Perinatal kafein uygulamasının yavru sıçanların beyin dokusundaki seks steroit hormonları üzerine etkisi
The effect of perinatal caffeine administration on the sex steroid hormones in the brain of offspring rats
Yazar: SERKAN KARAİSMAİLOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEN ERDEM
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Hormonlar = Hormones ; Kafein = Caffeine ; Perinatoloji = Perinatology ; Steroidler = Steroids ; Steroidler = Steroids ; Sıçanlar = Rats ; Testosteron = Testosterone ; Östradiol = Estradiol

Özet:
Beyindeki cinsiyete bağlı anatomik, fizyolojik ve nörokimyasal farklılıkların birçoğu prenatal dönemde oluşmaktadır. Testosteron, östradiyol ve dihidrotestosteron erken gelişim döneminde beyindeki yapıların organizasyonundan ve seksüel farklılaşmasından sorumlu olan temel seks steroit hormonlarıdır. Kafein; kahve, çikolata, çeşitli içecekler ve çok sayıda tedavinin içeriğinde yer alan dünya çapında yüksek miktarda tüketilen psikoaktif bir ilaçtır. Nonselektif adenozin reseptör antagonisti özelliği gösterir ve nöroprotektif etkiye sahiptir. Seks steroit hormonların üretilmesinde kilit rollere sahip hipotalamus-hipofiz aksında, üreme organları ve adrenal bezlerde adenozin reseptörleri yer almaktadır. Adenozin reseptör antagonisti olan kafein bu reseptör ve yolakları etkileyebileceğinden çalışmamızda, hamile sıçanlara uygulanan kafeinin, fetüs veya yavruların beynindeki seks steroit hormonlarının seviyeleri üzerine yaptıkları etkilerin incelenmesi amaçlandı. Çalışmamızda düşük (0,3 g/L) ve yüksek doz (0,8 g/L) kafein sıçanlara, hamilelik ve emzirme dönemleri boyunca içme sularına karıştırılarak verildi. Hamileliğin 19. günündeki fetüslerin, yenidoğanların ve doğum sonrası 4. gündeki yavruların frontal korteks ve hipotalamuslarında testosteron, östradiyol ve dihidrotestosteron seviyeleri radioimmunoassay yöntemiyle ölçüldü. Ayrıca adrenal bez ağırlıkları, anogenital mesafe (fetüs ve yavrularda), gonad ağırlıkları ve serum serbest testosteron düzeyleri (yavrularda) incelendi. Sonuçlarımıza göre, düşük doz kafein (DK) uygulaması doğum sonrası 4. günde hem erkek hem de dişi yavruların ağırlıklarını ve erkeklerin anogenital indeksini artırdı. Yüksek doz kafein (YK) uygulaması ise erkek fetüslerde hamileliğin 19. gününde adrenal bez ağırlığını azalttı, dişi fetüslerin frontal korteksinde, yeni doğan erkeklerin ise hipotalamusunda doku testosteron seviyelerini artırdı. Sonuç olarak, perinatal dönemdeki kafein uygulamasının beyindeki seks steroitleri üzerine olan etkileri farklı kafein dozlarından etkilenmekte ve bu etki muhtemelen periferik steroit kaynaklardan bağımsız bir şekilde gerçekleşmektedir.

Abstract:
Most of the anatomical, physiological and neurochemical gender-related differences in the brain occur prenatally. Testosterone, estradiol and dihydrotestosterone are the main sex steroid hormones responsible for the organization and sexual differentiation of brain structures during early development. Caffeine is a psychoactive substance widely consumed in the world via coffee, chocolate, beverages, food and some therapeutics. Caffeine is a nonselective adenosine antagonist having neuroprotective effects. Hypothalamo-pituitary-adrenocortical axis, gonads and adrenal cells, including adenosine receptors, have a key role in the synthesis of sex steroid hormones. Since caffeine might affect the metabolic pathways in these structures through adenosine receptor antagonism we aimed to investigate the possible modulatory effects of the mother's caffeine consumption (low or high dose) on sex steroid hormones of brain tissue in the fetuses or pups. In the present study, rats were treated either with low dose (0.3 g/L) or high dose (0.8 g/L) caffeine in their drinking water during their pregnancy and lactation period. Testosterone, estradiol, and dihydrotestosterone levels in the frontal cortex and hypothalamus were measured by using radioimmunoassay method at embryonic day 19, neonatal day and postnatal day 4. Adrenal gland weights, anogenital distance (in fetuses and pups), gonad weights and serum free testosterone level (in pups) were also measured. Our findings showed that low dose caffeine administration increased body weights in both male and female rats and anogenital index in male rats at postnatal day 4. Furthermore, high dose caffeine administration decreased adrenal weight in male rats on embryonic day 19 and increased testosterone level in the frontal cortex of female fetuses and hypothalami of male newborn rats. In conclusion, the effects of caffeine administration on sex steroids in the brain tissue during the perinatal period are dose-related and these effects seem to be independent of the peripheral steroid sources.