüğü ve Aβ birikimleri ile astrosit aktivasyonunun azaldığı tespit edilmiştir.  Elektrofizyolojik incelemeler AH grubunda işitsel ayrım ve ekoik hafızayla ilişkili süreçlerin etkilendiğine işaret ederken, rosmarinik asit uygulamasının bu fonksiyonlar üzerinde iyileştirici etkisi olduğunu göstermiştir.
Sonuç olarak çalışmamızda, Aβ42 peptidinin oksidan-antioksidan dengeyi, kolinerjik belirteçleri ve işitsel süreçlerle ilişkili nöral ağ dinamiklerini etkilediği saptanmış, rosmarinik asitin bu parametrelerde düzelme sağladığı ortaya konmuştur.

Abstract:
Alzheimer's Disease (AD) is a common type of dementia characterized as a progressive defectiveness in cognition and behaviour. It is known that amyloid beta peptide (Aβ) polymerization and accumulation of amyloid fibrils play a role in the pathophysiology of Alzheimer's Disease. In the present study,  we examined the effects of antioxidant properties of rosmarinic acid to the complications of AD by electrophysiological, histological and biochemical analysis. 
In our work, 100 wistar rats are divided randomly into four groups; Sham(S), Sham+ rosmarinic acid (SR), Aβ42 peptide (AH) and Aβ42 peptide+ rosmarinic acid (AHR) groups.  Alzheimer model rats (AH and AHR) were administered with Aβ42 peptide (2,2 nmol/10µl) intracerebroventricularly. SR and AHR groups were received 50mg/kg/day rosmarinic acid via gavage for two weeks. At the end of the experimental period, auditory event related potentials were recorded and then histological and biochemical analysis were performed in the brain tissues. 
Increased TBARS and 4-HNE values were detected in Alzheimer group compared to the S and SR groups and rosmarinic acid decreased lipid peroxidation to the control levels in the AHR group. Furthermore, antioxidant enzyme activities (SOD, CAT, GSH-Px) were attenuated in the AH group, rosmarinic acid treatment was prevented this attenuation in the AHR group.  Similarly, decreased GSH level in the AH group versus the S and SR groups was increased but not reached to the control level in the rosmarinic acid treated AHR group. Also, Aβ impaired the cholinergic system by reducing the amount of ACh and AChE activity, and rosmarinic acid reversed these effects in the AHR group. Beside, ultrastructural and immunohistochemical analysis showed histopathological alterations, significant Aβ deposition and astrocyte activation in the AH group. Attenuated Aβ deposition, astrocyte activation and preserved cell structure were observed in the AHR group. Electrophysiological results indicate that Aβ42 peptide can affect the auditory discrimination and ecoic memory processes, and the treatment of rosmarinic acid can improve the Aβ42 related alterations in these functions.
In conclusion, our study clearly showed that Aβ42 peptide affect antioxidant-oxidant balance, cholinergic markers and neurol network dynamics of auditory processes and rosmarinic acid has curative effect on the alterations detected in these parameters.