Bazı kalıcı organik kirleticilerin köpek ve insan plasental kolinerjik sistem üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of selected persistent organic pollutants (POP) on human human and dog placental cholinergic system
Yazar: RECEP UYAR
Danışman: DOÇ. DR. BEGÜM YURDAKÖK DİKMEN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji ve Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Biyoinformatik = Bioinformatics ; Gen ifadesi = Gene expression ; Kolinerjik sistem = Cholinergic system ; Köpekler = Dogs ; Mikrodizilim analizi = Microarray analysis ; Organik kirleticiler = Organic pollutants ; Organik kirlilik = Organic pollution ; Plasenta = Placenta ; Toksisite = Toxicity ; İnsan = Human

Özet:
Plasental kolinerjik sistem nöronal sinirsel iletimi dışında birçok hücre içi metobolik faaliyetlerde ve plasental gelişimde de önemli bir faktör olduğu bilinmektedir. Bu fonksiyonları göz önüne alındığında; birçok çevresel kirleticinin bu mekanizmaları etkileyerek fetüste yapısal anomaliler, fonksiyonel bozukluklar, konjenital neoplazi, büyüme geriliği, erken doğum, vitamin D yetersizliği, sistemik inflamasyon, düşük doğum ağırlığı, preterm doğum, erişkin koroner arter ve diyabet hastalıklarına temel oluşturacak epigenetik ve glukoz metabolizmasında değişiklikler, gestasyonel hipertansiyon, preeklampsi, abortus ve fetüs ölümüne neden olabilmektedir. Çalışmada çevresel kirleticiler ve plasental kolinerjik sistem arasındaki ilişkinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, çalışmanın ilk aşamasında hemokoryal yapıya sahip insan ve endotelyokoryal yapıya sahip köpek plasentasında; bazı KOK'ların analizinin GC-MS ile yapıldı (PCB, PBDE, PAH ve Organoklorlu pestisitler). Yapılan kirletici taramasında 20 insan plasentasından 13 örnekte kirletici tespit edildi. Kirletici tespiti ile annelerin sigara içme/maruziyeti arasında yakın bir ilişki bulundu. Tarama yapılan 15 köpek plasentasında ise 7 örnekte kirletici tespit edilebilmiştir. Çalışma kapsamında ortalama PAH yükü 877 ng/g DTT kirletici yükü ise ortalama 54,82 ng/g olarak tespit edilmiştir. Çalışmamızdaki köpek örneklerinde ise bu değerler sırasıyla 160 ng/g ve 156 ng/g olarak bulunmuştur. Elde edilen ortalama toplam PCB yükü 16,6 ng/g, PBDE yükü ise 89,71ng/g olarak bulunmuştur. Bu değerler köpek plasenta örnekleri için ise sırasıyla 133 ng/g PCB, 488 ng/g PBDE yükü şeklindedir. Tespit edilen kirleticiler ile kolinerjik sistemin önemli bileşenlerinden olan muskarinik, nikotinik reseptörler ve asetilkolinesteraz enzimleri ile yapılan in siliko taramada özellikle 4-4 DDE'nin ve PCB153'ün bazı muskarinik reseptörlere olan ilgisinin oldukça yüksek olduğu saptandı. Transkriptom analizleri sonucunda hücre proliferasyonu, kalsiyum sinyalizasyonu, asetilkolin reseptör sinyalizasyonu, hücre iskeleti ve amino asit transferi gibi nöronal olmayan kolinerjik sistem ile ilişkilendirilebilinecek hücresel fonksiyonların etkilendiği görülmüştür. Gen ifade farklılığı görülen bu fonksiyonlardan birçoğunun köpek ve insan türleri için ortak olduğu saptanmıştır. Bu hücresel fonksiyonlara bağlı olarak hücre bütünlüğü ve metabolizmasının etkilenmesi ile birlikte fetüs için bir bariyer özelliği taşıyan plasentanın koruyuculuğunun azalmasına sebep olabileceği bilinmektedir. Bunun yanı sıra fetüsün büyüme ve gelişimi için önemli bir rol oynayan plasental hücre fonksiyonlarındaki problemler; preklampsi, erken doğum, düşük doğum ağırlığı ve daha birçok kronik problemlere davetiye açtığı görüşü önem kazanmaktadır.

Abstract:
Placental cholinergic system is known to be an important factor in many intracellular metabolic activities and placental development besides neuronal neural transmission. Considering these functions; Changes in epigenetic and glucose metabolism that will form the basis for structural anomalies, functional disorders, congenital neoplasia, growth retardation, preterm birth, vitamin D deficiency, systemic inflammation, low birth weight, preterm birth, adult coronary artery and diabetes diseases by affecting these mechanisms. It can cause gestational hypertension, preeclampsia, abortion and fetal death. The aim of this study is to investigate the relationship between environmental pollutants and placental cholinergic system. For this purpose, in the first stage of the study, in the human placenta with hemocorial structure and the dog placenta with endotheliocrial structure; Analysis of some POPs was made by GC-MS (PCB, PBDE, PAH and Organochlorine pesticides). In the pollutant screening, 13 pollutants were detected from 20 human placenta. A close correlation was found between pollutant detection and mothers' smoking/exposure. Pollutants were detected in 7 samples in 15 dog placenta that were screened. Within the scope of the study, the average PAH load was 877 ng / g DTT pollutant load was determined as 54.82 ng/g. In the dog samples in our study, these values were found to be 160 ng/g and 156 ng/g, respectively. The average total PCB load obtained was 16.6 ng / g, and the PBDE load was 89.71 ng/g. These values are 133 ng/g PCB and 488 ng/g PBDE load for canine placenta samples, respectively. In silico screening performed with the detected pollutants and muscarinic, nicotinic receptors and acetylcholinesterase enzymes, which are important components of the cholinergic system, it was found that especially 4-4 DDEs and PCB153 have a high interest in some muscarinic receptors. As a result of the transcriptome analysis, it was observed that cellular functions that could be associated with the non-neuronal cholinergic system such as cell proliferation, calcium signaling, acetylcholine receptor signaling, cytoskeleton and amino acid transfer were affected. It has been found that many of these functions with gene expression differences are common for canine and human species. It is known that due to these cellular functions, cell integrity and metabolism are affected, and the protection of the placenta, which is a barrier for the fetus, may decrease. In addition; current opinions come into prominence that problems in the placental cell functions that play an important role in the growth and development of the fetus can prepare the ground for related problems such as preterm birth, low birth weight and many other chronic problems.