Monosodyum glutamat ile oluşturulan karaciğer hasarına L-karnitinin yapı ve biyokimyasal düzeydeki etkisi
The structural and biochemical effects of L-carnitine on liver damage induced by monosodium glutamate
Yazar: NESLİHAN ECE ERAYDIN BABEKOĞLU
Danışman: PROF. DR. ALPASLAN GÖKÇİMEN
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Amaç : Bu çalışma gıda katkı maddesi olarak dünyada yaygınca kullanılan monosodyum glutamatın (MSG) karaciğer dokusunda meydana getirebileceği hasarı ve bu hasara karşı antioksidan özelliği olduğu bilinen L-karnitinin olası iyileştirici etkisini incelemek amacıyla yapılmıştır.
Gereç ve Yöntem : Çalışmamızda her grupta 6'şar wistar albino sıçan bulunan 4 grup oluşturulmuştur; Kontrol, MSG, MSG+L-Karnitin, L-Karnitin. Kontrol grubuna 1 ml/kg serum fizyolojik oral olarak verilirken, MSG verilen gruplarda uygulanan doz 4 g/kg olarak, L-Karnitin verilen gruplarda ise doz 200 mg/kg olarak 10 gün boyunca peroral yoldan gavaj ile verilmiştir. Tüm sıçanların 1., 4., 8. günlerde ve deney sonunda vücut ağırlıkları kaydedilmiş olup, kilo değişim yüzdesi hesaplanmıştır. Ayrıca deney sonu karaciğer ağırlıkları ölçülmüştür. Histokimyasal analizler için sıçanların karaciğer doku örneklerinden hazırlanan preparatlara Hematoksilen-Eozin, Masson Trikrom ve Sirius Red boyamaları uygulanmıştır. İmmünohistokimyasal boyama için Nrf2 ve Keap1 antikorları kullanılmıştır. Biyokimyasal analiz olarak serum ALT ve AST seviyeleri, açlık kan glukoz düzeyi, total kolesterol, HDL, LDL ve trigliserid seviyelerinin tespiti yapılmıştır. Ayrıca total protein, GSH, MDA, TAS ve TOS ölçümleri için karaciğer doku örneklerinin homojenizasyonu gerçekleştirilmiştir. TOS düzeylerinin TAS düzeyine oranını gösteren oksidatif stres indeksi (OSI) hesaplaması yapılmıştır.
Bulgular: MSG grubu; kontrol ve L-karnitin gruplarına kıyasla deney sonu vücut ağırlıkları ve ağırlık değişim yüzdelerinde artış göstermiştir. Sadece L-karnitin verilen grup, diğer gruplara göre en düşük ağırlık değişim yüzdesine sahipken, MSG grubunun karaciğer endeks değerleri, kontrol grubuna göre daha düşük bulunmuştur. Histopatolojik analizlerde MSG grubunda hepatositlerde vakuolizasyon, sinüzoidal dilatasyon, vasküler konjesyon artışı, Kupffer hücrelerinde artış ve lökosit infiltrasyonu gözlenmiştir. Masson Trikrom ve Sirius Red boyamalarında kollajen fibrillerin artışı tespit edilmiştir. Nrf2/Keap1'in immünohistokimyasal incelemesinde, MSG grubundaki sıçanlarda Nrf2'nin çekirdekte lokalize olduğu, Keap1'in ise en düşük histoskoru aldığı saptanmıştır. Biyokimyasal analizlerde MSG'nin serum ALT, AST, total kolesterol ve LDL seviyelerini artırdığı, HDL seviyelerini düşürdüğü belirlenmiştir. MSG grubunda GSH seviyelerinin azaldığı, MDA'nın arttığı, TOS ve OSI seviyelerinin en yüksek, TAS seviyelerinin en düşük olduğu görülmüştür. MSG'ye bağlı olarak karaciğer parankimi ve serum analizlerinde tespit ettiğimiz hasarların, MSG'ye eş zamanlı L-karnitin verilen grupta belirgin bir şekilde düzeldiği gözlenmiştir.
Sonuçlar:  Çalışmamız, MSG'nin karaciğer dokusunda oksidatif strese bağlı yapısal hasara neden olduğunu ve L-Karnitin'in antioksidan etkisiyle bu hasarı iyileştirdiğini göstermektedir. L-Karnitin'in Nrf2/Keap1 yolağıyla olan ilişkisinin ayrıntılı bir şekilde ortaya konulması ve MSG'nin organizmada oluşturabileceği değişiklikleri değerlendirebilmek için farklı doz ve sürelerde uygulama yapılacak olan daha fazla in vivo ve in vitro çalışmalara ihtiyaç vardır.

Anahtar kelimler: Monosodyum Glutamat, Karaciğer, L-Karnitin, Oksidatif Stres,  Nrf2/Keap1

Abstract:
Aim of the Study : This study was conducted to investigate the potential damage that monosodium glutamate (MSG), widely used as a food additive worldwide, may cause in liver tissue, and to examine the possible therapeutic effects of L-carnitine, known for its antioxidant properties, against this damage.
Materials and Methods: In our study, 4 groups were formed, each containing 6 Wistar albino rats; Control, MSG, MSG+L-Carnitine, L-Carnitine. While 1 ml/kg of saline solution was orally administered to the Control group, the dose applied in the MSG-treated groups was 4 g/kg, and in the L-Carnitine-treated groups, the dose was 200 mg/kg, given via oral gavage for 10 days. The body weights of all rats were recorded on the 1st, 4th, 8th days, and at the end of the experiment, and the percentage of weight change was calculated. Additionally, liver weights were measured at the end of the experiment. Hematoxylin-Eosin, Masson Trichrome, and Sirius Red stains were applied to the liver tissue samples prepared for histochmical analyses. Nrf2 and Keap1 antibodies were used for immunohistochemical staining. Biochemical analysis included the determination of serum ALT and AST levels, fasting blood glucose level, total cholesterol, HDL, LDL, and triglyceride levels. Furthermore, homogenization of liver tissue samples was performed for the measurement of total protein, GSH, MDA, TAS, and TOS. The calculation of the oxidative stress index (OSI), indicating the ratio of TOS levels to TAS levels, was also carried out.
Results: The MSG group exhibited an increase in body weights and weight change percentages at the end of the experiment compared to the control and L-carnitine groups. While the group given only L-carnitine had the lowest weight change percentage among the groups, the liver index values of the MSG group were found to be lower than those of the control group. Histopathological analyses in the MSG group revealed hepatocellular vacuolization, sinusoidal dilatation, increased vascular congestion, elevated Kupffer cells, and leukocyte infiltration. Increased collagen fibrils were observed in Masson Trichrome and Sirius Red stains. Immunohistochemical examination of Nrf2/Keap1 showed that Nrf2 was predominantly localized in the nucleus in rats from the MSG group, and Keap1 received the lowest histoscore. Biochemical analyses indicated that MSG increased serum ALT, AST, total cholesterol, and LDL levels while decreasing HDL levels. In the MSG group, decreased GSH levels, increased MDA levels, and the highest TOS and OSI levels, along with the lowest TAS levels, were observed. The damage identified in liver parenchyma and serum analyses associated with MSG was significantly improved in the group simultaneously given MSG and L-carnitine.
Conclusion: Our study demonstrates that MSG induces oxidative stress-related structural damage in liver tissue, and this damage is mitigated by the antioxidant effect of L-Carnitine. Further in vivo and in vitro studies with varying doses and durations are needed to elucidate the detailed relationship between L-Carnitine and the Nrf2/Keap1 pathway and to evaluate the changes MSG may induce in the organism.

Keywords: Monosodium Glutamate, Liver, L-Carnitine, Oxidative Stress, Nrf2/Keap1