Streptozotosin ile indüklenmiş yavaş ve hızlı iskelet kasları atrofisinde pulslu manyetik alan ve antioksidan etkilerinin araştırılması
The investigation of pulsed magnetic field and antioxidant effects in slow and fast skeletal muscles atrophy induced by stz
Yazar: BORA TAŞTEKİN
Danışman: DOÇ. DR. AYKUT PELİT
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Hipoglisemik ajanlar = Hypoglycemic agents ; Kas atrofisi = Muscular atrophy ; Kas atrofisi-spinal = Muscular atrophy-spinal ; Manyetik alan dalgaları = Magnetic field waves ; Pterostilben = Pterostilbene ; Resveratrol = Resveratrol

Özet:
İskelet kas atrofisi, uzun süreli hareketsizlik, yetersiz beslenme, sarkopeni, kronik kalp yetmezliği ve özellikle tip-1 diyabetle birlikte gözlenen kas kütlesinde ve kasılma gücünde azalma olarak ifade edilir. Bu çalışmada diyabetik sıçanların yavaş ve hızlı kasılan iskelet kaslarında meydana gelen atrofide, pulslu manyetik alan (PMA) ve antioksidan (pterostilben (P), trans-3,5-dimethoxy-4-hydroxystilbene; resveratrol (R), trans-3,5,4'-trihydroxystilbene) uygulamalarının etkileri çeşitli yönlerden değerlendirildi.
Gruplar, kontrol (K, n=10), diyabet (DM, n=10), DM+P (n=10), DM+R (n=10), DM+PMA (n=10), DM+PMA+P (n=10), DM+PMA+R (n=10) olarak oluşturuldu. Sıçanlar her gün 2 saat boyunca 10 Hz frekansında 1.5 mT şiddetinde PMA'ya maruz bırakıldı. P ve R antioksidanları günlük 20 mg/kg dozda uygulandı. 5 haftalık deney sürecinde haftada bir kez sıçanların kan glikoz seviyeleri ve ağırlıkları ölçüldü. Sıçan iskelet kası performansları koşu bandı testi ile gerçekleştirildi.
Soleus ve ekstensor digitorum longus kas preparatlarından biyomekanik kayıtlar alındı. Dokuların histolojik incelemeleri için immünohistokimya (anti-MuRF1, anti-Atrogin1, anti-Foxo3a) ve ışık mikroskopi görüntüleri elde edildi. İskelet kas dokularında bulunan p-AKT, mTOR, myostatin (MSTN), kalpain-3 (CAPN-3), TNF-alfa, GLUT-4, MyHC IIb, FOXO3a ve insülin konsantrasyon miktarları ELISA yöntemiyle tayin edildi. Toplam protein tayini için Bradford yöntemi kullanıldı. Miyofibriler proteinlerin degradasyonunda etkin olduğu düşünülen 4E-BP1, FOXO3a, MuRF-1 ve MAFbx gen ekspresyon analizleri gerçek zamanlı PCR ile yapıldı. Elde edilen bulgular, diyabetle birlikte bozulan protein sentez yolaklarının antioksidan ve PMA uygulamalarıyla iyileştiği ve atrofinin azaldığını gösterdi. PMA+P uygulamasının diğer gruplardan daha çok iyileştirici etki gösterdiği belirlendi.

Abstract:
Skeletal muscle atrophy is expressed as a decrease in muscle mass and contraction force observed with prolonged immobility, malnutrition, sarcopenia, chronic heart failure and especially type-1 diabetes. In this study, the effects of pulsed magnetic field (PMA) and antioxidants (pterostilbene (P), trans-3,5-dimethoxy-4-hydroxystilbene; resveratrol (R), trans-3,5,4'-trihydroxystilbene) in atrophy occurring in the slow and fast twitch skeletal muscles of diabetic rats were evaluated from various aspects.
Rats were divided into; control (C, n = 10), diabetes (DM, n = 10), DM+P (n = 10), DM+R (n = 10), DM+PMA (n=10), DM+PMA + P (n = 10), DM+PMA+R (n = 10). Rats were exposed to PMA application for 2 hours/day at a frequency of 10 Hz and an intensity of 1.5 mT. P and R antioxidants were administered at a daily dose of 20 mg/kg. The blood glucose levels and weights of the rats were measured once a week during the 5-week experimental period. Rat skeletal muscle performances were performed using the treadmill test.
Biomechanical recordings were obtained from soleus and extensor digitorum longus muscle preparats. Immunohistochemistry (anti-MuRF1, anti-Atrogin1, anti-Foxo3a) and light microscopy images were obtained for histological examination of the tissues. p-AKT, mTOR, myostatin (MSTN), calpain-3 (CAPN-3), TNF-alpha, GLUT-4, MyHC IIb, FOXO3a and insulin concentrations in skeletal muscle tissues were analyzed by ELISA method. 4E-BP1, FOXO3a, MuRF-1 and MAFbx gene expression analyzes, which are thought to be effective in degradation of myofibrillar proteins, were performed by Real Time PCR. The findings showed that the protein synthesis pathways that were disrupted with Type-1 diabetes were improved by antioxidant and PMA applications, and reduced atrophy. It was determined that PMA+P application performed to diabetic rats had more healing effects than other groups.