Fruktoz ile indüklenen alkolik olmayan karaciğer yağlanması olan sıçanlarda probiyotik desteğinin sirkadiyen saat üzerine etkisi
Effect of probiotic supplementation on circadian clock in rats with fructose-induced non-alcoholic fatty liver disease
Yazar: AYFER BEYAZ
Danışman: PROF. DR. ADVİYE GÜLÇİN SAĞDIÇOĞLU CELEP ; DOÇ. DR. SEMRA TÜRKOĞLU
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Beslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics
Dizin: Bağırsaklar = Intestines ; Fruktoz = Fructose ; Karaciğer = Liver ; Karaciğer yağlanması = Fatty liver ; Probiyotikler = Probiotics ; Sirkadiyen ritim = Circadian rhythm ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Bu çalışma, sıçanlarda alkolik olmayan karaciğer yağlanması modeli oluşturarak, bağırsak mikrobiyotası – karaciğer eksenini kullanarak, bağırsağa yapılan bir müdahale ile hepatositlerdeki sirkadiyen saati yeniden programlayarak metabolik bozukluğu iyileştirmek amacıyla planlanıp yürütülmüştür. Çalışmaya 27 adet Wistar albino türü erkek sıçanlar alınmış ve çalışma başlangıcında ortalama ağırlıkları 150 g (95-177) olarak belirlenmiştir. Sıçanlar daha sonra 3 gruba ayrılarak, 13 hafta süre ile standart yem + standart su [1.grup (n:8)] ve standart yem + fruktozlu su [2.grup (n:11) ve 3.grup (n:8)] ile beslenmişlerdir. Yedi hafta sonrasında 2.gruptan 3 sıçan kesilerek patolojik bulgular ile karaciğer yağlanması oluştuğu tespit edilince 3.gruptaki sıçanlara 6 haftalık 2x109 cfu/gün Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) takviyesine başlanmıştır ve diğer grupların aynı şekilde beslenmesine devam edilmiştir. Sıçanların su ve besin tüketimleri, vücut ağırlıkları, boy uzunlukları ve bel çevresi ölçümleri, biyokimyasal bulguları (total kolesterol, GGT, glikoz, ALT, AST, IL-6, IL-1β, zonulin, glutatyon, süperoksit dismutaz, malondialdehit ve glutatyon peroksidaz), hormon (melatonin ve insülin) ve sirkadiyen saat genlerinin (Bmal1, Clock, Rev-Erbα ve Per2) mRNA ekspresyon düzeyleri ve karaciğerin histopatolojik değerlendirmesi yapılmıştır. YFD grubunun NAS skoru (5,00) kontrol grubu (0,00) ve YFD+probiyotik grubundan (3,00) anlamlı olarak yüksek çıkmıştır (p<0,05). Kontrol grubuna göre (%2,51) YFD grubunun karaciğer indeksi (%3,53) anlamlı olarak yüksek bulunmuştur, LGG uygulaması ise bu değeri düşürmüştür (%3,01). Zonulin seviyesi ve sirkadiyen saat genlerinin ekspresyon düzeyleri için gruplar arasında anlamlı farklılık bulunmamıştır (p>0,05). Ancak fruktoz tüketimi sirkadiyen saat gen düzeylerini yükseltmiş, LGG ise bu etkiyi azaltmıştır. Melatonin değeri Clock (r=-0,431; p=0,035), Rev-Erbα (r=-0,450; p=0,027) ve Per2 (r=-0,410; p=0,045) genleri ile negatif korelasyon göstermiştir. MDA düzeyi YFD (8,49 nmol/mL) ve YFD+probiyotik grubunda (8,29 nmol/mL), kontrol grubundan (5,56 nmol/mL) yüksek çıkmıştır. LGG müdahalesi fizyolojik parametrelerde iyileşmelere neden olmuştur. Fruktoz kullanımı oksidatif stresi arttırmakta, LGG kullanımı ise oksidatif stresi azaltmakta ve yıkım daha az gözlenmektedir. Sirkadiyen saat gen düzeyleri YFD grubunda olduğu gibi hasar durumunda yükselmektedir ve LGG kullanımı ile bu düzeyler azalmaktadır. Melatonin değerinin düşmesi sirkadiyen saat gen düzeylerinin artmasına sebep olmaktadır.  İleriki çalışmalarda bağırsak geçirgenliğinin artmasını sağlamak için sıçanlara yüksek fruktoz ile birlikte yüksek yağlı bir diyet uygulanması veya deney süresinin uzatılması veya farklı suşların denenmesi; genlerin mRNA düzeylerinin yanısıra sirkadiyen saat lokomotor aktivite testinin de yapılması önerilmektedir. Ayrıca tedavi yaklaşımları olarak en uygun probiyotik, prebiyotik ve sinbiyotik türlerinin belirlenmesine yönelik araştırmaların denenmesi önerilmektedir.

Abstract:
This study was conducted and planned in order to improve metabolic disorder by reprogramming the circadian clock in hepatocytes with an intervention in the intestine, using the gut microbiota-liver axis, by creating a non-alcoholic fatty liver model in rats. Twenty-seven Wistar-albino male rats were included in the study and their average weight was determined as 150 g (95-177) at the beginning of the study. The rats were then divided into 3 groups, standard feed+standard water [1. group (n:8)] and standard feed+fructose water [2. group [n:11) and 3. group (n:8)] for 13 weeks] were fed. After seven weeks, 3 rats from the 2nd group were slaughtered and when it was determined that liver fat was formed with pathological findings, 6-week probiotic supplementation with 2x109 cfu/day Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) was started to the rats in the 3rd group and the other groups continued to be fed in the same way. The rats' fluid and food consumption, body weight, height and waist circumference measurements, biochemical findings (total cholesterol, GGT, LDH, ALT, AST, IL-6, IL-1β, zonulin, glutathione, superoxide dismutase, malondialdehyde and glutathione peroxidase), hormone (melatonin and insulin) and circadian clock gene levels (Bmal1, Clock, Rev-Erbα and Per2), and histopathological evaluation of the liver were performed. As a result of the study, NAS score of the YFD group (5,00) was significantly higher than the control group (0,00) and the YFD+probiotic group (3,00) (p<0.05). Compared to the control group (2,51%), the liver index of the YFD group (3,53%) was found to be significantly higher, while LGG supplementation decreased this value (3,01%). There was no significant difference between the groups for zonulin level and mRNA expression levels of circadian clock genes (p>0,05). However, fructose consumption increased circadian clock gene levels, while LGG reduced this effect. Melatonin levels were negatively correlated with Clock (r=-0.431; p=0.035), Rev-Erbα (r=-0.450; p=0.027) and Per2 (r=-0.410; p=0.045) genes. The MDA level was higher in the YFD (8,49 nmol/mL) and YFD+probiotic group (8,29 nmol/mL) than the control group (5,56 nmol/mL). LGG supplementation resulted in improvements in physiological parameters. The use of fructose increases oxidative stress, while the use of LGG reduces oxidative stress and destruction is observed less. Circadian clock gene levels increase in case of damage as in the YFD group, and these levels decrease with the use of LGG. The decrease in melatonin value causes an increase in circadian clock gene levels. In order to increase intestinal permeability in future studies, administering a high-fat diet with high fructose to rats or extending the experimental period or trying different strains; It is recommended to perform circadian clock locomotor activity test as well as mRNA levels of genes. In addition, it is recommended to try researches to determine the most suştable probiotic, prebiotic and symbiotic species as treatment approaches.