Deneysel sepsis modeli oluşturulan yavru ratlarda, kuarsetin ve askorbik asit kullanımının enflamatuar sitokinler ve antioksidan belirteçler üzerine etkilerinin karşılaştırılması
Comparison of the effects of quarcetin and ascorbic acid on inflammatory cytokins and antioxidant markers in rats with experimental sepsis model
Yazar: EMİNE UFUK BOZKURT
Danışman: DOÇ. DR. MELTEM EROL
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Bağcılar Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Askorbik asit = Ascorbic acid ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kuersetin = Quercetin ; Sepsis = Sepsis ; Sitokinler = Cytokines ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç: Sepsis, mikrobiyal bir hasara yanıt olarak oluşan, vücudun yarattığı şiddetli enfeksiyon ile ilişkili oksidatif stres ve enflamasyonun birlikte karakterize olduğu kompleks bir klinik tablodur. Gram negatif bakterilerin hücre zarı bileşeni olan lipopolisakkaritler (LPS), endotoksin özelliği ile sepsiste önemli bir patojenik faktördür. Deney hayvanlarında sepsis modeli için LPS enjeksiyonuyla, sepsisin klinik özelliklerini taklit eden sistemik inflamasyon indüklenir. Sepsiste mortaliteyi azaltacak antioksidan ve antieflamatuar mekanizma üzerine arttırıcı etkisi olan tedavilerin arayışı hala sürmektedir. Son yıllarda yaygın kullanılan askorbik asitin immün sistem üzerine olumlu etkisi, inflamatuar sitokinlerin üretimini azalttığı ve antioksidan etkisi bilinmektedir. Ancak günümüzde literatürde bitkisel bir flavinoid olan kuarsetinin sepsis üzerine antienflamatuar ve antioksidan etkisini araştıran çok az çalışma vardır. Çalışmamızda amacımız yavru ratlarda oluşturulan sepsis modeli üzerinden, kuarsetinin ve askorbik asitin antienflamatuvar ve antioksidan etkinliğini saptamak, serum enflamatuar sitokinleri olan interlökin-1beta (IL-1beta), interlökin-6(IL-6), Tümör nekrozis faktör-alfa (TNF-alfa), C-reaktif protein (CRP) ve serum antioksidan belirteçleri olan katalaz (CAT), süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GPx), glutatyon s transferaz (GST) üzerindeki etkilerini incelemektir.
Materyal ve metod: Yirmibir günlük, emzirme dönemini yeni bitirmiş 28 yavru rat, dört eşit gruba ayrıldı; 1.grup kontrol grubu, 7 gün boyunca bu grupta herhangi bir ilaç takviyesi almayıp,1ml gavaj yolu ile serum fizyolojik verildi, bu grupta sepsis modeli oluşturulmadı. 2.grup 7 gün boyunca herhangi bir ilaç takviyesi almayıp,1ml gavaj yolu ile serum fizyolojik verildi, 8.gün intraperitonal bakteri LPS (30 mg/kg) enjeksiyonu ile sepsis modeli oluşturuldu. 3.grup 7 gün boyunca gavaj yolu ile kuarsetin (25 mg/kg) takviyesi verilip, 8.gün intraperitonal bakteri LPS (30mg/kg/bw) enjeksiyonu ile sepsis modeli oluşturuldu. 4.grup 7 gün boyunca gavaj yolu ile askorbik asit (200 mg/gün) takviyesi verilip, 8.gün intraperitonal bakteri LPS (30mg/kg/bw) enjeksiyonu ile sepsis modeli oluşturuldu. Kontrol grubu ve LPS ile sepsis modeli oluşturulan diğer 3 gruptan, 24 saat sonra serum da enflamatuar sitokinlerin düzeyleri (IL-1beta, IL-6, TNF-alfa, CRP) ve antioksidan düzeyleri (CAT, GPx, SOD, GST) çalışılmak üzere intrakardiak olarak 5 er cc kan örnekleri alındı,ve sonuçları istatiksel olarak karşılaştırıldı.
Bulgular: Çalışma 11/04/22 – 20/04/22 tarihleri arasında 7'si (%25) Kontrol, 7'si (%25) Sepsis, 7'si (%25) Sepsis+Kuarsetin ve 7'si (%25) Sepsis+Askorbik Asit olmak üzere 4 grup altında 28 toplam hayvan ile yapılmıştır. Kontrol grubunun CRP değerleri, sepsis ve sepsis + askorbik asit gruplarından anlamlı düzeyde düşük saptanmıştır (p<0.05). Sepsis grubunun CRP değerleri, sepsis + kuarsetin grubundan anlamlı düzeyde yüksek saptanmıştır (p<0.05). Sepsis grubunun TNF-alfa değerleri, kontrol ve sepsis + kuarsetin gruplarından anlamlı düzeyde yüksek saptanmıştır(p<0.05). Kontrol grubunun IL-1beta değerleri, sepsis ve sepsis + askorbik asit gruplarından istatistiksel olarak anlamlı düzeyde düşük bulunmuştur (p<0.05). Sepsis grubunun IL-1beta değerleri, sepsis + kuarsetin ve sepsis+ askorbik asit gruplarından istatistiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek bulunmuştur (p<0.05). Kontrol grubunun IL-6 değerleri, sepsis ve sepsis + askorbik asit gruplarından istatistiksel olarak anlamlı düzeyde düşük bulunmuştur (p<0.05). Sepsis grubunun IL-6 değerleri, sepsis + kuarsetin grubundan istatistiksel olarak anlamlı düzeyde yüksek bulunmuştur (p<0.05). Sepsis grubunun CAT değerleri, kontrol, sepsis + kuarsetin ve sepsis+ askorbik asit gruplarından anlamlı düzeyde düşük bulunmuştur (p<0.05) Kontrol grubunun SOD değerleri, sepsis ve sepsis + kuarsetin gruplarından anlamlı düzeyde yüksek saptanmıştır (p<0.05). Sepsis + askorbik asit grubunun SOD değerleri, sepsis ve sepsis + kuarsetin gruplarından düzeyde yüksek saptanmıştır (p<0.05). Sepsis grubunun GPx değerleri, kontrol ve sepsis + askorbik asit gruplarından anlamlı düzeyde düşük saptanmıştır (p<0.05). Gruplar arasında GST değerlerinde anlamlı bir farklılık görülmemiştir (p>0.05).
Sonuç: Çalışmamızda, intaperitoneal LPS uygulanarak sepsis oluşturulmuş ratlarda, kuarsetin ve askorbik asitin biyobelirteçler üzerinde etkileri değerlendirildi. Her iki antioksidan molekülün, güçlü antienflamatuar ve antioksidan etkileri olduğu gözlenmiştir. Septiste en etkin sitokinler olan IL1-beta, IL-6, TNF-alfa ve CRP düzeylerinde, kuarsetin ve askorbik asit verilmiş septik deneklerin serum örneklerinde herhangi bir takviye almamış septik deneklere göre anlamlı derecede düşüş kaydedildi. Her iki molekülün de sepsis ile azalan antioksidan aktiviteyi artırdığı görüldü. Kendi aralarında karşılaştırma yapıldığında ise istatiksel açıdan antienflamatuar özellikleri ve antioksidan etkileri arasında anlamlı bir fark bulunamadı.
Anahtar kelimeler: antioksidanlar, askorbik asit, kuarsetin, sepsis, sitokinler, yavru ratlar

Abstract:
Aim: Sepsis is a complex clinical picture that occurs in response to a microbial injury and is characterized by severe infection of the body, associated with oxidative stress and inflammation. Lipopolysaccharides (LPS), which are cell membrane components of gram-negative bacteria, are an important pathogenic factor in sepsis with their endotoxin properties. Injection of LPS for the sepsis model in experimental animals induces systemic inflammation that mimics the clinical features of sepsis. The search for treatments that have an enhancing effect on the antioxidant and anti-inflammatory mechanism that will reduce mortality in sepsis is still ongoing. It is known that ascorbic acid, which has been widely used in recent years, has a positive effect on the immune system, reduces the production of inflammatory cytokines and has an antioxidant effect. However, there are few studies in the literature investigating the anti-inflammatory and antioxidant effects of quercetin, a herbal flavonoid, on sepsis. In our study, our aim was to determine the anti-inflammatory and antioxidant effects of quercetin and ascorbic acid through the sepsis model created in juvenile rats, and to determine the serum inflammatory cytokines interleukin-1beta (IL-1beta), interleukin-6(IL-6), Tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha).), C-reactive protein (CRP) and serum antioxidant markers catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), glutathione s transferase (GST) to examine their effects.
Materials and Methods: Twenty-one-day-old, 28 puppies that have just completed the lactation period were divided into four equal groups; The 1st group control group did not take any drug supplement in this group for 7 days, and 1 ml of saline was given by gavage, no sepsis model was created in this group. The second group did not take any drug supplements for 7 days, 1 ml of saline was given by gavage, and a sepsis model was created with intraperitoneal bacterial LPS (30 mg/kg) injection on the 8th day. In the third group, quercetin (25 mg/kg) supplementation was given by gavage for 7 days, and a sepsis model was created by intraperitoneal bacterial LPS (30mg/kg/bw) injection on the 8th day. Group 4 was given ascorbic acid (200 mg/day) supplementation by gavage for 7 days, and a sepsis model was created by intraperitoneal bacterial LPS (30mg/kg/bw) injection on the 8th day. After 24 hours, the levels of inflammatory cytokines (IL-1beta, IL-6, TNF-alpha, CRP) and antioxidant levels (CAT, GPx, SOD, GST) in the serum were studied in the control group and the other 3 groups in which a sepsis model was created with LPS. 5 cc blood samples were taken for each, and the results were compared statistically.
Results: Study between 11/04/22 – 20/04/22 7 (25%) Control, 7 (25%) Sepsis, 7 (25%) Sepsis+Quarcetin and 7 (%) 25) It was done with 28 total animals under 4 groups as Sepsis+Ascorbic Acid. The CRP values of the control group were significantly lower than those of the sepsis and sepsis + ascorbic acid groups (p<0.05). The CRP values of the sepsis group were significantly higher than the sepsis + quercetin group (p<0.05). TNF-alpha values of the sepsis group were significantly higher than the control and sepsis + quercetin groups (p<0.05). IL-1beta values of the control group, sepsis and sepsis + It was found to be statistically significantly lower than the ascorbic acid groups (p<0.05). IL-1beta values of the sepsis group, sepsis + quercetin and sepsis+ It was found to be statistically significantly higher than the ascorbic acid groups (p<0.05). IL-6 values of the control group, sepsis and sepsis + It was found to be statistically significantly lower than the ascorbic acid groups (p<0.05). IL-6 values of the sepsis group were statistically significantly higher than the sepsis + quercetin group (p<0.05). The CAT values of the sepsis group were significantly lower than the control, sepsis + quercetin and sepsis + ascorbic acid groups (p<0.05) The SOD values of the control group were found to be significantly higher than the sepsis and sepsis + quercetin groups (p<0.05). The SOD values of the sepsis + ascorbic acid group were higher than those of the sepsis and sepsis + quercetin groups (p<0.05). The GPx values of the sepsis group were significantly lower than the control and sepsis + ascorbic acid groups (p<0.05). There was no significant difference in GST values between the groups (p>0.05).
Conclusion: In our study, the effects of quercetin and ascorbic acid on biomarkers were evaluated in rats with sepsis by applying intraperitoneal LPS. Both antioxidant molecules have been observed to have strong anti-inflammatory and antioxidant effects. IL1-beta, IL-6, TNF-alpha and CRP levels, which are the most effective cytokines in septic disease, were significantly decreased in the serum samples of the septic subjects given quercetin and ascorbic acid compared to the septic subjects who did not receive any supplementation. It was observed that both molecules increased the antioxidant activity, which decreased with sepsis. When they were compared among themselves, no statistically significant difference was found between their anti-inflammatory properties and antioxidant effects.
Key words: antioxidants, ascorbic acid, quercetin, sepsis, cytokines, baby rats