Diyabetik nöropatili sıçanlarda oksitosin, MESNA ve glutamin' in, nöropati üzerine etkilerinin elektrofizyolojik (EMG) ve histolojik yöntemlerle araştırılması
Electrophysiology (EMG), behavioral, and histological identification of the effects of oxytocin, MESNA, and glutamin in a rat model of STZ-induced diabetic neuropathy
Yazar: OYTUN ERBAŞ
Danışman: PROF. DR. GÖNÜL Ö. PEKER
Ege Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Temel Tıp Bilimleri Bölümü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2012
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetik nöropatiler = Diabetic neuropathies ; Elektroforez = Electrophoresis ; Fibroz = Fibrosis ; Glutamin = Glutamine ; Miyelin kılıfı = Myelin sheath ; Nöropatiler = Neuropathies ; Oksitosin = Oxytocin ; Streptozotosin = Streptozotocin ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç:Diyabetik nöropati diyabetin en sık görülen komplikasyonlarındandır. Hiperglisemiyle ilişkili olduğı gibi kan glukozundan bağımsız olarak da nöropati riski vardır. Oksitosinin bilinen endokrin etkileri dışında olası nöroprotektif etkileri araştırma konudur. MESNA güçlü bir anti oksidandır ve artmış oksidan stresin sorumlu olduğu patolojilerde sitoprotektif olarak kullanılmaktadır ve ayrıca farklı kullanım endikasyonları araştırılmaktadır. Glutaminin, artmış stres sonucu oluşan organ hasarını azaltıcı etkileri uzun zamandır bilinmektedir. Bu çalışmada amaç, streptozosin (STZ) ile induklenen diyabet modelinde gelişen nöropati üzerine oksitosin, MESNA ve glutamin-alanin etkilerini araştırmaktır.Mateyal-Metod:Altı-sekiz haftalık,erkek 48 adet Sprague Dawley sıçanlar kullanılmış, 42 adet sıçana deneysel diyabet, 60 mg/kg STZ tek doz intraperitoneal (i.p.) uygulanarak oluşturuldu.6 sıçan normal kontrol olarak alındı. STZ uygulanan sıçanlarda kırksekiz saat sonra kuyruk veni kanında glukoz düzeyi ölçülüp, 260 mg/dL ve üzerinde olan sıçanlar diyabetik sayılıp, çalışmaya alındı. Diyabetik nöropati gelişmesi için 21 gün beklenen sıçanlara motor güç testi ve EMG yapıldı. EMG ile BKAP kaydedilmiş ve parametreleri hesaplanmıştır. Deney sürecinde sıçanlara insulin verilmedi.Daha sonra 7 gruba ayrılan diyabetik nöropatili (n=6) sıçanlara sırasıyla 40, 80 Ü/Kg oksitosin; 300, 600 mg/kg MESNA; 1, 2 gr/kg glutamin-alanin solusyonu ve izotonik NaCl i.p. olarak 28 gün süre ile uygulandı. 30.günde motor güç testi ve EMG tekrar değerlendirildi.Motor güç testi için eğimli tabla kullanılıp maksimum tırmanabilme açısı tesbit edildi. Çalışmanın sonunda sıçanlar sakrifiye edilip siyatik sinirleri çıkarıldı ve histolojik olarak incelendi.Bulgular:80 Ü/Kg (160 µgr/kg) dozunda oksitosin ve 2 gr/kg dozunda glutamin-alanin solusyonu alan sıçanlar, salin alan kontrol grubu ile karşılaştırıldığında BKAP amplitünde anlamlı artma, BKAP süresinde anlamlı kısalma, histolojik olarak epinöral fibroziste anlamlı azalma ve apoptotik markerlerde immunohistokimyasal anlamlı azalma, NGF ekspresyonunda anlamlı artma izlendi.MESNA 300 ve 600 mg/kg dozunda salin grubu ile karşılaştırıldığında apoptotik göstergeleri azaltsa bile BKAP amplitüdünde, süresinde, motor güçte ve epinöral fibrozis kalınlığında anlamlı fark oluşturmamıştır. Diğer gruplarla karşılaştırıldığında MESNA 300 ve 600 mg/kg dozlarında apoptotik markerlerda sebep olduğu azalmanın diğer tüm gruplardan daha az olduğu görülmektedir.Ayrıca tüm tedavi gruplarının plazma glukozu, salin alan kontrol grubu ile karşılaştırıldığında anlamlı değişiklik olmadığı görülmüştür.Sonuç:80 Ü/Kg (160 µgr/kg) dozunda oksitosin ve 2 gr/kg dozunda glutamin-alanin diyabetik nöropatide anti-apoptotik etkiler göstererek, sinir hasarını önlemiş ve nöropatide düzelme oluşturmuştur. Devam eden çalışmamızda bu etkilerin hücresel alt basmakları aydınlatılmaya çalışılacaktır.Anahtar Kelimeler: Oksitosin, MESNA, glutamin-alanin, EMG, diyabetik nöropati, streptozosin (STZ), myelin, epinöral fibrozis

Abstract:
Objective / Aim:Diabetic neuropathy is a among the most common complications of the disease. Risk of neuropathy independent of blood glucose levels is as frequent as its co-existence with hyperglicemia.Oxytocin?s possible neuroprotective actions have recently been subject to extensive investigations.Having been identified as a potent antioxidant and recognized as an agent for cytoprotection, MESNA is also an agent of interest for other putative indications.Glutamin has long been known and clinically used to antagonize the organ damage due to severe stress.This study aims and hypothesizes to induce diabetes and resultant neuropathy, identify its features by electrophysiology and histology, and then compare the possible favorable effects of oxytocin, MESNA ve glutamin-alanin in reversing those deficiencies in the rat.Material ? Methods:Out of 6-8 weeks old 48 male Sprague Dawley rats, 42 were administered 60 mg/kg STZ, i.p. for induction of diabetes whereas 6 rats were used as naive controls.After 48 hours, blood was drawn from tail veins to determine rats? blood glucose levels (BGL). BGLs measured 260 mg/dL and higher were classified as diabetic.Twenty one days was allowed for induction of diabetic neuropathy after which the rats? gross motor function in grasping and holding tight was assessed by inclined plane, and their compound muscle action potentials (CMAP) were recorded by EMG. No insulin was used during the experiment.Diabetic rats (n=6/group) were then randomly grouped as follows: I) Oxytocin, 40 U/kg, 2) Oxytocin, 80 U/kg, 3) MESNA, 300mg/kg, 4) MESNA, 600mg/kg, 5) Glutamin-alanin, 1gr/kg, 6) Glutamin-alanin, 2gr/kg, and 7) Saline. All agents were administered i.p. once daily for 28 days.Inclined plane and EMG measurements were repeated at day 30. Rats were then sacrificed, their sciatic nerves were disected, processed for various stainings and evaluated by light microscopy.Findings:Oxytocin, 80U/kg and glutamin-alanin, 2gr/kg group compared to saline group showed significant (p=0.002) increase in CMAP amplitude, significant decrease in CMAP duration, significant allevation in epineural fibrosis histologically, significant supression of apoptotic markers and significant overexpression of nerve growth factor (NGF) immunohistologically.MESNA, 600mg/kg and MESNA, 300mg/kg group compared to saline group expressed the least benefit in terms of apoptotic markers. However, there was no significant difference in motor function, EMG (CMAP amplitude, CMAP duration) and epineural fibrosis.On the other hand if we compare the drug injected groups plasma glucose levels with saline injected group plasma glucose levels are not significantly different.Conclusion:80U/kg oxytocin and 2gr/kg glutamin-alanin both provided potent support for preventing apoptosis and resultant neural damage favoring behavioral and electrophysiological parameters.Our on-going study ultimately aims to identify the specific mechanisms and sites of action of these agents, and define the infrastructure and dynamics at the cellular and molecular levels.Keywords: oxytocin, MESNA, glutamin-alanin, EMG, CMAP amplitude, CMAP duration, CMAP latans, inclined plane, diabetic neuropathy, hyperglycemia, streptozosin (STZ), myelin, epineural fibrosis, neurodegeneration, neuroprotection, neurorepair