Hipotiroidi oluşturulan adölesan sıçanlarda yüksek şiddetli aralıklı egzersizin kognitif fonksiyonlar üzerine etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effects of HIIT on cognitive functions in adolescent hypothyroid rats
Yazar: ERHAN CANER AKKAYA
Danışman: PROF. DR. BERKANT MUAMMER KAYATEKİN ; PROF. DR. AYFER DAYI
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Biliş = Cognition ; Bilişsel işlevler = Cognitive functions ; Egzersiz = Exercise ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Hipotiroidizm = Hypothyroidism ; Sıçanlar = Rats ; Tiroid hastalıkları = Thyroid diseases

Özet:
Beyin, tiroit hormonlarının en önemli hedef organlarından biridir. Bu nedenle hipotiroidi önemli kognitif fonksiyon kayıplarına neden olabilmektedir. Tiroit hormon replasmanı, kognitif fonksiyon kayıplarında iyileşme sağlasa da tam bir iyileşme olmadığını gösteren çalışmalar mevcuttur. Günümüzde düzenli fiziksel aktivitenin kognitif fonksiyonlar üzerinde olumlu etkilerini gösteren birçok çalışma mevcuttur. Ancak fiziksel egzersizin beyinde tiroit hormon eksikliği şartlarındaki etkilerine dair bilgiler kısıtlıdır. Bu çalışmanın amacı, yüksek şiddetli aralıklı antrenman (HIIT) uygulamasının hipotiroidizmde kognitif fonksiyonlar üzerine etkisinin değerlendirilmesidir.
Bu çalışmada toplam 35 adet 6 haftalık sağlıklı erkek Sprague Dawley ırkı sıçanlar kullanılmıştır. Denekler rastgele kontrol, PTU, PTU+T3, PTU+HIIT ve PTU+T3+HIIT olmak üzere 5 gruba ayrılmıştır. Kontrol grubu hariç diğer gruplarda deneysel hipotiroidizm modeli oluşturmak için hayvanlara içme sularına karıştırılmak üzere propiltiourasil (PTU) verilmiştir. PTU+HIIT ve PTU+T3+HIIT gruplarına üçüncü haftanın başından itibaren dört hafta boyunca koşu bandı antrenmanı uygulanmıştır. Antrenman süreci öncesinde ve bitiminde hayvanların egzersiz kapasitesi ölçümleri yapılmıştır. PTU+T3 ve PTU+T3+HIIT gruplarına çalışmanın son iki haftası boyunca günlük intraperitoneal olarak T3 uygulanmıştır. Çalışmanın son haftası davranış testleri uygulanmış olup sonrasında hayvanlar sakrifiye edilmiştir. Tiroit bezleri tartılmıştır. Serumda T3 ve TSH düzeyleri ölçülmüştür. Prefrontal korteks ve hipokampüste BDNF, amiloid beta (1-42) ve TNFα düzeyleri ölçülmüştür.
Çalışmamızda PTU alan grupların vücut ağırlıkları kontrole göre düşük kalmıştır. Anksiyete benzeri davranışlar açısından gruplar arasında anlamlı fark tespit edilmemiştir. Morris yüzme testinde öğrenme deneylerinde T3 alan gruplar ilk günden itibaren platformu daha kısa sürede bulmuştur. PTU+HIIT grubu 4.günde PTU grubuna göre platformu daha kısa sürede bulmuştur. Morris yüzme testinin 5. gününde yapılan bellek deneyinde ve yeni obje tanıma testinde, PTU grubu kontrole göre düşük performans göstermiştir. T3 ve HIIT uygulamaları, bellek performansını kontrol seviyesine getirmiştir. BDNF düzeyleri beyin dokularında anlamlı farklılık göstermemiştir. Amiloid beta (1-42) seviyeleri, hipokampüste PTU grubunda kontrole göre anlamlı olarak artmış olup, T3 ve HIIT uygulamaları amiloid beta (1-42) seviyelerini kontrol seviyesine getirmiştir. Hipokampüste TNFα seviyeleri, PTU+HIIT ve PTU+T3+HIIT gruplarında PTU grubuna göre anlamlı olarak düşük tespit edilmiştir. 
Çalışmamızın sonuçları değerlendirildiğinde, hipotiroidi hastalarında düzenli fiziksel egzersizin kognitif fonksiyonları korumada tiroit hormon replasmanına ek olarak potansiyel faydalarının olabileceği düşünülmüştür.

Abstract:
The brain is one of the most important target organs of thyroid hormones. Therefore, hypothyroidism can cause significant cognitive function losses. Although thyroid hormone replacement provides improvement in cognitive function losses, there are studies showing that there is no complete recovery. Today, there are many studies showing the positive effects of regular physical activity on cognitive functions. However, information on the effects of physical exercise in conditions of thyroid hormone deficiency in the brain is limited. The aim of this study is to evaluate the effect of HIIT as a training model on cognitive functions in hypothyroidism.
A total of 35 healthy 6-week-old male Sprague Dawley rats were used in this study. The subjects were randomly divided into 5 groups as control, PTU, PTU+T3, PTU+HIIT and PTU+T3+HIIT. Except for the control group, PTU was given to the animals to be mixed in their drinking water to create an experimental hypothyroidism model in the other groups. Treadmill training was applied to the PTU+HIIT and PTU+T3+HIIT groups for four weeks from the beginning of the third week. Before and after the training process, the exercise capacity measurements of the animals were made. T3 was administered intraperitoneally daily to the PTU+T3 and PTU+T3+HIIT groups during the last two weeks of the study. Behavioral tests were applied in the last week of the study, after which the animals were sacrificed. The thyroid glands were weighed. T3 and TSH levels were measured in serum. BDNF, amyloid beta (1-42) and TNFα levels were measured in the prefrontal cortex and hippocampus.
In our study, the body weights of the groups receiving PTU remained lower than the control group. There was no significant difference between the groups in terms of anxiety-like behaviors. In the Morris swimming test, the groups that received T3 in learning experiments found the platform in a shorter time from the first day. The PTU+HIIT group found the platform in a shorter time than the PTU group on the 4th day. In the new object recognition test and the memory test performed on the 5th day of the Morris swimming test, the PTU group performed poorly compared to the control. T3 replacement and HIIT have brought memory performance to the level of control. BDNF levels did not differ significantly in brain tissues. Amyloid beta (1-42) levels were significantly increased in the hippocampus PTU group compared to the control group, and T3 replacement and HIIT brought amyloid beta (1-42) levels to the control level. TNFα levels in the hippocampus were found to be significantly lower in the PTU+HIIT and PTU+T3+HIIT groups compared to the PTU group.
Considering the results of our study, it was thought that regular physical exercise may have potential benefits in addition to thyroid hormone replacement in preserving cognitive functions in hypothyroid patients.