Egzersiz stresine bağlı östrojenin erkek ratlardaki adrenal bez üzerine olan etkileri
Effects of estrogen and exercise stress on adrenal glands of male rats
Yazar: İSMAİL CAN
Danışman: DOÇ. DR. BÜNYAMİ ÜNAL
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Adrenal bezler = Adrenal glands ; Egzersiz = Exercise ; Histopatoloji = Histopathology ; Stres = Stress ; Sıçanlar = Rats ; Östrojenler = Estrogens

Özet:
Bu çalışmada üç farklı konu birbiriyle ilişkilidir. İlk konu; uygun fiziksel egzersizdir. Fiziksel egzersiz literatürde fiziksel yeteneği, genel sağlığı ve iyiliği sürdüren veya geliştiren herhangi bir bedensel aktivite olarak tanımlanmıştır. Egzersiz kanıta dayalı yönergelerde açıklanan kurallara göre yapıldığında insan için sağlıklı kiloyu koruma, eklem hareketliliğini, kas gücünü, kemik yoğunluğunu koruma, fizyolojik sağlığı artırma, cerrahi riskleri azaltma ve bağışıklık sistemini güçlendirme gibi çok yararlar sağlar. Ayrıca yüksek tansiyon, obezite, kalp hastalığı, Tip 2 diyabet, uykusuzluk ve depresyon gibi ciddi ve yaşamı tehdit eden kronik koşulları engellemeye yardımcı olabilir.İkinci konu uygunsuz-yanlış fiziksel egzersizdir. Bu kavram, spor terminolojisindeki "yıkıcı", "yoğun", "ağır fiziksel egzersiz" gibi kelimelerle tanımlanabilir. Her türlü dış uyaranın ?faydalı veya değil- ya otonom sinirler ya da endokrin sistemi veya her ikisininde aktivasyonu yoluyla metabolizmada strese sebep olduğu biyolojide bilinen genel bir kuraldır. Aynı şekilde bu yeni durumun üstesinden gelmek için insan vücudu önceden bahsedilen aynı enstrümanları kullanır, başarılı olabilir ya da olamayabilir. Diğer bir deyişle, normal koşullar altında dış uyaranlar (stres) başlangıçta otonom sinir sistemi aktivasyonuna neden olmaktadır. Bundan sonra, otonom sinir sistemi aktivasyonu hipotalamus-hipofiz-adrenal (Hypothalamo?Pituitary?Adrenal axis ? HPA) eksen aktivasyonu uyarır. Son olarak, plazma kortizol seviyesi hücre zarı aracılığıyla etki ederek biyolojik etkilerini göstermek için artar. Bu noktada, kan plazmasındaki kortizol düzeyinin negatif feed-back mekanizması ile düzenlendiğini söylemeliyiz. Eğer kan plazmasındaki kortizol seviyesini yükselirse, HPA ekseni etkilenir ve kortikotropin salgılatıcı hormon (Corticotropin-Releasing Hormone - CRH) düzeyleri hızla düşer. Sonuçta, ön hipofiz bezinden adrenokortikotrop hormonun (kortikotropin - Adrenocorticotropic Hormone - ACTH) salınımı düşer ve kortizol seviyeleri normal seviyelere gelir. Çalışmaların çoğunda, insanlarda kortizolun feed-back duyarlılığı, stresin süresi ve doğası ile değişebileceği gösterilmiştir. Örneğin, ağır fiziksel aktivite sadece adrenal bezlerinin ACTH duyarlılığını değil, aynı zamanda periferik dokularda glukokortikoidlere karşı duyarlılık değişikliklerini de tetikleyebilir. Bu duyarlılıktaki azalma açıkça tüm vücutta homeostazisi bozar.Üçüncü konu, özellikle egzersiz sırasındaki performansı artırmak için ağır fiziksel aktivite ile birlikte anabolik androjenik steroidler (Anabolic-Androgenic Steroids - AAS) doping amacıyla kullanımıdır. AAS'nın düşük doğurganlık, erkekteki maskülinizasyon, kadın ve çocuklarda jinekomasti, hipertansiyon, ateroskleroz, kan pıhtılaşması, sarılık, karaciğer tümörleri, karsinom, tendon hasarı, psikiyatrik ve davranışsal bozukluklar gibi yan etkileri vardır ve bu yan etkiler olduğundan daha az açıklanmıştır. Bu çalışmada, biz sadece böbreküstü bezleri üzerinde AAS yan etkilerini incelemeye çalıştık.Deneyin başında 36 adet 12 haftalık erkek Sprague Dawley sıçanları rastgele olarak üç gruba ayırdık; i) egzersiz yapmayan grup, ii) yoğun egzersizden 1 saat sonra incelenen grup, iii) yoğun egzersizden 48 saat sonra incelenen grup.Deneyin ikinci aşamasında, non-egzersiz grubu iki alt gruba ayrıldı. Bir alt gruba plasebo solüsyon (50 ml mutlak etanol + 100 ml susam yağı) (n=6), ve diğer alt gruba 10 µg/kg gün östrojen solüsyonu (3 mg 17-ß Estradiol + 50 ml mutlak etanol + 100 ml susam yağı) (n=6), 30 gün boyunca intraperitoneal olarak verildi.Yoğun egzersizden 1 saat sonra incelenen grup iki alt gruba ayrıldı: Bir alt gruba plasebo solüsyon (50 ml mutlak etanol + 100 ml susam yağı) (n=6), ve diğer alt gruba 10 µg/kg gün östrojen solüsyonu (3 mg 17-ß Estradiol + 50 ml mutlak etanol + 100 ml susam yağı) (n=6), 30 gün boyunca intraperitoneal olarak verildi.Yoğun egzersizden 48 saat sonra incelenen grup iki alt gruba ayrıldı: Bir alt gruba plasebo solüsyon (50 ml mutlak etanol + 100 ml susam yağı) (n=6), ve diğer alt gruba 10 µg/kg gün östrojen solüsyonu (3 mg 17-ß Estradiol + 50 ml mutlak etanol + 100 ml susam yağı) (n=6), 30 gün boyunca intraperitoneal olarak verildi.Bu çalışmada, iki temel değerlendirme kriteri örneklerin analizi için kullanıldı. Bunlar: 1) geleneksel ışık mikroskobu ile histopatoloji ve 2) immünohistokimyaBulgularımız böbreküstü bezlerinin morfolojik yapılarının yoğun fiziksel egzersizden (özellikle yoğun egzersizden 1 saat sonrası incelenen grup) etkilendiğini göstermektedir. Bir başka önemli bulgu, 17-ß Estradiol'ün yoğun egzersizden 1 saat sonrası incelenen grupta yararlı etkileri yoktu.Genel olarak, mevcut bulgular yoğun egzersiz ile birlikte performansını artırmak için farmakolojik olarak ekzojen alınan östrojenin adrenal bezlerde geri dönüşümsüz hasara yol açabildiği önerilebilinir.

Abstract:
There are three different topics related to each other in this study. First concept is appropriate physical exercise. Physical exercise is described in literature as ?any bodily activity that enhances or maintains physical fitness and overall health or wellness?. When exercise is done according to rules described in evidence based guidelines, it generates a lot of benefit for human being such as maintaining a healthy weight, building and maintaining healthy bone density, muscle strength, and joint mobility, promoting physiological well-being, reducing surgical risks, and strengthening the immune system. It also may help to prevent serious and life-threatening chronic conditions such as high blood pressure, obesity, heart disease, Type 2 diabetes, insomnia, and depression.The second concept is inappropriate physical exercise. This concept can be described in sport terminology with words such as ?destructive?, ?intensive?, ?strenuous physical exercise?. There is a general rule in biology: any kind of external stimulus, - useful or not - causes stress in metabolism by way of either activation of the autonomic nervous or endocrine system or the contribution of both. In the same way, to overcome this new situation, human body uses the same instrument mentioned before; it may be successful or not. Put in other words, under normal conditions external stimuli (stress) lead to autonomic nervous system activation in the beginning. After that, the autonomic nervous system activation stimulates activation of the hypothalamo?pituitary?adrenal (HPA) axis. Finally, plasma cortisol levels increase to diffuse through the cell membranes and exert its biological effects. At this point, we must say that cortisol levels in blood plasma are regulated with a negative feedback mechanism. If cortisol levels increase in blood plasma, HPA axis is affected and corticotropin-releasing hormone (CRH) levels rapidly decrease. Resultantly, Adrenocorticotropic hormone (ACTH) secretion from anterior pituitary gland falls as well and cortisol levels come to normal. In a great number of studies, it has been shown that the nature and duration of the stress can alter the sensitivity to cortisol feedback in humans. For example, strenuous physical activity can induce alterations in not only ACTH sensitivity of adrenal glands in but also the glucocorticoid sensitivity of peripheral tissues. This decreasing in sensitivity clearly breaks down homeostasis in the entire body.Third concept is the use of doping agents, particularly anabolic androgenic steroids (AAS) together with strenuous physical activity to improve performance during exercise. There is substantial under-reporting of the side-effects of AAS such as reduced fertility and gynecomastia in males and masculinization in women and children, hypertension and atherosclerosis, blood clotting, jaundice, hepatic neoplasms and carcinoma, tendon damage, psychiatric and behavioral disorders. In this study, we only tried to describe the side-effects of AAS on adrenal glands.We randomly allocated thirty six twelve weeks-old male Sprague Dawley rats into three groups at the beginning of experiment including i) non-exercise group, ii) group examined 1 hour after intensive exercise and iii) group examined 48 hours after intensive exercise.In the second phase of the experiment, the non-exercise group was divided into two sub groups. One sub group was given plasebo solution (50 ml absolute ethanol + 100 ml sesamum indicum) (n:6) and the other sub group 10 µg/kg day 17ß-Estradiol solution (3 mg 17-ß Estradiol + 50 ml absolute ethanol + 100 ml sesamum indicum) (n:6) intraperitoneally for 30 days.Group examined 1 hour after intensive exercise was divided into two sub groups: one sub group was given plasebo solution (50 ml absolute ethanol + 100 ml sesamum indicum) (n:6) and the other sub group 10 µg/kg day 17ß-Estradiol solution (3 mg 17-ß Estradiol + 50 ml absolute ethanol + 100 ml sesamum indicum) (n:6) intraperitoneally for 30 days.The group examined 48 hours after intensive exercise was also divided into two One sub group was given plasebo solution (50 ml absolute ethanol + 100 ml sesamum indicum) (n:6) and the other sub group 10 µg/kg day 17ß-Estradiol solution (3 mg 17-ß Estradiol + 50 ml absolute ethanol + 100 ml sesamum indicum) (n:6) intraperitoneally for 30 days.In this study, two basic evaluation criteria were used for analyzing the samples, namely: 1) Histopathology by conventional light microscopy and 2) immunohistochemistry.Our results show that morphological structures of adrenal glands were affected from intensive physical exercise, especially in the group examined 1 hour after intensive exercise. Another important finding was that 17-ß Estradiol did not provide beneficial effect to the group examined 1 hour after intensive exercise.Overall, the present findings may suggest that intensive exercise combined with the use of pharmacologically active substances to improve performance may lead to irreversible damage in adrenal glands.