Kardiyovasküler sistemde yaşlanmanın neden olduğu oksidatif ve inflamatuvar stres üzerine metforminin etkilerinin sıçanlarda araştırılması
Investigation of the effects of metformin on oxidative and inflammatory stress caused by aging in the cardiovascular system in rats
Yazar: ÖZGÜR BARIŞ
Danışman: PROF. DR. FERİDE İPEK KOMSUOĞLU ÇELİKYURT
Kocaeli Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Farmasötik Toksikoloji = Pharmaceutical Toxicology ; Geriatri = Geriatrics ; Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi = Thoracic and Cardiovascular Surgery
Dizin: Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kardiyovasküler sistem = Cardiovascular system ; Metformin = Metformin ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sıçanlar = Rats ; Yaşlılar = Aged ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Amaç: Yaşlanma, hücresel fonksiyonlarda ilerleyici düşüş, artan oksidatif zarar ve inflamasyon cevabıyla örüntülüdür. Artan hücre geçirgenliğiyle ekstrasellüler matriks ve intravasküler kan akımı bozulur. Litik aktivitenin artarak endotelyal hasar, trombüs agregasyonu, lökosit göçüne neden olarak, aterosklerotik plak oluşumuna kadar devam eden bu sürecin önlenmesi, kardiyovasküler korunmadaki ana hedeftir. Birçok deneysel hayvan çalışmasında ateroskleroz ile ilişkili yolaklar, insülin direncini önleyen ve inflamasyon kırıcı ilaçlar üzerine yapılan çalışmalar birçok patolojik kaskadı aydınlatmaktadır. Metformin, insülin direnci ve diyabetes mellitusa yönelik bir ilaç olarak geliştirilmişse de, birçok anti-inflamatuvar sürece olumlu katkısını gösteren etkili araştırmalar halen devam etmektedir. Yaşlı sıçanlarda aort ve kalp dokuları üzerinde yapılan bu çalışma ile metforminin anti-aterosklerotik, anti-inflamatuvar özellikleri incelenmiş, metforminin kardiyovasküler hastalıkların gelişimini hücre koruyucu etkisiyle nasıl önleyebileceği çok parametreli analizlerle araştırılmıştır. 
Yöntem: 24 aylık doğal yaşlanmış bir sıçan modeli oluşturuldu. 32 adet Wistar albino erkek sıçan, <8 aylık 16 adet genç ve >24 aylık 16 adet yaşlı olarak eşit 4 gruba ayrıldı. Deney gruplarına 100 mg/kg oral metformin 8 hafta verildi. Oksidatif belirteçlerle inflamatuvar sitokinler, gen ekspresyonu, doku biyokimya, immünohistokimya ve histolojik doku analizleriyle çok parametreli ve karşılaştırmalı olarak incelendi. 
Bulgular: Aort ve kalp dokularında, NF-κB, e-NOS, TGF-β, SOD1 değerleri metformin gruplarında antiinflamatuvar yönde düzelmiş; Ki67 ve PDGFR-β değerleri de metforminin hücre koruyuculuğu lehinde düzelmiş bulundu. İmmünhistokimyasal analizlerle yaşlı metformin gruplarında TNF-α düzeylerinin belirgin azaldığı gösterildi. Histolojik incelemede, yaşlı hayvanlarda görülen senil hücresel bozukluklar ve intimal düzensizliklerin, metformin alan yaşlı sıçanlarda, genç hayvan dokularına benzer şekilde, belirgin olarak düzeldiği ve verilerin mevcut sonuçları desteklediği görüldü.
Sonuçlar:  Yaşlılığa bağlı kardiyovasküler sistem değişikliklerinde, aort ve kalp dokularında metforminin anti-inflamatuvar, anti-oksidan ve sitoprotektif özellikleri hem gen ekspresyonuyla, hem de biyokimyasal ve immünohistokimyasal analizlerle gösterilmiş, histolojik incelemelerle de desteklenerek, metforminin, ateroskleroz ve senil kardiyak patolojilerden koruyucu olduğu öne sürülmüştür.  

Anahtar sözcükler: Ateroskleroz, inflamasyon, metformin, yaşlılık.

Abstract:
Objective: Aging is patterned with progressive decline in cellular function, increased oxidative damage and inflammatory response. With increased cell permeability, the extracellular matrix and intravascular blood flow are impaired. The main goal in cardiovascular protection is to prevent the process that continues until the formation of atherosclerotic plaque by increasing lytic activity, causing endothelial damage, thrombus aggregation, and leukocyte migration. In many experimental animal studies, atherosclerosis-related pathways, studies on drugs that prevent insulin resistance and reduce inflammation illuminate many pathological cascades. Although metformin was developed as a drug for insulin resistance and diabetes mellitus, effective research is still ongoing showing its positive contribution to many anti-inflammatory processes. The anti-atherosclerotic and anti-inflammatory properties of metformin were investigated in this study, which was performed on aorta and heart tissues in aged rats, and how metformin could prevent the development of cardiovascular diseases with its cell-protective effect was investigated with multi-parameter analyzes.
Method: A 24-month-old naturally aged rat model was created. 32 Wistar albino male rats were divided into 4 equal groups as 16 young <8 months old and 16 elderly >24 months old. 100 mg/kg oral metformin was given to the experimental groups for 8 weeks. Inflammatory cytokines with oxidative markers, gene expression, tissue biochemistry, immunohistochemistry and histological tissue analyzes were analyzed in a multi-parameter and comparative manner.
Results: In the aorta and heart tissues, NF-κB, e-NOS, TGF-β, SOD1 values improved in the anti-inflammatory direction in the metformin groups; Ki67 and PDGFR-β values were also improved in favor of metformin cell protection. Immunohistochemical analyzes showed that TNF-α levels were significantly decreased in the elderly metformin groups. Histological examination revealed that senile cellular disorders and intimal irregularities seen in aged animals were significantly improved in aged rats receiving metformin, similar to tissues of young animals, and the data supported the present results.
Conclusions: The anti-inflammatory, anti-oxidant and cytoprotective properties of metformin in the cardiovascular system changes due to aging have been demonstrated both by gene expression, biochemical and immunohistochemical analyzes, and supported by histological examinations, it has been suggested that metformin is protective against atherosclerosis and senile cardiac pathologies. 

Key words: Atherosclerosis, inflammation, metformin, senility.