Streptozotosin ile diabetes mellitus oluşturulan farelerin (albino balb/c) böbreklerinde nitrik oksit sentaz'ın rolü
The role of nitric oxide synthase in the kidney of mice (albino balb/c) induced diabetes mellitus by streptozotocin
Yazar: EBRU GÜREL
Danışman: DOÇ.DR. CİHAN DEMİRCİ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Zooloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Biyoloji = Biology ; Zooloji = Zoology

Özet:
Nitrik oksit (NO), biyolojik sistemlerde son derece önemli, çok yönlü mesajcı birmoleküldür. Çeşitli hücrelerde Nitrik oksit sentaz (NOS) enzimi tarafından, L-argininamino asidinin L-sitrulin'e çevrilmesiyle üretilir. NOS' un bilinen üç farklı izoformuvardır. Bunlar, endoteliyal Nitrik oksit sentaz (eNOS), nöronal Nitrik oksit sentaz(nNOS) ve uyarılabilir Nitrik oksit sentaz (iNOS)' dır. eNOS ve nNOS, normalkoşullarda fonksiyonel iken, iNOS' un daha çok patofizyolojik koşullarda fonksiyonelolduğu gösterilmiştir. Böbrekte her üç tip NOS da sentezlenmektedir ve üretilen NO,glomerular filtrasyon hızını, Na+ iletimini, kan akımını, renin gibi maddelerin üretiminikontrol eder. Aşırı damar daralmasının önlenmesinde ve normal miktarda Na+ ve H2Oatılmasında önemlidir. Diyabette, böbrek dokusunda meydana gelen değişikliklerdeNO' in fonksiyonel olduğu düşünülmektedir. Ancak bu olayda artan NO' in rolünün neolduğu tam olarak bilinmemektedir. Bundan dolayı, iNOS aracılığı ile sentezlenen NO'in fonksiyonunu ve etkilerini belirlemek için iNOS inhibitörleri kullanılmaktadır. Buçalışmada, Streptozotosin (STZ) ile oluşturulan diyabet esnasında meydana geleniNOS' un aktivasyonu ile artan iNO sentezinin, böbrek dokusunu nasıl etkilediği ve buetkinin, özgül iNOS inhibitörü olan Aminoguanidin (AG) kullanılarak önlenipönlenemeyeceğini belirlemek amaçlanmıştır.Çalışmada, 24 adet erkek Albino balb/c fare kullanıldı. Hayvanlar, herbiri 6 bireydenoluşan dört gruba ayrıldı ve her grubun bireylerine verilen eriyikler, intraperitonal (ip)olarak enjekte edildi.1) Kontrol grubu (n:6): [Serum fizyolojik su (FTS)],2) STZ grubu (n:6): [Tek doz 150 mg/kg STZ],3) STZ+AG grubu (n:6): [Tek doz 150 mg/kg STZ uygulamasından hemen sonrabaşlanan ve 3 ay süresiyle her gün 100 mg/kg AG],4) AG grubu (n:6): [3 ay süresiyle her gün 100 mg/kg AG].Diyabet kontrolü, STZ enjeksiyonundan 1 hafta sonra glukometre ile ölçülerek yapıldı.Kan glukoz değerleri 180 mg/dl ve üzeri olan hayvanlar diyabetik olarak kabul edildi.Üçüncü ayın sonunda, deney hayvanları kloroform anestezisi altında kesilerek, böbrekdokuları, ışık ve elektron mikroskobunda incelenmek üzere hazırlandı. Aynı zamandadondurma mikrotomunda hazırlanan kesitlere nikotinamid adenin dinükleotid fosfat-diaforez (NADPH-d) histokimyasal boyama uygulandı.NADPH-d dağılımı, STZ uygulanan hayvanların böbrek kesitlerinde fazla idi. STZuygulamasından sonra NO sentezi, AG ile inhibe edildiğinde, NADPH-dreaksiyonundaki artış, kontrol grubundaki bireylere benzemekteydi. STZ uygulaması,proksimal tübüllerin fırça kenarlarının devamlılığının bozulmasına ve glomerularkapillerde düzensizliklere neden oldu. Kan damarlarındaki bozulmalar ile birlikte,peritübülar alanlarda kanama bölgelerine rastlandı. Bu sonuçlar, elektron mikroskobubulguları ile desteklendi. Ayrıca, jukstaglomerular hücrelerdeki renin granülleri, STZuygulamasıyla arttı. STZ uygulanmasını takiben AG' nin verilmesi, böbrekkorteksindeki histolojik ve sitolojik değişiklikleri kısmen önledi ve renin dağılımı da,kontrol grubu bireylerininkine benzer bulundu. STZ uygulanan grupta PAS reaksiyonuazalırken, STZ ile birlikte AG verilen grupta bu durum, kontrol grubuna aitbireylerdekine hemen hemen benzerdi. Sadece AG verilen grupta, NADPH-d dağılımıçok azaldı, genel histolojik yapı, kontrol grubu hayvanlarına benzemekteydi, reningranülleri kontrol grubundakinden fazla idi. Ayrıca bu grupta, fırça kenarlardaki PASreaksiyonu oldukça yoğundu.Sonuç olarak, diyabet ile birlikte uyarılabilir Nitrik oksit (iNO) artışının, böbrekdokusunda belirgin bir bozulmaya yol açtığı ve bu etkinin, dışarıdan özgül iNOSinhibitörü olan AG uygulanmasıyla kısmen önlenebildiği ve diyabet sonucu artan iNOSile jukstaglomerular hücrelerdeki renin granüllerinin dağılımı arasında da bir ilişkininolduğu görülmüştür.

Abstract:
Nitric oxide (NO) is a very important, multifunctional messenger molecule in biologicalsystems. It is synthesized by Nitric oxide synthase (NOS) with the convertion of L-arginine to L-sitrulin in various cells. There are three known isoforms of NOS;endothelial NOS (eNOS), neuronal NOS (nNOS) and inducible NOS (iNOS). iNOS issynthesized mostly in pathophysiological conditions, while eNOS and nNOS arefunctional in normal conditions. In the kidney all 3 types of NOS are synthesized andthese products control glomerular filtration rate, Na+ transport, blood circulation andsynthesis of some substances such as renin. NO also has important role in preventingexcess vessel contraction, in excretion of Na+ and H2O in normal amounts. NO isconsidered as functional in changes of the kidney tissue during diabetes, but the role ofincreased NO production is not completely defined. For this reason, iNOS inhibitors areused to determine the function of NO synthesized by iNOS. It was the aim of this studyhow iNOS activation and NO affect kidney tissue in diabetes induced by STZ, andwhether influence can be prevented by Aminoguanidine (AG), a specific iNOSinhibitor.The present study employed 24 male Albino balb/c mice which were divided into 4groups, each containing 6 individuals and solutions were intraperitonally (ip) injected toeach individual of the groups.1) Control group (n:6): [Receiving saline water (FTS)],2) STZ group (n:6): [Given single dose of 150 mg/kg STZ],3) STZ+AG group (n:6): [Administered 100 mg/kg AG daily for a period of 3months after receiving single dose of 150 mg/kg STZ],4) AG group (n:6): [100 mg/kg AG daily for a period of 3 months].Blood glucose values of the experimental animals were measured with glucometer oneweek after STZ injection. Animals with blood glucose value of 180 mg/dl and higherwere accepted as diabetic.At the end of 3rd month, animals were sacrified under chloroform anesthesia, and thekidney tissue was prepared for light and electron microscopic research. Nicotinamideadenine dinucleotide phosphate-diaphorase (NADPH-d) histochemistry was applied tocryostat sections.Dispersion of NADPH-d was stronger in the kidney sections of STZ-treated animals.Increment of NADPH-d dispersion was similar to that in control animals after STZtreatment when NO synthesis was inhibited by AG. STZ treatment caused distruption ofthe continuity of brush borders in proximal tubules and degeneration of glomerularcapillers. Hemorogia was seen in peritubular areas, associated with degeneration ofblood vessels. All these observations were confirmed with electrone microscopicalresults. Furthermore, renin granules in the juxtaglomerular cells became more abundantwith STZ treatment. AG administration following STZ treatment partly preventedhistological and cytological changes in kidney cortex, and renin dispersion was similarto that in control animals. PAS reaction decreased in the STZ applied group, while itwas almost the same in AG treated group. Beside this, the group given AG onlyexhibited weak NADPH-d dispersion, similar histological structure and more abundantrenin granules when compared to control animals. In addition, PAS reaction was quitedense in the brush borders.As a result, increased inducible NO (iNO) resulted in degeneration of the kidney tissue,and its effect can be partly prevented by AG treatment, and it has been seen that apossible relationship between increased iNOS and dispersion of renin granules injuxtaglomerular cells in diabetes is obvious.