Deneysel beyin hasarında hipokampal hücrelerde apopitoz, kalsiyum sinyali ve kaspaz üzerine Melatonin'in etkileri
Melatonin reduces oxidative stress, apoptosis and ca2+ entry in hippocampus of experimental traumatic brain injury
Yazar: VEHBİ YÜRÜKER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NİLGÜN ŞENOL ; PROF. DR. MUSTAFA NAZIROĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Cerrahi Tıp Bilimleri Bölümü / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Beyin yaralanmaları = Brain injury ; Kalsiyum kanalları = Calcium channels ; Kaspazlar = Caspases ; Melastatin = Melastatin ; Melatonin = Melatonin ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Deneysel Beyin Hasarında Hipokampal Hücrelerde Apopitoz, Kalsiyum Sinyali ve Kaspaz Üzerine Melatonin'in Etkileri
Melatonin çok etkili bir reaktif oksijen türleri (ROT) tutucu antioksidandır ve aynı zamanda serbest radikaller ile doğrudan reaksiyonu girer. Travmatik beyin hasarı (TBI) ile indüklenen Ca+2 girişinin insan hipokampus fonksiyonu üzerinde olumsuz etkileri olmuştur. TRPM2, hipokampal nöronlarda da tanımlanan seçici olmayan bir Ca+2 geçirgen kanaldır. Bununla birlikte, oksidatif stresste TRPM2 kanallarının aktivasyonu hücre ölümüyle ilişkilendirilmiştir. TBH'da oksidatif stresin önemine rağmen, apopitoz üzerindeki rolü, Ca+2 girişi ve TBH'da TRPM2'nin modülasyonu tam anlaşılamamıştır. Bu nedenle, TBH uygulanmış ratların hipokampus nöronlarında melatoninin apopitoz, oksidatif stress ve TRPM2 kanal aktivitesine etkilerini test ettik. 
Otuz altı sıçan, dört gruba ayrıldı. Birinci ve ikinci gruplar, sırasıyla, kontrol ve melatonin grupları olarak kullanıldı. KT ve KT + melatonin uygulanan ratlar sırasıyla üçüncü ve dördüncü grubunu oluşturdu. Melatonin, ikinci ve dördüncü gruptaki hayvanlara KT'sından 1 saat sonra verildi. Her dört gruptaki ratların hipokampal nöronları hızlıca izole edildi ve 30 dakika içinde özgün olmayan TRPM2 kanal blokörü (2-APB ) ile inkübe edildi, cumene hidroperoksid ile stimüle edildi.
Kaspaz-2, kaspaz-9, apopitoz, hücre içi ROT ürünleri, mitokondrial depolarizasyon ve hücreiçi serbest Ca+2 ([Ca+2]i) değerleri TBH grubunda yüksek bulundu, buna karşın TBH+MEL grubunda değerler düşük bulundu. Aynı zamanda [Ca+2]i) konsantrasyonu 2-ABP ile inkübe edilen dört grupta da düştü.
Sonuç olarak, deneysel TBH'ı modeli ile TRPM2 kanallarından Ca2+ girişine bağlı hücre ölümü uyarılmıştır. Melatoninin nöroprotektif aktivitesi, ön tedavide verilmesi ile kanal aktivitesinin negatif modüle edilerek oksidatif stress, apopitoz ve TRPM2 kanalları üzerinden Ca+2 girişinin sağlanması ile açıklanabilir.

Anahtar Kelimeler: Apopitoz; Ca2+ girişi; TRPM2 kanalları; Melatonin; Travmatik 
                       Beyin Hasarı; Oksidatif stress.

Abstract:
Melatonin Reduces Oxidative Stress, Apoptosis and Ca2+ Entry in Hippocampus of Experimental Traumatic Brain Injury
Melatonin is very effective reactive oxygen species (ROS) scavenger antioxidant, andalso acts through a direct reaction with free radicals. Ca2+ entry induced by traumatic brain injury (TBI) has been deleterious effects on function of hippocampus in human. Transient receptor potential melastatin type 2 (TRPM2) is a Ca2+ permeable non-selective channel expressed in hippocampal neurons. Moreover, activation of TRPM2 during oxidative stress has been linked to cell death. Despite the importance of oxidative stress in TBI, its role in on apoptosis, Ca2+ entry and TRPM2 modulation is poorly understood in TBI. Therefore, we tested the effects of melatonin on apoptosis, oxidative stress and TRPM2 channel activity in the hippocampal neuron of TBI-induced rats. 
Thirty-eight rats were divided into four groups. First and second groups were used as control and melatonin groups, respectively. TBI and TBI+melatonin were induced to rats constituting third and fourth groups, respectively. The melatonin was given to animals in second and forth groups at 1 hr after brain trauma. Hippocampal neurons were freshly isolated from rats of four groups and the neurons were also incubated for 30 min with non-specific TRPM2 channel blocker (2-aminoethyl diphenylborinate, 2-APB) and then they were stimulated by cumene hydroperoxide. 
Caspase-3, caspase-9, apoptosis, intracellular ROS production, mitochondrial depolarization and intracellular free Ca2+ ([Ca²⁺](i)) values were high in the TBI group, although the values were low in TBI+melatonin group. The [Ca²⁺](i) concentration was also decreased in the four groups by 2-APB incubations. 
In conclusion, in our TBI experimental model, TRPM2 channels are involved in the Ca2+ entry-induced neuronal death and negative modulation of this channel activity by melatonin pretreatment may account for their neuroprotective activity against oxidative stress, apoptosis and Ca2+ entry via TRPM2 channels. 

Keywords: Apopitosis; Ca2+ entry; TRPM2 channels; Melatonin; Traumatic brain  
                    injury, Oxidative stress