Oral karvakrol uygulamasinin izole siçan pankreas adacik hücrelerinde H2O2 ile oluşturulan hasara karşi etkileri
The effects of oral carvacrol treatment against H2O2 induced on isolated pancreas islet cells in rats
Yazar: ASLI ŞAN DAĞLI GÜL
Danışman: DOÇ. DR. ERSİN FADILLIOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2010
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Karvakrol = Carvacrol ; Langerhans adacıkları = Islets of langerhans ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Pankreas = Pancreas

Özet:
Diabetes Mellitus (DM), akut ve kronik komplikasyonları ile tüm dünya populasyonunun yaklaşık % 6'sını etkileyen kronik metabolik bir hastalıktır. DM'ta, pankreas adacıkları beta hücrelerinden insülin salgılanması bozulur, bu durum glikoz intoleransı ve hiperglisemi ile sonuçlanır. Adacık nakli, diyabet tedavisindeki insülin replasman terapisine alternatif bir tedavi yöntemidir, ancak pankreas adacık hücrelerinin izolasyonu ve saflaştırılması sırasında kimyasal, mekanik hasarlar ve oksidatif stres oluşur. Birçok farmakolojik madde, işlemler sırasında oksidatif strese bağlı hücresel hasarın önlenmesi ve adacık fonksiyonlarının korunması için incelenmektedir. Karvakrol, antioksidan, antimikrobiyal, antifungal ve antiinflamatuvar özellikleriyle bilinen bir uçucu yağdır. Bu çalışmanın amacı izolasyon öncesinde oral olarak uygulanan karvakrolün sıçanlardan nakil amacıyla elde edilen pankreas adacıkları üzerine olası koruyucu etkisini incelemektir. Sıçanlara 9 gün karvakrol (20, 40 ve 80 mg/kg/gün) uygulandıktan sonra pankreas adacıkları elde edildi. Elde edilen adacıklar 0, 150 ve 300 µM H2O2 içeren ortamlarda +4°C'de 15 dakika bekletildi. Bu işlemlerin sonrasında adacıkların canlılığı floresein diasetat (FDA) ve propidyum iyot (PI) kullanılarak floresan mikroskop ile değerlendirildi. Bir miktar adacık süspansiyonu lipit peroksidasyonu, protein oksidasyonu ve apopitoz göstergesi olan DNA fragmantasyonu analizleri için saklandı. Sonuçlara göre sıçanlara 20 mg/kg/gün karvakrol uygulanması H2O2'in etkisine karşı koruyucu oldu. Karvakrol 20mg/kg/gün grubunun canlılık oranları kontrol ve DMSO gruplarına kıyasla anlamlı olarak daha iyi idi (P<0,05). Ayrıca, adacıklara 20 mg/kg/gün karvakrol uygulanması H2O2'in yol açtığı lipit peroksidasyonu ve protein oksidasyonundan hücreleri korumuştur (P<0,05). H2O2 uygulanması adacıkların hasara uğramasına ve DNA fragmantasyonuna yol açmıştır. 20 mg/kg/gün karvakrol uygulanan gruptaki adacık hücrelerinde ise çok az DNA fragmantasyonu gözlenmiştir. Sonuç olarak, karvakrol tedavisi H2O2'in sebep olduğu adacık hücre hasarını düzeltmektedir. Ancak, karvakrol dozu önemlidir ve bizim sonuçlarımız 20 mg/kg/günlük dozun 40 ya da 80 mg/kg/gün dozlarına kıyasla daha etkili olduğunu göstermektedir. Sıçanlara 20 mg/kg/gün karvakrol dozu uygulanması adacıkların hücre canlılığını korumuştur. Adacık hücrelerini erken hasara karşı korumak amacıyla izolasyon işlemi öncesinde donöre karvakrol uygulanması önerilebilir. Ancak, izolasyon işlemini ve hücre canlılığını transplantasyon öncesi iyi hale getirebilmek için daha ileri araştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Diabetes mellitus (DM) is a chronic metabolic disorder affecting about 6% of population worldwide with its acute and chronic complications. In DM, insulin secretion from the pancreatic islet beta cells is impaired, resulting in glucose intolerance and hyperglycemia. Islet transplantation is an alternative treatment of insulin replacement therapy in diabetes mellitus, but many chemical, mechanical damages and oxidative stress occur during isolation and purification of pancreatic islet cells. Many pharmacological materials are investigated to prevent cellular damage due to oxidative damage during the process and protect islet function. Carvacrol is a well known essential oil for its antioxidant, antimicrobial, antifungal and antiinflammatory properties. The aim of this study is to investigate the possible protective effects of carvacrol on isolated pancreas islets for transplanting purposes from rats after oral carvacrol treatment. After carvacrol (20, 40 and 80 mg/kg/day) application to rats, pancreas islets were isolated. The isolated islets were incubated within 0, 150 and 300 µM H2O2 containing medium at +4°C for 15 min. Then, the islets were examined with fluorescein diacetate (FDA) and propidium iodide (PI) mixture for islet viability by using a fluorescence microscope. A number of islets were stored for lipid peroxidation, protein oxidation and DNA fragmentation analysis, an index for apoptosis. According to the results, 20 mg/kg/day carvacrol treatment to rats prevented against the effect of H2O2. Carvacrol 20mg/kg/day group had better cell viability ratio in comparison to control and DMSO groups (P<0,05). In addition, carvacrol application protected the cells from lipid peroxidation and protein oxidation induced by H2O2 (P<0,05). H2O2 caused tissue injury and DNA fragmentation. Very little DNA fragmentation is observed on islet cells from 20 mg/kg/day carvacrol treated group. In conclusion, carvacrol treatment ameliorates islet cell injury induced by H2O2. However, the dose of carvacrol is important and our results suggest that 20 mg/kg/day dose is more effective than 40 or 80 mg/kg/day doses. The islet cell viability is protected with carvacrol 20 mg/kg/day dosage in rats. Application of carvacrol to the donor before isolation process may be suggested to protect islet cells from early damage. However, further investigation is needed to improve the isolation procedure and cell viability before transplantation.