Besin biyokimyası ve gastrointestinal afferent sinirler
Nutrient biochemistry and gastrointestinal afferent nerves
Yazar: RABİA İCLAL ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. MEHMET RAMAZAN ŞEKEROĞLU
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics ; Biyokimya = Biochemistry ; Gastroenteroloji = Gastroenterology
Dizin: Besin kirlenmesi = Food contamination ; Besinler = Foods ; Gastrointestinal sistem = Gastrointestinal system ; Hücre kültürü = Cell culture ; Nodose ganglion = Nodose ganglion ; Sindirim sistemi = Digestive system ; Sinir lifleri = Nerve fibers

Özet:
Bu tezin amacı vagal afferent terminal uçlarının besin ögelerine karşı cevaplarını araştırmaktır. Vagal afferentler merkezi sinir sisteminin bağırsağı da innerve eden en uzun dalıdır. Bağırsaktan aldığı bilgiyi beyin sapına taşır ve bağırsakla beyin arasındaki çift yönlü iletişimi sağlar. Vagal afferentlerin hücre gövdeleri nodoz gangliyonlardadır. Vagal afferentler bağırsak epiteline kadar uzanır. Fakat villusların iç kısımlarına kadar girdiği halde burayı delerek lümenin içine kadar girmez. Böylece luminal içeriğe temas etmez. Bu çalışmada nodoz gangliyonların nöron kültürü yapıldı ve nöronların çeşitli besin ögelerine verdiği elektriksel cevaplar analiz edildi. Genç erişkin farelerin nodoz gangliyonları çıkarılarak nöron kültürü yapıldı. Kültür Hank'ın dengeli tuz solüsyonunda tutuldu. Bu tampon aynı zamanda kontrol grubu için kullanıldı. Hücreler DiBac-4 voltaja duyarlı boya ile yüklendi. Spinning disk mikroskobunda kayıt altında içerisine besin ögesi eklenerek hücrelerdeki floresan parlaklık değişimleri üç dakika boyunca kaydedildi ve parlaklık değişimleri ImageJ programıyla ölçüldü. İstatistik analiz olarak tek yönlü ANOVA ve ardından Posthoc Tukey testi uygulandı. Besin ögeleri olarak lipid karışımı; amino asitlerden alanin, fenilalanin, glutamin, histidin, lösin, metiyonin, sistein, treonin; karbonhidratlardan galaktoz ve glukoz kullanıldı. Hücreler her besin ögesine farklı şekillerde cevap verdiler. Denenen sekiz amino asitten yedisine karşı elektrik cevap oluştu ve bu cevap genellikle depolarizasyon olarak gerçekleşti. Karbonhidratlardan glukoza karşı cevap oluşmazken galaktoz genel olarak hiperpolarizasyona, bir grup hücrede ise depolarizasyona neden oldu. Nodoz gangliyon hücrelerinin lipidlere karşı oluşturdukları cevap inhibisyon yönünde gerçekleşti.
Sonuç: Bu doktora tezi vagal afferent nöronların pek çok farklı besin ögesinden doğrudan etkilendiği ve bu etkilenmenin uyarılma ya da baskılanma yönünde olabildiğini göstermiş olup bu sonuç halen kabul gören ve bu afferentlerin ancak dolaylı olarak bağırsak epitel hücrelerinden salgılanan birkaç nöromediyatöre cevap verdiğini öngören modeli tartışmaya açmaktadır.

Abstract:
The aim of this thesis is to investigate the responses of the vagal afferent endings to nutrients.  Vagal afferents are the longests central nerves that innervate many visceral organs including intestines. They transmit information from the intestines to the brain and vice versa providing a two-way communication. The cell bodies of vagal afferents are within the nodose ganglia. Vagal afferents extend to the intestinal epithelium; but though they go into the villi they do not penetrate them they have no contact with the luminal content. In this study, neurons of nodose ganglia were cultured and the electrical response of neurons to various nutrients was analyzed. Nodose ganglia of young adult mice were removed and neuron culture was performed. The culture is kept in Hank's salt solution. Also this solution was used for control group.  The cells were loaded with voltage-sensitive dye DiBac-4. Spinning disc microscopy recorded the changing flourescent brightness for 3 minutes while adding nutrients. Changing brightness was measured with ImageJ programme. One-way ANOVA and Posthoc Tukey tests were performed for statistical analysis. Nutrients were lipid mix, alanine, phenilalanine, glutamine, histidine, leucine, methionine, cysteine, threonine, galactose and glucose. The neurons responded to nutrients differently. Seven amino acids out of eight responded electrically and this was usually depolarization. There was no response to glucose while galactose caused hyperpolarisation in general it led to depolarization in a subset of neurons. The response of nodose ganglia cells to lipids was inhibition. This PhD thesis indicates that vagal afferent neurons are influenced directly by numerous varied nutrients, which may be excitation or inhibition. These results challenge the currently accepted model suggesting that these afferents respond only indirectly to a few neuromediators released from intestinal epithelial cells.