Deneysel Kadmiyum Toksisitesinde Melatonin Hormonunun Karaciğer Üzerindeki Koruyucu Etkisi: İmmunohistokimyasal Bir Çalışma

ORİJİNAL MAKALE / ORIGINAL ARTICLE Düzce Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2011;1(2): 13-17 ISSN: 2146-443X © Düzce Üniversitesi Deneysel Kadmiyum Toksisitesinde Melatonin Hormonunun Karaciğer Üzerindeki Koruyucu Etkisi: İmmunohistokimyasal Bir Çalışma Burak Gülcen1, Ömür Karaca1, Murat Abdülgani Kuş2, Nusret Akpolat3, İlter Kuş1 ÖZET Kadmiyum (Cd) endüstride yaygın olarak kullanılan ve insan sağlığını olumsuz etkileyen ağır metallerden biridir. Bu çalışmada, sıçanlarda, kadmiyumun indüklediği akut karaciğer toksisitesine karşı melatonin hormonunun koruyucu etkisinin araştırılması amaçlandı. Ortalama 170-220 gr. ağırlığında 21 adet Wistar-Albino cinsi yetişkin erkek sıçan, rastgele üç eşit gruba ayrıldı: Kontrol, kadmiyum klorür (CdCl2), kadmiyum ve Melatonin (Cd+Melatonin). Kadmiyum grubu sıçanlara, Kadmiyum (1 mg/kg) 30 gün boyunca subkutan yoldan enjekte edilirken, Cd+Melatonin grubunda yer alan hayvanlara ise Cd (1 mg/kg) subkutan yoldan ve Melatonin (25mg/kg) 30 gün boyunca, her gün, intraperitonel yoldan enjekte edildi. Kontrol grubu sıçanlara ise salin enjekte edildi. Karaciğer dokuları, immunohistokimyasal yöntem ile Isı Şok proteini 70 (IŞP70) immunoreaksiyonu için boyandı. Kadmiyum grubu sıçanlarda, kadmiyum toksisitesine bağlı olarak karaciğerde, IŞP70 immunoreaksiyonunu gösteren yoğun bir boyanma görüldü. Kadmiyum ile birlikte melatonin enjekte edilen sıçanlara ait karaciğer doku kesitlerinde ise minimal IŞP70 boyanması tespit edildi. Melatonin hormonunun, kadmiyumun toksik etkisininin göstergesi olan IŞP70 immunoreaksiyonunu önemli ölçüde azalttığı ve karaciğer hasarına karşı koruyucu rol oynadığı tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Kadmiyum, melatonin, karaciğer, IŞP70. The Protective Effects Of Melatonin Hormone Against Experimental Cadmium Toxicity In The Liver: An Immunohistochemical Study ABSTRACT Cadmium (Cd) is one of the heavy metals which widely used in industry and adversely affecting human health. The potential for protective effects of melatonin on cadmium-induced acute liver injury in rats was investigated in this work. Twenty-one male Wistar-Albino rats were randomly divided into three equal groups: control, cadmium chloride (CdCl2), cadmium and melatonin (Cd+Melatonin). Rats in Cd group were injected subcutaneously with Cd (1 ml/kg) for 30 days, while rats in Cd+Melatonin group were injected subcutaneously with Cd (1 mg/kg) and injected intraperitoneally plus melatonin (25 mg/kg) for 30 days. Control rats were injected salin. Hepar tissues were stained with heat shock protein 70 (Hsp70) immunohistochemically performed. A dense staining indicating Hsp70 immunoreaction was observed in the liver depending on the toxicity of cadmium in the rats of cadmium group. The liver tissue sections of rats injected with melatonin and Cd, the HSP70 staining was detected minimal. It was detected that Melatonin hormone significantly reduced Hsp70 immunoreaction which is an indicator of cadmium toxicity and plays a protective role against the liver damage. Key Words: Cadmium, melatonin, liver, Hsp70. 1 Anatomi Anabilim Dalı, Tıp Fakültesi, Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir, Türkiye 2 Sağlık Yüksekokulu, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Burdur, Türkiye 3 Patoloji Anabilim Dalı, Tıp Fakültesi, İnönü Üniversitesi, Malatya, Türkiye Correspondence: Dr. Ömür Karaca, e-mail: Düzce Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2011; 1 (2): 13-17 13 GÜLCEN ve Ark. GİRİŞ Kadmiyum (Cd), havada, toprakta ve yiyeceklerde bulunan ağır bir metaldir. Cd, sigara, batarya, boya maddeleri vb. gibi endüstriyel ürünlerin içinde bulunmaktadır. Sigara önemli bir kadmiyum kaynağıdır ve bir adet sigara 1-2 μg kadmiyum içerir (1). Cd, ince bağırsaklardan absorbe olur ve idrarla atılır (2). Karaciğer ve böbrek, sistemik kadmiyumun elimine edilmesinde rol oynayan birincil organlardır (3). Vücuda giren kadmiyum, kan dolaşımındaki proteinlere ve kan hücrelerine bağlanarak taşınır (4). Vücutta karaciğer fibrozisi, böbrekte tübüler disfonksiyon, hipertansiyon, osteoporoz ve kanser gibi bazı patolojik durumlara sebep olabilir (5). Kadmiyumun oluşturduğu sitotoksik etkilerden, serbest radikaller oluşturması ve antioksidan savunma sisteminde bozukluğa neden olması sorumlu tutulmaktadır (6,7). Serbest radikaller hücrede proteinleri, DNA’yı ve membran lipitlerini etkileyerek hücre fonksiyonlarının ve bütünlüğünün bozulmasına neden olmaktadır. Kadmiyumun toksik etkilerine karşı melatonin (8), taurin (9), naringenin (10), çinko ve bazı vitaminlerin (selenyum) (11) etkileri araştırılmış ve farklı sonuçlar elde edilmiştir. Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine), pineal bez tarafından sirkadiyan ritimde ve karanlıkta salgılanan bir hormondur. Vücutta endokrin sistemin düzenlenmesi, immun fonksiyonun arttırılması, düz kas tonusunun ayarlanması ve gonadal fonksiyonların baskılanması gibi birçok fizyolojik işlevlerde görev alır (12). Melatonin hem lipofilik hem de hidrofilik olmasından dolayı vücudun her hücresine girebilme özelliği bulunduğundan, deoksiribo nükleik asidi (DNA), mebran lipitlerini ve sitozolü korumaktadır (13). Melatoninin farklı organ ve dokularda direkt serbest radikal süpürücü ve indirekt antioksidan etkiye sahip olduğu yapılan çalışmalarla gösterilmiştir (8, 14). Melatonin antioksidan özelliğini, süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GPx) ve glukoz-6 fosfat dehidrogenaz (G6PD) gibi enzimleri aktive ederek gösterir (15). Isı şoku proteinleri (IŞP), sitoplazmada, mitokondride ve endoplazmik retikulumda proteinlerin birleşmesine, paketlenmesine, taşınmasına, yıkımına ve toplanmasına yardım eden moleküler kavalyelerdir (16,17). İlk olarak hücrelerde ısı şokuyla tespit edildikleri için IŞP adıyla anılırlar (18). Bu protein ailesinden olan 70 kDa’lık IŞP70 (HSP70), stressiz hücrelerde çok düşük miktarlardayken, stresi takiben hızlı bir yükselme gösterdiği için en sık çalışılan IŞP’dir. Bu proteinler herhangi bir stres sebebiyle hücre zarar gördüğünde, hücre içi proteinlerini onararak yapılarını korur ve fonksiyonlarının devamını sağlarlar (19). Dokularda IŞP70’in immunoreaktivitesinin artması, herhangi bir nedenle oluşan toksik etkinin IŞP sentezini indüklediğini ifade etmektedir. Böylece IŞP70’in dokudaki ve hücredeki immunolokalizasyonunun immunohistokimyasal olarak gösterilmesi o hücrede oksidatif hasarın olduğunun bir göstergesidir. Bu çalışmada, sıçanlarda, kadmiyum’un hepatotoksik etkisine karşı melatonin hormonunun koruyucu etkisinin, immunohistokimyasal yöntemle, karaciğerde IŞP70 protein sentezi analiziyle ortaya konulması amaçlandı. GEREÇ VE YÖNTEM Çalışmamızda, ağırlıkları 170-220 gram arasında değişen toplam 21 adet yetişkin erkek Wistar-Albino cinsi sıçan kullanıldı. Rastgele üç eşit gruba ayrılan sıçanlar, özel hazırlanmış kafeslerde, ısısı ayarlanmış (22±1 ºC), 12 saat güneş ışığı alan ve özel havalandırma tertibatı olan ortamda, yeterli miktarda su ve sıçan yemi ile beslendi. Kontrol grubu sıçanlara, 30 gün boyunca ve her gün su (...truncated)