Organofosforlu pestisitlerin neden olduğu ince bağırsak toksisitesine karşı lupeolün koruyucu etkileri
Protective effects of lupeol against organophosphorus pesticides induced small intestine toxicity
Yazar: HÜSEYİN US
Danışman: PROF. DR. NİHAL ÖMÜR BULAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genel Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Bağırsak hastalıkları =   ; Pestisitler = Pesticides ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy ; Toksisite = Toxicity ; İnce bağırsak = Small intestine

Özet:
Pestisit kullanımı, tarım ürünlerini çeşitli zararlılardan koruyabilmek için faydalanılan bir zirai mücadele çeşidi olup, yaklaşık bir asırdır üretimi artıran en etkili yöntemdir. Kısa zamanda etki göstermesi ve kullanım kolaylığı pestisitleri en sık tercih edilen zirai ilaç haline getirmiştir. Pestisitlerin tercih edilmediği durumlarda üretimde %60'lara varan oranlarda verim düşüklüğü ve kalite kaybı yaşanmaktadır. Bu kaybın önüne geçmek için pestisitlerin kullanımı kaçınılmazdır. Organoklorlu pestisitlerin yasaklanması sonrası organofosforlu pestisitler çevrede kalıcılıklarının sınırlı oluşu ve hedefi olmayan canlılarda düşük toksisite göstermesinden dolayı yoğun bir şekilde tercih edilmiştir. Bu yoğun kullanımlarına karşın organofosforlu pestisitlerin canlılarda çeşitli hastalıklara sebep olabileceği birçok in vivo ve in vitro çalışmalarla gösterilmiştir. Yapılan bazı çalışmalar organofosforlu pestisitlerin olumsuz etkilerini canlılardaki oksidan/antioksidan dengeyi bozarak gerçekleştirdiğini ortaya koymuştur. Pestisitlerin sebep olduğu oksidatif hasarın ortadan kaldırılması veya azaltılması için antioksidanların kullanılabileceği çeşitli araştırmalarda gösterilmiştir. Lupeol, sıklıkla tüketilen beyaz lahana, domates, biber ve salatalık gibi sebzelerin yanı sıra çilek, kırmızı üzüm, zeytin, mango ve incir gibi meyvelerde bulunan sekonder metabolit olan bir triterpenoittir. Lupeolün antioksidan, antiinflamatuvar, antimikrobiyal, sitoprotektif, antitümör ve antimutajenik etkileri olduğunu gösteren çeşitli araştırmalar literatürde bulunmaktadır. Bu çalışmanın amacı pestisitlerin sebep olduğu ince bağırsak hasarının mekanizmalarını ortaya koymak ve bu hasar üzerinde lupeolün olası iyileştirici ve/veya koruyucu etkilerini araştırmaktır. Bu çalışmada Wistar albino cinsi erkek sıçanlar her bir grupta yedi sıçan bulunacak şekilde dokuz gruba ayrılmıştır. Kontrol gruplarına serum fizyolojik, mısır yağı ve lupeol verilirken pestisit gruplarına 50 mg/kg malathion, 10 mg/kg klorprifoz, 50 mg/kg tebukonazol ve pestisit+ lupeol gruplarına pestisitlere ek olarak 20 mg/kg lupeol verilmiştir. Bütün kimyasallar gavaj yolu ile uygulanmıştır. Araştırma kapsamında ince bağırsak dokusunda meydana gelen değişimler hematoksilen-eosin, Masson'un üçlü boyası, periyodik asit-schiff reaksiyonu ile histolojik olarak ve prolifere hücre nükleer antijeni immünohistokimyasal olarak gösterilmiştir. Asetilkolinesteraz ve alkalen fosfataz enzimlerinin aktivite ve seviyeleri, tümör nekroz faktör-α, lipit peroksidasyon ve glutatyon seviyeleri, glutatyon redüktaz, glutatyon peroksidaz, glutatyon-S-transferaz, katalaz ve süperoksit dismutaz enzimlerinin aktivite tayinleri biyokimyasal yöntemler kullanılarak gösterilmiştir. Ayrıca ince bağırsak dokusunda pestisitlerin etkisiyle oluşan DNA hasarı ve lupeolün bu hasar üzerindeki etkisi çalışmamızda Raman spektrometresi ile ilk kez tayin edilmiştir.
Sonuç olarak çalışmamızda pestisitlerin ince bağırsak dokusu üzerinde önemli bir histolojik hasara sebep olduğunu, antiproliferatif ve inflamatuvar etki gösterdiğini, antioksidan sistemde zayıflamaya ve oksidatif hasar parametrelerinde artışa neden olduğunu; lupeolün ise pestisit kaynaklı olumsuz etkileri önleyerek ve/veya azaltarak ince bağırsak dokusunda meydana gelen hasara karşı koruyucu/iyileştirici bir etki gösterdiğini belirledik. Araştırmamızın sonuçlarının klinik çalışmalara ışık tutabileceğini düşünmekteyiz.

Abstract:
The use of pesticides is a type of agricultural control used to protect agricultural products from various agricultural pests, and it is the most effective factor that increases production for about a century.  Its effect in a short time and ease of use have made pesticides the most preferred method.  In cases where pesticides are not preferred, there is a decrease in yield and quality loss of up to 60% in production. To prevent this loss, the use of pesticides is inevitable. After the prohibition of organochlorine pesticides, organophosphorus pesticides were mostly preferred due to their limited persistence in the environment and low toxicity in non-target organisms.  Despite these intense uses, it has been shown by many in vivo and in vitro studies that organophosphorus pesticides can cause various diseases in living things.  Some studies have shown that organophosphorus pesticides cause their negative effects by disrupting the oxidant/antioxidant balance in living things.  There has been some research showing that antioxidants can be used to eliminate or reduce oxidative damage caused by pesticides. Lupeol is a triterpenoit, a secondary metabolite found in fruits such as strawberries, red grapes, olives, mangoes, and figs, as well as vegetables such as white cabbage, tomatoes, peppers, and cucumbers. Various studies have been conducted showing that lupeol has antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial, cytoprotective, antitumor and antimutagenic effects. The aim of this study is to investigate possible therapeutic and/or protective effects on small intestine damage caused by pesticides by utilizing the antioxidant properties of lupeol.
In this study, experimental animals were divided into nine groups and seven Wistar albino male rats were used in each group. While physiological saline, corn oil and lupeol were given to the control groups, 50 mg/kg malathion, 10 mg/kg chlorpyrifose, 50 mg/kg tebuconazole and 20 mg/kg lupeol in addition to pesticides + lupeol groups were given to the pesticide groups. All chemicals were applied by gavage. Changes in the small intestine tissue within the scope of the research; Hematoxylin-eosin, Masson's triple stain and Periodic acid-Schiff reaction were demonstrated histologically and proliferating cell nuclear antigen immunohistochemically. Acetylcholinesterase enzyme activity and levels, Tumor necrosis factor -α levels, Alkaline phosphatase enzyme activity and levels, Lipid peroxidation levels, Glutathione levels, Glutathione reductase, Glutathione peroxidase, Glutathione-S-transferase, Catalase and Superoxide dismutase enzyme activity determinations were demonstrated using biochemical methods. In this study, DNA damage caused by pesticides in small intestine tissue and the effect of lupeol on this damage were determined for the first time with Raman spectrometry.
As a result, we determined that pesticides caused a significant histological damage on the small intestine tissue, showed antiproliferative and inflammatory effects, weakened the antioxidant system and increased oxidative damage parameters. We determined that lupeol protects against damage to the small intestinal tissue by preventing and/or reducing the adverse effects of pesticides. We think that the results of this research can shed light on clinical studies.