Sıçan beyninde aralıklı açlık dıyeti ve/veya aerobik egzersizin astrosit kaynaklı TGF beta üzerinden bilişsel ve davranışsal performansa etkilerinin incelenmesi
Examination of the effects of intermittent fasting diet and/or aerobic exercise on cognitive and behavioral performance via astrocyte-derived TGF beta in the rat brain
Yazar: SEMİH ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM YILMAZ
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology ; Psikoloji = Psychology

Özet:
Aralıklı açlık diyeti (AAD) günün belli bir zamanında yeteri kadar besin alıp, geri kalan zamanda besin almama prensibiyle çeşitli metabolik ve endokrin yolları uyaran bir diyettir. Literatürde diyet ve egzersizin vücutta inflamasyonu azalttığı ve hücre yenilenmesini desteklediği bilinmektedir, ancak hipokampus ve motor korteks nöronlarında bu konudaki bilgiler sınırlıdır. Amaç: Wistar albino sıçanlarda (n: 40) AAD ve/ veya AE'in hipokampuste ve motor kortekste TGF beta reseptör ekspresyonunun bilişsel ve davranışsal testlerde gösterdikleri performans ile ilişkisinin incelenmesidir. Kontrol, AE, AAD ve AAD+AE olmak üzere 4 grupta karşılaştırmalı olarak histokimyasal ve biyokimyasal yöntemler uygulanmıştır. AAD uygulayan gruplar 9 saat sınırsız yemeğe ulaşırken, diğerleri ad libitum beslenmiştir. AE grubunda ise haftanın 5 günü, 40 dak/gün yüzme egzersizi uygulanmıştır. Hipokampüs ve motor alanlarda TGF beta ekspresyonu değişikliklerinin yeni nesne tanıma testi ve açık alan testi ile davranışsal değerlendirilmesinin ilişkisine bakılmıştır. Beyin TGF Beta düzeyleri, aralıklı oruç (IF) grubunda kontrol grubuna kıyasla anlamlı şekilde daha yüksektir (p < 0.05). Ayrıca, IF grubunun bilişsel ve davranışsal testlerdeki performans analizi, kaygı seviyesinin belirgin şekilde daha düşük olduğunu ve kontrol grubuna göre anlamlı şekilde daha iyi öğrenme davranışı sergilediğini göstermiştir (p < 0.05). Aerobik egzersiz (AE) grubundaki vücut ağırlıklarının tekrar ölçümleri, kontrol grubuna göre anlamlı şekilde daha yüksektir (p < 0.05). Gruplar arasındaki beyin/beyin kütle indeksi karşılaştırmaları ise anlamlı bir fark göstermemiştir (p > 0.05). Egzersiz sonrası ölçülen neredeyse tüm glikoz düzeyleri anlamlı şekilde farklı bulunmuştur (p < 0.05).
Anahtar Kelimeler: transforming büyüme faktörü; beyin; aerobik egzersiz; aralıklı açlık diyeti; davranış deneyleri

Abstract:
Intermittent fasting(IF) stimulates both metabolic, endocrine pathways. Previous literature reveals diet and exercise reduce inflammation and support cellular regeneration. This ongoing study aims to explain the relationship between behavioral tests and TGF Beta expression alterations during IF/AE in the brain. 
Methods: Wistar albino rats(n: 40) were divided into  control, AE and IF groups.  While IF groups had access to unlimited food for 9 hours and then fed ad libitum;  AE groups were subjected to swimming exercise for 40 min/5 days per 6 weeks. Body, organ weights, glucose levels have been recorded throughout whole experimentation. To compare neuronal alterations of TGF Beta receptor expression in AE, ELISA tests were applied. Cognitive/behavioral performance tests  were also applied. 
Brain TGF Beta levels of the IF group were significantly higher compared to the controls(p<0.05). Additionally, performance analysis in cognitive and behavioral tests for IF exhibited less anxiety significantly and demonstrated significantly better learning behavior compared to the controls(p<0.05). Repeated measures of body weights in the AE group were significantly higher than controls (p<0.05). Intergroup comparisons of brain/brain-mass index revealed no significant difference (p>0.05). Almost all glucose levels after exercise were found to be significantly different(p<0.05).
Results of this ongoing master degree thesis is valuable due to the reason that the effects of IF and AE on neuronal regeneration and neuroprotection in rat brain has been evaluated as well as cognitive/behavioral performance tests and TGF beta expression simultaneously for the first time in the literature. Not only it helps to fulfill the knowledge gap in educational and psychological research, but also relevant biological information about closely interconnected cortical and subcortical areas are demonstrated. The study has also the potential to contribute to public health as it deals with the type of a  diet that may be beneficial for public health.
Çalışmada, sıçanlarda AAD ve/veya AE'nin hipokampüs ve motor korteksteki nöronal yenilenme ve nöroproteksiyon üzerine etkilerini, yeni nesne tanıma testi ve açık alan testi ile TGF beta ekspresyonunu eş zamanlı olarak literatürde ilk kez inceleyecek olması bakımından değerlidir. Bu alandaki bilgi açığını giderecek olmasının yanı sıra aynı zamanda birbiriyle yakından bağlantılı kortikal ve subkortikal alanlarla ilgili bilgileri de birleştirmiştir. Çalışma halk sağlığı açısından yararlı olabilecek bir beslenme şeklini ele aldığından bu alana da katkı sunabilecek potansiyeldedir. 
Keywords; transforming growth factor; brain; aerobic exercise; intermittent fasting