Bağırsak mikrobiyotasının melatonin üretimine olan katkısı
Contribution of gut microbiota to melatonin production
Yazar: ASLI GÜNER ÖZTÜRK DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ DURALI ; PROF. DR. ERTUĞRUL KILIÇ
İstanbul Medipol Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı / Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Bağırsak mikrobiyotası =   ; Melatonin = Melatonin ; Yüksek basınç sıvı kromatografisi =

Özet:
Melatonin, birçok doku ve organ tarafından üretilebilen ve dolayısıyla birçok fizyolojik süreçler üzerinde çeşitli etkisi bulunabilen bir indolamindir. Bağırsakta bulunan melatonin konsantrasyonunun epifiz bezinde bulunan konsantrasyondan 400 kat daha yüksek olması melatonin kaynağı olarak bağırsağı ön plana çıkarmaktadır. Bağırsaktaki bu yüksek konsantrasyon, melatonin üretiminden sorumlu birçok faktörün varlığına işaret etmektedir. Bu faktörlerden biri olarak düşünülen bağırsak mikrobiyotası, bağırsakta yaşayan heterojen bir mikroorganizma topluluğudur. Bağırsak mikrobiyotasının dolaylı olarak melatonin sentezine katılabildiğine dair birçok çalışma bulunmaktadır. Ancak bağırsak mikrobiyotasının doğrudan melatonin üretimine katkısının araştırıldığı çalışmalar çok azdır. Bu tez çalışmasında, bağırsak mikrobiyotasının melatonin sentezi üzerindeki doğrudan etkisinin gösterilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda; melatonin üretiminde yetersiz olduğuna dair literatür kanıtlarının olduğu C57BC/6J ve Balb/c fareleri seçilmiştir. Deney fareleri 7 ve 28 günlük gruplara ayrılmış olup, antibiyotik tedavisi uygulanan ve uygulanmayan olarak kendi içinde gruplandırılmıştır. Çalışmada farelere farklı sürelerde antibiyotik tedavisi uygulanarak bağırsak mikrobiyotaları minimuma indirilmiştir. Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) yöntemi ile farelerin serum, dışkı, bağırsak ve beyin dokusunda bulunan melatonin seviyeleri belirlenmiştir. Antibiyotik tedavisi sonrası farelerin bağırsak mikrobiyotasının minimuma düştüğünün gösterilmesi amacıyla metagenomik analiz çalışması yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda antibiyotik tedavisi uygulanan farelerin serum, dışkı, bağırsak ve beyin dokusunda melatonin seviyesinin uygulanmayan gruba göre azaldığı tespit edilmiş ve bu da mikrobiyotanın melatonin üretimine doğrudan katıldığını göstermektedir. Ancak antibiyotik uygulama sürelerinin melatonin seviyesi üzerinde anlamlı bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir (P>0.05). Elde edilen veriler bağırsak mikrobiyotasının diğer dokulardaki melatonin üretimi üzerinde etkisi olduğunu göstermekte olup, bu doğrultuda yapılacak ileriki çalışmalara örnek olmaktadır.

Abstract:
Melatonin is an indoleamine that can be produced by many tissues and organs and hence have various effects on many physiological processes. The fact that the concentration of melatonin in the intestine is 400 times higher than the concentration in the pineal gland highlights the intestine as a source of melatonin. This high concentration in the gut points to the presence of many factors responsible for melatonin production. Gut microbiota, considered one of these factors, is a heterogeneous community of microorganisms living in the gut. There are many studies known that the gut microbiota can indirectly participate in melatonin synthesis. However, there are very few studies investigating the direct contribution of gut microbiota to melatonin production. In this thesis study, it is aimed to show the direct effect of gut microbiota on melatonin synthesis. In accordance with this purpose, C57BC/6J and Balb/c mice, for which there is literature evidence of deficiencies in melatonin production, were selected. Experimental mice were divided into 7- and 28-day-old groups and grouped as those with or without antibiotic treatment. In the study, mice were treated with antibiotics for different periods of time to minimize their gut microbiota. Melatonin levels in the serum, feces, intestine and brain tissue of mice were determined using the High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) method. A metagenomic analysis study was carried out to show that the gut microbiota of mice was reduced to a minimum after antibiotic treatment. As a result of the studies, it was determined that the melatonin level in the serum, feces, intestine and brain tissue of mice treated with antibiotics decreased compared to the non-treated group, indicating that the microbiota directly participates in melatonin production. However, it was determined that antibiotic application times did not have a significant effect on melatonin level (P>0.05). The data obtained show that the gut microbiota has an effect on melatonin production in other tissues and serves as an example for future studies in this direction.