Sıçanlarda kronik magnezyum kullanımının beyin, çizgili ve düz kas fonksiyon ve biyokimyasına etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of chronic magnesium use on brain, skeletal and smooth muscle function and biochemistry in rats
Yazar: TALHA BAŞAR KOÇ
Danışman: PROF. DR. NAZAN UYSAL HARZADIN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Bellek = Memory ; Beyin = Brain ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kas kuvveti = Muscle strength ; Kaslar = Muscles ; Magnezyum = Magnesium ; Nörofizyoloji = Neurophysiology ; Sıçanlar = Rats ; Öğrenme = Learning

Özet:
Magnezyum dengesi hücrelerin yaşamsal ve işlevsel fonksiyonlarında önemlidir. Bu çalışmanın amacı; kronik magnezyum kullanımının beyin, çizgili ve düz kaslardaki magnezyum seviyelerine, kas gücüne, düz kasta gevşeme yanıtlarına, duygusal ve bilişsel işlevlere etkilerini araştırmaktır.
Sprague Dawley dişi sıçanlar 4 gruba ayrıldı (magnezyum sitrat, magnezyum glisinat, magnezyum malat ve kontrol grubu, n=38). Sıçanlara magnezyum 8 hafta oral gavaj yoluyla verildi. Öğrenme-bellek (Morris yüzme testiyle), anksiyete-depresyon (yükseltilmiş artı labirent, açık alan ve zorlu yüzme testleriyle), motor koordinasyon-kas gücü (rotarod ve ön ayak kavrama testleriyle) ölçüldü. Davranış testlerinden sonra sıçanların kan, beyin ve kas dokuları alındı. 
Tüm beyin, ayrıca amigdala, striatum, prefrontal korteks, hipokampus bölgelerinde BDNF ve magnezyum; gastrocnemius ve soleus çizgili kaslarında, aort ve uterus düz kaslarında magnezyum düzeyleri incelendi.
Morris yüzme testinde sitrat grubunun platformu bulma süresi kontrol grubuna göre kısa, hedef kadranda geçirdiği süre daha uzun tespit edildi. Sitrat grubunda amigdalanın magnezyum düzeyi, hipokampusun BDNF seviyeleri kontrole göre yüksekti. Magnezyum sitratın bilişsel işlevleri iyileştirerek öğrenme ve belleğe olumlu etki gösterdiği ortaya koyuldu. 
Açık alan testinde glisinat grubu orta alanda kontrol grubuna göre daha uzun süre bulundu ve tüm magnezyum grupları daha az tigmotaksi gösterdi. Kortikosteron seviyeleri sitrat ve malat gruplarında kontrole göre düşüktü. Bu çalışmada magnezyum bileşiklerinin anksiyolitik etkinliği desteklenmiştir. 
Çizgili kas gücü değerlendirmesinde magnezyum malat kontrole göre kavrama gücünü artırdı, magnezyum sitrat ve glisinat azalttı. Çizgili kaslarda magnezyum düzeyi malat grubunda kontrole göre yüksek, glisinat grubunda düşüktü. Malat grubunda açık alan testinde lokomotor aktivite yüksekti. Magnezyum malatın, çizgili kaslarda yüksek oranda tutularak kas gücü ve performansını artırdığı düşünüldü. 
Magnezyumun torasik aortada sodyum nitroprussid aracılı gevşeme yanıtı magnezyum sitrat ve magnezyum malat grubunda kontrole göre azaldı. Aort magnezyum seviyeleri ise sitrat ve malat grubunda kontrole göre yüksekti. Magnezyumun sitrat ve malat bileşikleri düz kasta daha etkin tutulduğundan aortta kasılmayı takiben kalsiyum iyonlarının bağlantı bölgelerinden serbestleşmesini azaltmış ve gevşeme yanıtını azaltmış olabilir.

Abstract:
Magnesium balance is important in the vital and functional for cells. The aim of the study to investigate the effects of chronic magnesium use on magnesium levels in the brain, skeletal and smooth muscles, muscle strength, smooth muscle relaxation responses, emotional and cognitive functions.
Sprague Dawley female rats were divided into 4 groups (magnesium citrate, magnesium glycinate, magnesium malate and control group, n=38). The rats were given magnesium by oral gavage for 8 weeks. Learning-memory (with the Morris water maze test), anxiety-depression (with the elevated plus maze, open field and forced swim tests), motor coordination-muscle strength (with the rotarod and forelimb grip strength tests) were measured.
The whole brain, as well as the amygdala, striatum, prefrontal cortex, hippocampus regions, BDNF and magnesium; magnesium levels in the gastrocnemius and soleus skeletal muscles, aortic and uterine smooth muscles were examined.
In the Morris water maze test, the citrate group's time to find the platform was shorter than the control group, and the time spent in the target quadrant was longer. Magnesium levels of the amygdala and BDNF levels of the hippocampus were higher in the citrate group compared to the control group. Magnesium citrate had a positive effect on learning and memory by improving cognitive functions.
In the open field test, the glycinate group was found longer in the middle field than the control group, and all magnesium groups showed less thigmotaxis. Corticosterone levels were lower in the citrate and malate groups compared to the control. In this study, the anxiolytic activity of magnesium compounds was supported.
In the evaluation of skeletal muscle strength, magnesium malate increased grip strength, magnesium citrate and glycinate decreased compared to control. Magnesium levels in skeletal muscles were higher in the malate group than in the control group, and lower in the glycinate group. Locomotor activity was higher in the open field test in the malate group. Magnesium malate was thought to increase muscle strength and performance by keeping it high in skeletal muscles.
Sodium nitroprusside-mediated relaxation response of magnesium in the thoracic aorta was decreased in the magnesium citrate and magnesium malate groups compared to the control. Aortic magnesium levels were higher in the citrate and malate groups compared to the control. Since magnesium citrate and malate compounds are more effectively retained in smooth muscle, they may have decreased the release of calcium ions from the junctional sites following aortic contraction and reduced the relaxation response.