Cıva toksisitesine bağlı nöronal hücre ölümüne metformin ve kafeinin etkisi
The effect of metformin and caffeine on mercury-induced neuronal cell death
Yazar: DAMLA KARAKISA
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE BAŞAK ENGİN
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Cıva = Mercury ; Cıva zehirlenmesi = Mercury poisoning ; Hücre ölümü = Cell death ; Kafein = Caffeine ; Metformin = Metformin ; Nöronlar = Neurons ; Toksisite = Toxicity

Özet:
Cıva bileşikleri insanların sıklıkla maruz kaldığı çevresel kirleticilerdir. Cıvanın nörotoksik etkileri iyi bilinmesine rağmen mekanizması halen tartışmalıdır. Cıva maruziyeti ile meydana gelen oksidatif streste adenozin mono-fosfatla aktive protein kinaz (AMPK)'nın redoks düzenlemesi yaparak nöron hasarını önlediği ileri sürülmektedir.  Bu çalışmanın amacı; farklı konsantrasyonlarda cıvaya maruz kalan SH-SY5Y insan nöroblastoma hücrelerinin nitrik oksit ve oksidatif stres düzeyleri ile hücre canlılığındaki değişikliklere AMPK aktivatörü metformin ile adenozin 2A reseptör antagonisti kafeinin etkilerini incelemektir. Farklı dozlarda cıva klorürün ve metil cıva klorürün metformin ve kafein ile ayrı ayrı veya birlikte farklı maruziyet sürelerinde SH-SY5Y dopaminerjik hücre hattı kültüründe hücre canlılığına etkisi MTT ile tayin edildi. Nitrit ve nitrat miktarı Griess yöntemi ile ölçüldü ve oksidatif stres düzeyleri hesaplandı. Bizim çalışmamızda, inorganik ve organik cıva maruziyetinin mitokondriyal oksidatif strese yol açtığı tespit edildi. Her iki cıva bileşiği de tedavi dozlarında metforminin nöron koruyucu etkisini ikinci hücre siklusunda ortadan kaldırmaktadır. Bu etkinin büyük olasılıkla AMPK aracılı geç oksidatif strese bağlı hücre ölümü ile sonuçlandığı düşünülmektedir. Cıvaya maruz kalan SH-SY5Y hücrelerinde kafein antioksidan kapasiteyi destekleyerek hücre canlılığını artırdı. Bu etki inorganik cıva ile çok daha belirgindir. Sonuç olarak, SH-SY5Y hücrelerinde inorganik ve organik cıva maruziyeti sonrasında metforminin aksine, kafeinin nöral hücreler üzerinde koruyucu etkisi bulunduğu tespit edilmiştir. Bu etkinin nöron içerisine sistein alımıyla nöronal antioksidan kapasitenin artmasına veya NMDA reseptörünün blokajına bağlı olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Mercury compounds are ubiquitous environmental pollutants that human are frequently exposed to. Although the neurotoxic effect of mercury is well known, the mechanism is still controversial. It is suggested that redox down-regulation by adenosine monophosphate activated protein kinase (AMPK) prevents the oxidative stress-mediated neuronal damage due to mercury exposure. The aim of this study was to investigate the effects of AMPK activator, metformin and adenosine 2A receptor antagonist caffeine on SH-SY5Y human neuroblastoma cells' nitric oxide levels, oxidative stress and viability altered by the various concentrations of mercury. The cell viability was assessed by MTT assay on SH-SY5Y dopaminergic cell line exposed to various concentrations of mercury chloride and methyl mercury chloride with or without metformin or caffeine at different time periods. Nitrite and nitrate was measured by Griess method and oxidative stress was calculated. In this study, we found that inorganic and organic mercury exposure caused mitochondrial oxidative stress. Both of the mercury compounds diminished the neuroprotective effect of therapeutical doses of metformin at second cell cycle. Thereby, AMPK-induced late oxidative stress may lead to cells death. Caffeine was supported the antioxidant capacity and increased the cell viability of the mercury exposed SH-SY5Y cells. This effect was more pronounced by inorganic mercury. As a conclusion, despite metformin, caffeine has a neuroprotective effect on inorganic and organic mercury exposed SH-SY5Y cells. Virtually, these results may be related to the increased antioxidant capacity via cysteine uptake into the neuronal cells or due to the NMDA receptor blockage.