Selenyumun uzamsal öğrenme performansına etkisinin incelenmesi
Examining the effect of selenium in spatial learning performance
Yazar: EBRU EROL
Danışman: PROF. DR. NURCAN DURSUN
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Hipokampus = Hippocampus ; Selenyum = Selenium ; Sinapslar = Synapses ; Uzamsal yetenek = Spatial ability ; Öğrenme = Learning

Özet:
Önceki çalışmamızda hipotiroidizm ile hipokampal fonksiyon bozulmasının geliştiği ve selenyum takviyesi ile bozulmanın düzeldiği gösterilmiştir. Bu çalışmada selenyum(Se) eksikliği ve Se takviyesi yapılan sıçanlarda öğrenme ve hafıza fonksiyonlarındaki etkilenme değerlendirilmiştir.
Erkek Wistar sıçanlar;1. Kontrol (….), 2.Se takviyeli (10 ppm, Se+10), 3. Se takviyeli (20 ppm, Se+20),4.Se eksik (0.7ppm,Se(-)) olacak şekilde 4 gruba ayrıldı, içerisinde farklı Se içeren diyetler ile 4 hafta beslendi. Sıçanlara  Morris su tankında öğrenme testi yaptırıldı test esnasındaki davranışları NOLDUS izleme sistemi ile kayıtlandı, analiz edildi. Uzun dönemli güçlenme (UDG) değerlendirmesi için, yüksek frekanslı uyarı (YFU) ile medyal perforant  yol üzerinden uyarılar  verilerek dentat girusdan alan potansiyelleri kayıtlandı. Uzun dönemli güçlenme (UDG)  büyüklüğü, YFS sonrası 55-60. dk arası eksitatör postsinaptik (EPSP) ve populasyon spike (PS)  kayıtlarının ortalamaları analizi değerlendirildi ve ANOVA testi ile anlamlılıkları yorumlandı. Hayvanların plazmasında ve hipokampus dokusunda Se seviyeleri ölçüldü. 
Grupların hipokampus Se değerleri arasında önemli farklılık bulunmuştur. Se takviyesi (özellikle 20ppm verilenlerde) ve Se eksik besleme öğrenme fonksiyonlarını olumsuz etkilemiştir. Se eksik grupta  platformu bulmak için katedilen mesafe 2. ve 3. günlerde,  platformu bulma süresi 2., 3., 4. günlerde kontrol grubuna göre önemli derecede artmıştır.Platforma sıçanların ortalama uzaklıkları karşılaştırıldığında yine Se eksik grup denemenin 2., 3., 4., günlerinde kontrole göre en uzak mesafede bulunmuştur. 20+ ppm Se takviyeli grup, hedef kadranda en az süre ile kalmıştır ve bu diğer gruplardan anlamlı derecede farklıdır. İndüksiyon ve idame dönemi Populasyon Spike (PS)-Uzun Dönemli Güçlenme (UDG) büyüklüğü, Se eksik grupta kontrolden daha küçük bulunmuştur. İndüksiyon ve idame dönemi Eksitatör Post Sinaptik Potansiyel (EPSP) Se+10ppm takviyeli grupta kontrole göre azalmıştır. 
Sonuç olarak selenyum eksikliği hipokampal fonksiyonları önemli derecede bozmuş, selenyum takviyelilerde ise hipokampal fonksiyonda artış değil aksine bozulma görülmüştür. Selenyum fazlalığı yada eksikliğinin hipokampal hücrelerde antioksidan stresi etkileyerek sinaptik plastisite oluşum yolaklarını olumsuz etkilediği düşüncesindeyiz. Patolojik durumlarda Se takviyesi yapıldığında nöron hücrelerinde önemli derecede iyileştirici etkiye sahip olan selenyum normal canlıda hücre fonksiyonlarını olumsuz etkileyebilmektedir.
 
Anahtar Kelimeler : Hipokampüs Sinaptik Plastite ;Uzun Dönemli Güçlenme; Selenyum.

Abstract:
In our previous study, it has been shown that the deterioration of hippocampal function can be provoked due to hypothyroidism and this hippocampal dysfunction can be abrogated with the help of selenium (Se) supplementation. In this study, we evaluated the learning and memory functions of rats which were fed with/without Se.
Male Wistar rats were fed by different concentrations of Se containing food and they were accordingly classified into four groups for four weeks as follows; 1. Group was composed of Control rats (n=25), 2. Group was composed of Se supplemented rats (10 ppm, Se+10, n=25), 3.Group was composed of Se administered rats (20 ppm, Se+20, n=25),  and 4. Group was composed of Se negative rats [0.7 ppm, Se (-), n=25]. Learning test was performed on rats in Morris Water Maze, their behaviors were recorded during the test by using NOLDUS monitoring system and results were analyzed. For the long-term synaptic potentiation (LTP) assessment, alerts were given over the medial perforant path with the high-frequency stimulation (HFS) and field potentials obtained from the dentate gyrus were recorded. LTP size was evaluated with the analysis of mean excitatory postsynaptic (EPSP) and population spike (PS) records for 55-60 minutes after YFS. The significances were evaluated by using ANOVA test.  Plasma and hippocampal Se levels were measured in rats.
There was a significant difference between groups in terms of their hippocampal Se levels. Learning functions were negatively affected in rats who received Se supplementation (particularly the ones which were given 20 ppm) and Se negative group which did not receive any Se. In the Se negative group, the distance traveled to find the platform on 2nd and 3rd days and the time to find platform on 2.,3.,4. days significantly increased compared to the  control group. When the mean distances of rats to the platform were compared to each other, it was found that Se negative group had the farthest distance to the platform on 2nd, 3rd and 4th days of the test compared to the control group. Se supplemented group (20+ppm) remained the least time in the target quadrant and this duration was significantly different compared to other groups. Induction and maintenance period population spike (PS)-Long Term Potentiation (LTP) size were smaller in Se negative group compared to control group. Excitatory postsynaptic potential (EPSP) in the induction and maintenance period decreased in Se supplemented group (10 ppm) compared to control group.
Conclusively, selenium deficiency significantly deteriorated the hippocampal functions and it was observed that selenium supplementation did not lead to increase in the hippocampal functions, instead hippocampal functions were further deteriorated. According to our opinion, excess selenium or selenium deficiency negatively influences the synaptic plasticity formation pathways by affecting the antioxidant stress in hippocampal cells. When Se is supplemented in pathological conditions, Se has an important healing effect on neuron cells. However, Se can negatively affect the cellular functions in a healthy organism. 
 
Keywords : Hippocampus; Synaptic Plasticity; Long Term Potentiation; Selenium .