Obezite ve egzersize bağlı olarak beyinde meydana gelen fizyopatolojik değişikliklerin araştırılması
Investigation of physiopathological changes caused by obesity and exercise in the brain
Yazar: ZÜBEYDE ERCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMİNE KAÇAR
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Beyin = Brain ; Davranış = Behavior ; Egzersiz = Exercise ; Fizyoloji = Physiology ; Nörotransmitter ajanlar = Neurotransmitter agents ; Obezite = Obesity ; Obezite-morbid = Obesity-morbid

Özet:
Bu çalışmada, diyet indüklü obezite ve egzersiz ile beyinde enerji metabolizması ile doğrudan veya dolaylı olarak ilgisi olduğu kabul edilen nörotransmitterler ve nöropeptitler ve bunlara ait reseptörlere ilişkin gen ifadelerindeki değişiklikler araştırılmıştır. Yapılan davranış testleriyle de obezite ve egzersizin kognitif, afektif ve seksüel işlevler üzerindeki etkileri gözlenmiştir. Böylelikle obezite ve egzersizin etkilerinin altında yatan hücresel mekanizmaların aydınlatılmasına yönelik çalışmaların yapılması amaçlanmıştır.
Çalışmada 40 adet erkek Sprague-Dawley türü sıçan sütten kesildikten sonra her grupta 10 hayvan olacak şekilde rastgele 4 gruba ayrılmıştır: Grup I (Kontrol), Grup II (koşubandında egzersiz yaptırılan grup), Grup III (diyet indüklü obezite oluşturulan grup) ve Grup IV (egzersiz yaptırılan ve obezite oluşturulan grup). Obezite modeli için yağdan zengin diyet uygulanmıştır. Tüm gruplara çalışma süresince belli peryotlarda davranış testleri uygulanmıştır. Çalışmanın sonunda, hayvanlardan biyokimyasal analiz için kan örnekleri, immünofloresan ve gen ifadesi analizi için de beyin örnekleri alınmıştır. Hipotalamusun arkuat nükleusunda (ARC) kisspeptin ekspresyonları immünofloresan yöntemle incelenmiştir. Ayrıca hipotalamus, hipokampüs, prefrontal korteks ve corpus striatum bölgelerinde obezite ve egzersizle ilişkili gen ifadeleri Gerçek Zamanlı Polimeraz Zincir Reaksiyonu yöntemiyle (RT-PCR) analiz edilmiştir. 
Yapılan davranış test sonuçlarına bakıldığında genel olarak yüksek yağlı diyet indüklü obez grupta öğrenme güçlükleri ile anksiyete ve depresyon semptomlarının diğer gruplara kıyasla arttığı gözlenmiştir. Cinsel davranış test sonuçlarına göre ise obez grupta cinsel performansın belirgin düzeyde azaldığı görülmüştür. Bu hayvanlara egzersiz yaptırıldığında semptomların gerilediği gözlenmiştir. Bu çalışmada ilk kez gerçekleştirilen arkuat nükleusta kisspeptin ekspresyonlarındaki değişimler ve gen ifadesi analiziyle ortaya konulan sonuçlar davranış testleriyle gösterilen etkilerin altında yatan mekanizmaları açıklayıcı niteliktedir. Sonuç olarak obezite ve egzersizin afektif, kognitif ve cinsel işlevlerdeki etkileri, yapılan biyokimyasal, gen analizi ve immünohistokimyasal çalışmaların neticesinde beyinde hücresel ve moleküler düzeyde meydana gelen değişiklikler ile açıklanmaya çalışılmıştır.

Abstract:
In this study, changes by diet-induced obesity and exercise in gene expression of neurotransmitters and neuropeptides and their receptors, which are considered to be directly or indirectly related to energy metabolism in the brain, have been investigated. Through the behavioral tests, the effects of obesity and exercise on cognitive, affective and sexual functions were observed. Thus, it is aimed to elucidate the cellular mechanisms that underlie the effects of obesity and exercise.
In the study, 40 male Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups with 10 animals in each group after they were weaned: Group I (Control), Group II (exercise trained with motorize treadmill), Group III (diet-induced obesity) and Group IV (diet induced obesity and exercise trained group). For the obesity model fat-rich diet were applied. Behavioral tests were applied to all groups during certain periods during the study. At the end of the study, blood samples were taken from the animals for biochemical analysis, and brain samples were taken for immunofluorescence and gene expression analysis. Expression of kisspeptin in the arcuate nucleus (ARC) of the hypothalamus was examined with immunofluorescence method. In addition, obesity and exercise-related gene expressions in the hypothalamus, hippocampus, prefrontal cortex and corpus striatum regions were analyzed with Real Time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR).
The behavioral test results showed that anxiety and depression symptoms generally increased in the high fat diet induced obese group compared to the other groups. Sexual behavior test results showed that sexual performance decreased significantly in the obese group. It has been observed that when these animals are exercised, their symptoms are delayed. Changes in the expression of kisspeptin in the arcuate nucleus for the first time in this study and the results revealed by gene expression analysis are explanatory of the mechanisms underlying the behavioral tests. In conclusion, the effects of obesity and exercise on affective, cognitive and sexual functions have been explained with biochemical, gene analysis and immunohistochemical studies in the brain by the changes at the cellular and molecular level.