Formaldehit ile apoptozis ve oksidatif strese indüklenen sıçan hippocampuslerinde Arbutus Unedo l. özütünün etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of Arbutus Unedo l. extract on rat hyppocampus incuded with apoptosis and oxidative stress by formaldehyde
Yazar: MEHTAP ERDOĞAN
Danışman: PROF. DR. TUNCAY ÇOLAK
Kocaeli Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Anatomi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Anatomi = Anatomy

Özet:
Amaç: Formaldehit (FA), tıbbi laboratuvarlarda kadavra, doku, hücre tespit ve tahnitinde kullanılan temel kimyasal maddedir. FA; protein, DNA, RNA ve doymamış yağ asitleri ile birleşerek toksik etki oluşturmaktadır. FA insan vücudunda başta sinir sistemi olmak üzere pekçok sistemi olumsuz etkilemektedir. FA; hippocampus üzerinde nörotoksik etkiler oluşturarak öğrenme ve hafıza fonksiyonları etkilemektedir. 
Ericaceae familyasından olan Arbutus Unedo L. (AUL), Akdeniz ülkelerinde yaygın şekilde yetişen meyveli bir bitkidir. AUL meyve ve yapraklarında yüksek antioksidanlar ihtiva ettiği için bazı toplumlarda gıda ve tıbbi amaçlı kullanımları rapor edilmiştir. AUL'den elde edilen farklı özütler ile yapılan araştırmalarla AUL'un antioksidan, antienflamatuar, antibiyotik, antifungal, antiparazitik, antiagregan, antidiyabetik, antihipertansif, antitümoral ve spazmolitik etkilere sahip olduğu tespit edilmiştir. 
Çalışmamızda yüksek doz FA inhalasyonuna maruz bırakılan sıçanlarda Arbutus unedo L. Ekstratı/Özütü (AUE) içeriğindeki antioksidan oranlarından dolayı hippocampus üzerinde oksidatif stresi ve apoptotik hücre ölümünü azaltabileceğini stereolojik ve biyokimyasal parametrelerle göstermeyi amaçladık.
Yöntem: Çalışmamızda; 36 adet Wistar-Albino cinsi dişi sıçan kullanılmıştır. Deneye başlamadan önce AUE mevsiminde toplanan AUL meyvelerinden uygun yöntemler ile elde edilmiştir. Elde edilen ekstratın HPLC (High Performance Liquid Chromatography) analizi yapılarak deneye başlanmıştır. Sıçanlar rastgele seçilerek her grupta 9'ar adet olmak üzere toplam 4 gruba ayrılmıştır. Kontrol Grubu (KG) sıçanlara deney süresince normal hava verilmiştir. Deney Grubu (DG) ve Formaldehit Grubu (FG) sıçanlara günlük oral gavaj ile 20 mg/kg AUE ve 10 ppm FA inhalasyon yöntemi ile uygulanmıştır. Sham Grubu (SG) sıçanlara günlük 10mg/kg AUE oral gavaj ile uygulanmıştır. Uygulamalar günde 4 saat, haftanın beş günü olmak üzere totalde 5 hafta boyunca tekrar edilmiştir. 
Deney sonunda sıçanlar, kan örnekleri alındıktan sonra derin aneztezi altında dekapitasyon yöntemi ile sakrifiye edilmiştir. Sonrasında hayvanların cerebral hemisferleri çıkarılmıştır. İmmünohistokimyasal değerlendirme için beyin dokusunun ilgili bölümünde (hippocampus CA3), Kaspaz-3(Caspase-3) metodu ile apoptotik hücre sayı indeksine bakılmıştır. Biyokimyasal analizlerde, serumda BDNF (Beyin Türevli Nörotrofik Faktör Protein), MDA (Malondialdehit), NO (Nitrik Oksit) ve GSH (Glutatyon) değerleri incelenmiştir.
Bulgular: Deneyimizde FA'e maruz kalan sıçanların ağırlık oranlarında diğer gruplara oranla anlamlı bir fark bulunmamıştır. (p>0,05)
Gruplar arası karşılaştırmalarda, MDA, NO ve H-score değerlerinde anlamlı bir farklılık bulunmuş (p<0,05, p<0,05 ve p<0,001) ancak BDNF ve GSH değerlerinde anlamlı bir fark bulunmamıştır. (p>0,05, p>0,05)
İmmünohitokimyasal Kaspaz-3 değerlendirmelerinde deney grubundaki hücre oranı sham ve kontrol grubuna göre farklılık gösterse de deney ve sham gruplarındaki apoptoz hücre oranında azalama belirlenmiştir. 
Sham grubunun MDA değerleri hem deney hem de FA gruplarından anlamlı derecede düşük bulunmuştur (p<0,05, p<0,05). Grupların ortalama MDA değerleri incelendiğinde; en düşük MDA değeri Sham grubunda olduğu belirlenmiştir.
AUE uygulanan gruplarda ortalama MDA değerlerinin düşme eğilimi gösterdiği gözlemlenmiştir. Deney grubuna uygulanan AUE'nin FA'in oluşturduğu oksidatif stresi azaltma eğiliminde olduğu ancak bu düşüşün anlamlı düzeyde olmadığı bulunmuştur.
Sonuç: Araştırma çalışmamızdan elde ettiğimiz sonuçlar ile; apoptotik hücre sayısının en yüksek FA grubunda olması, FA 'in hippocampuste sebep olduğu oksidatif hasara işaret etmektedir. FA grubundaki apoptotik hücre sayısının deney grubuna göre yüksek olması ve sham grubunda ise tüm gruplara oranla en az apoptotik hücre sayısı varlığı AUE'nın cerebral hücre hasarını azalttığı şeklinde yorumlanabilir. 
BDNF değerlerinin KG ratlarda FA grubu ratlara oranla daha yüksek olması; nöranal ölüme protein düzeyinde ölümün de eşlik ettiği şeklinde yorumlanabilir. BDNF değerinin sham grubunda, FA grubuna göre daha düşük bulunması ise AUE 'nin FA maruziyetine bağlı olarak ortaya çıkan negatif etkileri kısmen düzelttiği şeklinde yorumlanabilir.

Anahtar Kelimeler: Formaldehit, Arbutus Unedo L., BDNF, Glutatyon, Hippocampus

Abstract:
Object: Formaldehyde (FA) is the basic chemical used in cadaver, tissue and cell fixation and embalming in medical laboratories. FA; It creates a toxic effect by combining with proteins, DNA, RNA and unsaturated fatty acids. FA; It negatively affects many systems in the human body, especially the nervous system. FA; It affects learning and memory functions by creating neurotoxic effects on the hippocampus.
Arbutus Unedo L. (AUL), from the Ericaceae family, is a fruiting plant that grows widely in Mediterranean countries. Since AUL contains high antioxidants in its fruits and leaves, its use for food and medicinal purposes has been reported in some societies. With research conducted with different extracts obtained from AUL; AUL has been found to have antioxidant, anti-inflammatory, antibiotic, antifungal, antiparasitic, antiplatelet, antidiabetic, antihypertensive, antitumoral and spasmolytic effects.
In our study, we aimed to demonstrate with stereological and biochemical parameters that Arbutus unedo L. Extract (AUE) can reduce oxidative stress and apoptotic cell death on the hippocampus in rats exposed to high dose FA inhalation, due to the antioxidant rates it contains.
Method: In our study; 36 Wistar-Albino female rats were used. Before starting the experiment, Arbutus unedo extract was obtained from AUL fruits collected in season by appropriate methods. The experiment was started by performing HPLC (High Performance Liquid Chromatography) analysis of the obtained extract. Rats were randomly selected and divided into 4 groups, 9 in each group. Control Group (CG) rats were given normal air throughout the experiment. Experimental Group (EG) and Formaldehyde Group (FG) rats were administered daily oral gavage with 20 mg/kg AUE and 10 ppm FA by inhalation method. Sham Group (SG) rats were administered 10mg/kg AUE daily by oral gavage. The applications were repeated 4 hours a day, five days a week, for a total of 5 weeks.
At the end of the experiment, the rats were sacrificed by decapitation method under deep anesthesia after blood samples were taken. Afterwards, the cerebral hemispheres of the animals were removed. For immunohistochemical evaluation, the apoptotic cell number index was examined in the relevant section of the brain tissue (hippocampus CA3) with the Kaspaz-3 method. In biochemical analyses, BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor Protein), MDA (Malondialdehyde), NO (Nitric Oxide) and GSH (Glutathione) values were examined in serum.
Results: In our experiment, there was a decrease in the weight ratios of rats exposed to FA compared to other groups (p <0.05).
In comparisons between groups, a significant difference was found in MDA, NO and H-score values (p<0.05, p<0.05 and p<0.001), but no significant difference was found in BDNF and GSH values. (p>0.05, p>0.05).
In immunohytochemical Kaspaz-3 evaluations, although the cell rate in the experimental group differed compared to the sham and control groups, a decrease in the rate of apoptosis cells in the experimental and sham groups was determined.
MDA values of the Sham group were found to be significantly lower than both the Experiment and FA groups (p<0.05, p<0.05). When the average MDA values of the groups are examined; the lowest MDA value was determined to be in the Sham group.
It was observed that the average MDA values tended to decrease in the AUE applied groups. It was found that AUE applied to the experimental group tended to reduce the oxidative stress caused by FA, but this decrease was not significant.
Conclusions:
With the results we obtained from our research study; The fact that the number of apoptotic cells was highest in the FA group indicates the oxidative damage caused by FA in the hippocampus. The fact that the number of apoptotic cells in the FA group was higher than the experimental group and the presence of the lowest number of apoptotic cells in the sham group compared to all groups can be interpreted as AUE reducing cerebral cell damage.
BDNF values were higher in CG rats than in FA group rats; It can be interpreted that neuronal death is accompanied by death at the protein level. The fact that the BDNF value was found to be lower in the sham group than in the FA group can be interpreted as AUE partially correcting the negative effects that occur due to FA exposure.

Key words: Formaldehit, Arbutus Unedo L., BDNF, Glutatyon, Hippocampus