Deneysel olarak oluşturulan diyabetik ratlarda hipokampus ve beyin korteksinden n-cam protein ekspresyonu ve buna melatonin ve vitamin E'nin etkisi
Effect of melatonin and vitamin E on the expression of n-cam proteins in hippocampus and cortex in brain of experimentally induced diabetic rats
Yazar: MEHMET TUZCU
Danışman: PROF.DR. GIYASETTİN BAYDAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
ÖZET Doktora Tezi DENEYSEL OLARAK OLUŞTURULAN DİYABETİK RATLARDA HİPOKAMPUS VE BEYİN KORTEKSİNDE N-CAM PROTEİN EKSPRESYONU VE BUNA MELATONİN VE VİTAMİN E'NİN ETKİSİ Mehmet TUZCU Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı 2004, Sayfa: 62 Hiperglisemi diyabetik nöropatinin ilerlemesi ve gelişmesinde kritik bir rol oynar. Nöral dejenerasyona sebep olan hipergliseminin mekanizmalarından biri diyabetle birlikte yükselen oksidatif strestir. Nöral hücre adezyon molekülleri immunoglobulin süperailesinin üyeleridir. Alternatif bağlantılarla meydana gelmiş NCAM 180, NCAM 140 ve NCAM 120 olarak ifade edilen üç temel NCAM formu vardır. NCAM' m öğrenme ve hafıza oluşumu esnasında meydana gelen sinaptik değişikliklere aracılık ettiği öne sürülmüştür. Bu çalışma hipokampus ve kortekste nöral hücre adezyon moleküllerinin ekspresyonunu değerlendirmek ve buna melatonin ve vitamin E'nin etkisini araştırmak için yapılmıştır. Diyabet karın içine streptozotocin (STZ) enjeksiyonu yolu ile oluşturulmuştur. NCAM ekspresyonu western blot metodu ile hipokampus ve kortekste tespit edilmiştir. Diyabette oksidatif aktivitenin artışı, antioksidan savunmanın yetersizliği, protein glikozilasyonu, glukoz metabolizmasını olumsuz yönde etkilemektedir. Diyabette lipid peroksidasyonunun sonucu oluşan malondialdehit (MDA) miktarı artış göstermektedir. MDA proteinlerin, fosfolipitlerin ve nükleik asitlerin amino gruplarıyla reaksiyona girebilmektedir. Glutatyon (GSH) serbest radikal ve peroksitlerle reaksiyona girerek hücreleri oksidan hasara karşı korur. Ayrıca protein yapısındaki sülfhidril gruplarım indirgenmiş halde tutarak pek çok proteinin inaktive olmasını engeller. Deneysel diyabet çalışmalarında GSH miktarında aşın bir düşüş olduğu görülmüştür. Diyabetik hayvanlarla yapılan bu çalışmalarda GSH' m düşüşüne karşılık olarak MDA miktarında artış olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada STZ ile oluşturulmuş diyabetik rat korteks ve hipokampus dokusunda NCAM ekspresyonu, MDA konsantrasyonu ve GSH düzeylerinde meydana gelen değişiklikler, bu değişiklikleri önlemede iki önemli antioksidanın (melatonin ve vitamin E) etkinliği araşünlmıştir. Bu amaçla kontrol, STZ ile oluşturulmuş diyabetik ratlar, antioksidan (melatonin ve vitamin E gibi) uygulanmış rafların hipokampus ve korteksinde MDA ve GSH miktarları ölçülmüştür. Gruplar arasındaki farklılıklar çift yönlü varyans analizi kullanılarak hesaplânmışDr. Post-Hoc hesaplaması için de Bonferroni'nin /-istatistik analizi kullanılmıştır, p değeri <0.05 olarak alınmış, p değerinden küçük olan bulgular anlamlı olarak kabul edilmiştir. Elde edilen sonuçlar; STZ ile oluşturulmuş diyabetin, öğrenme ve hafızaya katılan be)'in bölgelerinde N-CAM ekspresyonunda dengesizliğe sebep olduğu görülmüştür. Diğer taraftan melatonin ve vitamin E uygulanan diyabet gruplarında MDA seviyesinin diyabet grubuna göre düşük olduğu, GSH seviyesinin ise yine diyabet grubuna göre yüksek olduğu tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Diyabet, STZ, Serbest radikaller, NCAM, Hipokampus, Korteks, Lipid peroksidasyonu, Glutatyon, Melatonin, Vitamin E, Western Blot. VI

Abstract:
ABSTRACT PhD Thesis EFFECT OF MELATONIN AND VITAMIN E ON THE EXPRESSION OF NCAM PROTEINS IN HIPPOCAMPUS AND CORTEX IN BRAIN OF EXPERIMENTALLY INDUCED DIABETIC RATS Mehmet TUZCU Firat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Biology 2004, Page: 62 Hyperglycemia plays a critical role in the development and progression of diabetic neuropathy. One of the mechanisms by which hyperglycemia causes neural degeneration is via the increased oxidative stress that accompanies diabetes. Neural cell adhesion molecules (NCAMs) are members of the immunoglobulin superfamily. There are three major NCAM forms referred to as NCAM 180, NCAM 140, and NCAM 120 which are generated by alternative splicing. It has been proposed that NCAMs mediate the synaptic changes that occur during learning and memory formation. The present study was designed to evaluate the expression of neural cell adhesion molecules (NCAM) and to examine effect of melatonin and vitamin E on this expression. Diabetes was induced in rats via intraperitoneal streptozotocin injection. NCAM expression was detected in the hippocampus, cortex by an western blotting method. In diabetes, especially uncontrolled diabetes increase in the oxidative activity, insufficiency of antioxidant defence and protein glycosylation negatively effect the glucose metabolism. Malondialdehyde (MDA) which is the product of lipid peroxidation increases in diabetes. MDA can make reactions with amino groups of nucleic acids, proteins and phospholipids. Glutathione (GSH) prevents cells from oxidant damage by making reactions with free radicals and peroxides. Furthermore, it prevent most proteins from being inactive by holding sulphydryl groups reduced, in proteins structure. In experimental diabetic studies, excessive decrease was found in GSH levels. In diabetes, MDA was found to be increased, meanwhile GSH decreased. In the present study, the changes in NCAM expression pattern. MDA concentrations and GSH levels were investigated in hippocampus and cortex of STZ-induced diabetic rats, the effects of two potent antioxidant (melatonin and vitamin E) were also studied. For this aim, MDA and GSH contents were measured in control, STZ-induced diabetic rats and antioxidant (such as melatonin and vitamin E) treated rats in hippocampus and cortex. Significance of differences between groups was evaluated by means of two-way analysis of variance in conjunction with Bonferroni's t- statistics, and/7-values <0.05 were considered statistically significant. The results suggest that streptozotocin- induced diabetes causes an imbalance in expression of NCAM in those brain regions involved in learning and memory. In addition, it was found that the MDA level decreased and GSH level increased in diabetic groups suplied with melatonin and vitamin E when compared to diabetic groups. Key words: Diabet, STZ, Free radicals, NCAM, Hippocampus, Cortex, Lipid peroxidation, Glutathione, Melatonin. Vitamin E, Western blotting. VII