Karnozinin alkolik steatohepatit modelinde proinflamatuar ve profibrotik moleküller ile oksidatif stres üzerine etkisinin incelenmesi
The effects of carnosine on proinflammatory, profibrotic molecules and oxidative stress in alcoholic steatohepatitis model
Yazar: ESRA BETÜL KALAZ
Danışman: PROF. DR. SEMRA ABBASOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Etanol = Ethanol ; Fibroz = Fibrosis ; Karaciğer yağlanması = Fatty liver ; Karaciğer yağlanması-alkolik = Fatty liver-alcoholic ; Karnozin = Carnosine ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Amaç: Uzun süre ve fazla miktarda alkol kullanımı karaciğerde steatozis, steatohepatit, fibroz ve siroz gibi patolojik değişikliklere neden olmaktadır. Endotoksemi de etanole bağlı karaciğer hasarının gelişiminde etkili bir faktördür. Karnozin (β-alanil-L-histidin) güçlü antioksidan özelliklere sahip bir dipeptittir. E vitamini, melatonin gibi lipofilik antioksidanlarla birlikte kullanıldığında, antioksidan etkinliğinin arttığı bildirilmiştir. Çalışmamızda ilk amacımız alkol verilen sıçanlara lipopolisakkarit (LPS) enjeksiyonu yapılarak steatohepatit tablosu oluşturmaktır. Ek olarak bu modelde karnozin ve karnozin+E vitamininin karaciğer hasarını azaltma/iyileştirme etkisi araştırıldı.
Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda, sıçanlara etanol (3 kez; 5g/kg; 12 saat arayla; gavaj ile) uygulandı. Etanolün son dozundan 12 saat sonra tek doz LPS (10 mg/kg; i.p.) verildi. LPS uygulamasından 30 dk önce ve 90 dk sonra 2 doz karnozin (250 mg/kg; i.p.) ve E vitamini (200 mg d-α-tokoferol/kg; gavaj ile) uygulandı. LPS uygulamasından 6 saat sonra serumda alanin aminotransferaz (ALT), aspartat aminotransferaz (AST) and laktat dehidrojenaz (LDH) aktiviteleri, proinflamatuar C-reaktif protein (CRP) and tümor nekroz faktörü-α (TNF-α) düzeyleri ölçüldü. Oksidatif stresi değerlendirmek için karaciğerde aktif oksijen türleri (ROS) oluşumu, malondialdehit (MDA), glutatyon (GSH) düzeyleri ve total antioksidan aktivite ölçümü yapıldı. Ek olarak profibrotik "transforming growth factor-β1 (TGF-β1)" ve kollajen 1α1 (KOL1A1) ekspresyonları tayin edildi.  
Bulgular: Alkolik sıçanlara LPS uygulaması, histopatolojik analizler, yükselmiş serum ALT, AST, LDH aktiviteleri ve TNF-α düzeyleri ile ortaya konmuş olan bir steatohepatit tablosuna neden oldu. Karnozin uygulaması ALT, AST ve LDH aktivitelerini düşürdü ve histopatolojik olarak karaciğer hasarını iyileştirdi.  Buna ek olarak bu tedavi, prooksidan durumu iyileştirdi, hepatik TGF-β1 ve KOL1A1 expresyonlarını azalttı. Karnozin, E vitamini ile birlikte uygulandığında bu iyileşmeler daha belirgindi. 
Sonuç: Sonuç olarak, karnozin ve E vitamini tadavisinin ve özellikle bu ajanların birlikte uygulanmasının steatozun steatohepatite dönüşümünde rol oynayan proinflamatuar, prooksidan ve profibrotik faktörleri baskılamada etkili olabileceği ileri sürülebilir.

Abstract:
Title: The effects of carnosine on proinflammatory, profibrotic molecules and oxidative stress in alcoholic steatohepatitis model
Objective: Long term and excessive alcohol consumption leads to hepatic pathological changes such as steatosis, steatohepatitis, fibrosis and cirrhosis. Endotoxemia is also an effective factor in the development of ethanol-induced liver injury. Carnosine (β-alanyl-L-histidine) is a dipeptide with powerful antioxidant properties. It is reported that antioxidant activity of carnosine increases when it is used together with a lipophilic antioxidant such vitamin E and melatonin. We firstly aimed to produce a steatohepatitis model with lipopolysaccharide (LPS) injection in rats received binge alcohol. In addition, the reducing/ ameliorating effect of carnosine and carnosine+vitamin E on liver injury was investigated in this model.
Materials and Methods: In our study, ethanol (3 times; 5g/kg; 12 hours intervals; via gavage) was administered to the rats. 12 hours after the last dose of ethanol, single dose LPS (10 mg/kg; i.p.) was applied. Before 30 minutes and after 90 minutes from LPS, two doses carnosine (250 mg/kg; i.p.) and vitamin E (200 mg d-α-tocopherol/kg; via gavage) were administered. 6 hours after LPS administration, alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) and lactate dehydrogenase (LDH) activities, proinflammatory C-reactive protein (CRP) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) levels were measured in serum. To evaluate oxidative stress, reactive oxygen species (ROS) formation, malondialdehyde (MDA), glutathione (GSH) levels and total antioxidant activity in the liver were performed. In addition, immunohistochemical analysis of profibrotic transforming growth factor β1 (TGF-β1) and collagen 1α1 (COL1A1) expressions were done.  
Results: Administration of LPS to the alcoholic rats caused to steatohepatitis by confirmed histopathological analysis and elevated serum ALT, AST and LDH activities as well as TNF-α levels. Carnosine lowered ALT, AST and LDH activities and improved the histopathological liver injury. In addition, this treatment depressed prooxidant status, and decreased hepatic TGF-β1 and COL1A1 expressions. When carnosine administered together with vitamin E, these improvements were more remarkable. 
Conclusion: Our results indicate that carnosine alone or together with vitamin E may be effective to supress proinflammatory, prooxidant and profibrotic factors, which play an important role in converting from steatosis to steatohepatitis.