Kronik egzersizin diyabetik yaşlı sıçanlarda hipokampal glukoz metabolizması ve doku hasarı üzerine etkisi
The effect of chronic exercise on hippocampal glucose metabolism and tissue damage in diabetic elderly rats
Yazar: AYYÜCE KUMAŞ
Danışman: PROF. DR. ABDULKERİM KASIM BALTACI
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Glikoz =   ; Hipokampus = Hippocampus ; Sestrinler = Sestrins ; Sirtuin-1 = Sirtuin-1 ; Çinko taşıyıcı protein = Zinc carrier protein ; İnflamasyon = Inflammation ; İnsülin = Insulin ; İnsülin direnci = Insulin resistance ; İnterleukin 6 = Interleukin 6

Özet:
Egzersiz, yaşa bağlı hareketlilik azalması ve metabolik düzensizlik için en etkili müdahaleler arasındadır. Uzun süreli dayanıklılık egzersizinin diyabetin komplikasyonlarında iyileştirici etkisi bilinmesine rağmen egzersizin metabolik faydalarına aracılık eden genetik bileşenler ve yolaklar belirsiz kalmıştır. Hipokampal fonksiyonlarda glukoz metabolizmasının bozulması öğrenme ve bellek fonksiyonlarında da kayıpla sonuçlanır. Diyabetik yaşlılarda bozulduğu bilinen hipokampal fonksiyonlar üzerinde kronik egzersizin etkisi belirsizdir. Bu çalışmanın amacı da diyabetik yaşlı dişi sıçan modelinde orta derece kronik egzersiz uygulamasının hipokampal glukoz metabolizması ve doku hasarı üzerine olan etkisinin araştırılmasıdır.
Bu çalışma, Selçuk Üniversitesi Deneysel Tıp Araştırma ve Uygulama Merkezinden temin edilen 40 adet Wistar cinsi yaşlı dişi sıçanlar (16 aylık) üzerinde gerçekleştirildi. Araştırma çalışma protokolü Selçuk Üniversitesi Deneysel Tıp Araştırma ve Uygulama Merkezi Deney Hayvanları Etik Kurulu tarafından onaylandı (2022-27). 40 adet yaşlı dişi sıçan eşit sayıda 4 gruba ayrıldı. Grup 1 Kontrol, Grup 2 Egzersiz Kontrol, Grup 3 Diyabet, Grup 4 Diyabet+Egzersiz. Diyabet gruplarında intraperitoneal streptozotosin (STZ) "40 mg/kg" uygulanarak diyabet oluşturuldu. Egzersiz gruplarına sıçan koşu bandında 4 hafta süreyle günlük 45 dakikalık kronik koşu egzersizi yaptırıldı. Deney hayvanları son koşu egzersizinden 24 saat sonra genel anestezi altında sakrifiye edilerek hipokampus doku örnekleri alındı. Çalışmada hipokampal doku hasarının göstergesi olarak IL-6 ve Sestrin2 gen ifadesi, antioksidan aktivite ve glukoz metabolizmasının göstergeleri olarak da Sirtuin1, ZnT3 ve GLUT4 gen ifadesi (RT-PCR) yöntemiyle belirlendi.
En düşük ZnT3, Sirtuin1 ve GLUT4 gen ifadesi diyabetik yaşlı sıçan grubunda (G3) elde edildi (p<0,05).  Kronik egzersiz hem kontrol (G2) hem de diyabetik yaşlı sıçan grubunun (G4) aynı parametrelerinde diyabet grubuna (G3) oranla önemli şekilde artışa yol açtı (p<0,05).
G3'ün hipokampal dokudaki IL-6 ve Sestrin 2 gen ifadesi diğer grupların tamamından önemli şekilde daha yüksekti (p<0,05).  Kronik koşma egzersizi G4'ün hipokampustaki aynı parametrelerini G3'e oranla önemli şekilde azalttı (p<0,05), ancak kontrol değerlerine ulaştırmadı. 
Sonuçlarımız diyabetik yaşlı dişi sıçan modelinde hipokampal dokuda artan doku hasarı ve bozulan glukoz metabolizmasının orta şiddette kronik egzersizle düzeltilebileceğini göstermektedir. 
Anahtar Kelimeler: Diyabet, Egzersiz, Hipokampus, PCR, Yaşlı Dişi Sıçan.

Abstract:
Exercise is among the most effective interventions for age-related mobility decline and metabolic dysregulation. Although the ameliorative effect of long-term endurance exercise on complications of diabetes is known, the genetic components and pathways mediating the metabolic benefits of exercise remain unclear. Impairment of glucose metabolism in hippocampal functions also results in loss of learning and memory functions. The effect of chronic exercise on hippocampal functions, which are known to be impaired in diabetic elderly people, is unclear. The aim of this study is to investigate the effect of moderate chronic exercise on hippocampal glucose metabolism and tissue damage in a diabetic elderly female rat model.
This study was carried out on 40 old female Wistar rats (16 months old) obtained from Selçuk University Experimental Medicine Research and Application Center. The research study protocol was approved by the Experimental Animals Ethics Committee of Selçuk University Experimental Medicine Research and Application Center (2022-27). 40 old female rats were divided into 4 equal groups. Group 1 Control, Group 2 Exercise Control, Group 3 Diabetes, Group 4 Diabetes+Exercise. Diabetes was induced by intraperitoneal streptozotocin (STZ) "40 mg/kg" administration in diabetic groups. Exercise groups were subjected to 45 minutes of daily chronic running exercise on a rat treadmill for 4 weeks. Experimental animals were sacrificed under general anesthesia 24 hours after the last running exercise and hippocampus tissue samples were taken. In the study, IL-6 and Sestrin2 gene expression as indicators of hippocampal tissue damage, and Sirtuin1, ZnT3 and GLUT4 gene expression as indicators of antioxidant activity and glucose metabolism were determined by the (RT-PCR) method.
The lowest ZnT3, Sirtuin1 and GLUT 4 gene expression was obtained in the diabetic old rat group (G3) (p<0.05). Chronic exercise led to a significant increase in the same parameters of both the control (G2) and diabetic old rat groups (G4) compared to the diabetic group (G3) (p<0.05).
IL-6 and Sestrin2 gene expression in the hippocampal tissue of G3 was significantly higher than all other groups (p<0.05). Chronic running exercise significantly reduced the same parameters in the hippocampus of G4 compared to G3 (p<0.05), but did not reach control values.
Our results show that increased tissue damage and impaired glucose metabolism in the hippocampal tissue can be corrected by moderate-intensity chronic exercise in the diabetic elderly female rat model.
Key Words: Diabetes, Exercise, Hippocampus, Old female rat, PCR.