Betainin deneysel karaciğer fibrozunda oksidatif stres, sitokinler ve ekstraselüler matriks proteinleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of effects of betaine on oxidative stress, cytokines and extracellular matrix proteins in experimental liver fibrosis
Yazar: İLKNUR BİNGÜL
Danışman: PROF. DR. SEMRA DOĞRU ABBASOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Betain = Betaine ; Ekstrasellüler matriks = Extracellular matrix ; Fibroz = Fibrosis ; Karaciğer yağlanması = Fatty liver ; Oksidatif stres = Oxidative stress

Özet:
Karaciğer yağlanması alkole bağlı (ALD) ve bağlı olmayan (NAFLD) karaciğer hastalığında ilk lezyondur ve fibroz, siroz ve karaciğer kanserine ilerleyebilir.  Yağlanmanın karaciğerin oksidatif stres, inflamasyon ve sitokinlere karşı duyarlılığını arttırdığı kabul edilmektedir. Betain (BET) antioksidan, antiinflamatuar ve karaciğeri koruyucu etkilere sahip olan bir kolin metabolitidir. Ancak, karaciğer fibrozu gelişimi üzerine BET'in etkisi ve bu etkinin mekanizmaları yeterince bilinmemektedir. Çalışmamızda alkolik ve alkolik olmayan fibroz modeli oluşturmak için, sıçanlar 14 hafta süre ile etanol (%5, v/v; içme suyu ile) veya yüksek yağlı diyet (toplam kalorinin %60'ı yağdan olmak üzere) ile beslendi. Ayrıca son 6 hafta karbon tetraklorür (0.2 mL/kg; haftada iki kez; i.p.) uygulandı. Bu süreçte bir grup sıçan BET (%2; w/w) içeren yemle beslendi. Serumda karaciğer fonksiyon testleri, insülin direnci, tümör nekroz faktörü-α, karaciğerde trigliserit (TG) ve hidroksiprolin (HYP) düzeyleri ile oksidatif stres göstergeleri tayin edildi. Ayrıca histopatolojik incelemeler yapıldı. Karaciğerde stellat hücre (HSC) aktivasyonunu belirlemek amacıyla α-düz kas aktini (α-SMA), transforme edici büyüme faktörü-β1 (TGF-β1) ve tip I kollajen (KOL1A1)'in protein ekspresyonları immünohistokimyasal yöntemle belirlendi. Ekstraselüler matriks kompozisyonunu değerlendirmek için matriks metalloproteinaz-2 (MMP-2) ve onun inhibitörleri (TIMP-1 ve TIMP-2)'nin mRNA ekspresyonları saptandı.   BET uygulaması karaciğerde TG ve HYP düzeylerini, prooksidan durumu ve fibrotik değişiklikleri azalttı. Fibrotik sıçanlarda bu uygulama ayrıca α-SMA, KOL1A1 ve TGF-β protein ekspresyonları ile TIMP-1, TIMP-2 ve MMP-2 mRNA ekspresyonlarında azalmaya neden oldu. Sonuç olarak, bu bulgular BET'in antifibrotik etkisinin antioksidan ve antiinflamatuvar etkisinin yanı sıra HSC aktivasyonu üzerindeki baskılayıcı potansiyeline bağlı olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Steatosis is the first lesion in alcoholic liver disease (ALD) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) and it may progress to fibrosis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. It is accepted that steatosis predisposes the liver to oxidative stress, inflammation and cytokines. Betaine (BET) is a choline metabolite having antioxidant, antiinflammatory and hepatoprotective effects. However, effects and mechanisms of BET on liver fibrosis development are clearly unknown. To produce alcoholic or non-alcoholic fibrosis model, rats were treated with ethanol (5%,v/v; in drinking water) or high fat diet (60% of total calories from fat) for 14 weeks. Carbon tetrachloride (0.2 mL/kg; two times per week; i.p.) were also administered to rats in the last 6 weeks with and without commercial food containing BET (2%; w/w). Serum liver function tests, insulin resistance and tumor necrosis factor-α, hepatic triglyceride (TG) and hydroxyproline (HYP) levels and oxidative stress parameters were determined as well as histopathological observations. To examine stellate cell (HSC) activation, α-smooth muscle-actin (α-SMA), transforming growth factor-β1 (TGF-β1) and type I collagen (COL1A1) protein expressions were assayed immunohistochemically. mRNA expressions of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and its inhibitors (TIMP-1 and TIMP-2)  were also evaluated for extracellular matrix composition. BET decreased TG and HYP levels, prooxidant status and fibrotic changes in the liver. α-SMA, COL1A1 and TGF-β protein expressions, TIMP-1, TIMP-2 and MMP-2 mRNA expressions diminished in fibrotic rats due to BET treatment. In conclusion, these results indicate that antifibrotic effect of BET may be related to its antioxidant and antiinflammatory effects together with suppression on HSC activation.