RATLARDA FRUKTOZ İLE OLUŞTURULMUŞ METABOLİK SENDROM MODELİNDE ALLOPURİNOLUN BÖBREK FONKSİYONLARI ÜZERİNE KORUYUCU ETKİSİ

Transkript

1 RATLARDA FRUKTOZ İLE OLUŞTURULMUŞ METABOLİK SENDROM MODELİNDE ALLOPURİNOLUN BÖBREK FONKSİYONLARI ÜZERİNE KORUYUCU ETKİSİ Kadriye YILDIRIM 1, Mustafa DEMİR 2, Özlem ÜÇER 3, Mehmet TUZCU 4, Necip İLHAN 5, Nevzat GÖZEL 1, Ayhan DOĞUKAN 2 1-Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi İç Hastalıkları ABD 2-Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi Nefroloji BD 3-Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi Patoloji ABD 4-Fırat Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji BD 5-Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyokimya ABD

2 Metabolik sendrom İnsulin direnciyle başlayan; abdominal obezite, glukoz intoleransı veya diabetes mellitus, dislipidemi, hipertansiyon ve koroner arter hastalığı gibi sistemik bozuklukların birbirine eklendiği ölümcül bir endokrinopatidir. = İnsulin direnci sendromu = Sendrom X = Polimetabolik sendrom = Ölümcül dörtlü = Uygarlık sendromu gibi farklı terimlerle de tanımlanmaktadır

3 Metabolik sendrom için IDF tanı kriterleri Santral obezite: Bel çevresinin erkekte 94 cm. kadında 80 cm olması Diğer kriterler (ek olarak aşağıdaki en az iki kriterin varlığı) Artmış trigliserid düzeyi: 150mg di HDL -kolesterol: erkekte< 40 mg di. kadında< 50 mg/dl Artmış kan basıncı: sistolik kan basıncının 130 mm Hg veya diastolik kan bas ıncının 85 mm Hg olması Açlık kan glukozu: 100 mg dl olması

4 Deneysel Metabolik Sendrom Modelleri Genetik modeller Diyetle oluşturulan modeller Yüksek yağ Yüksek yağ + karbonhidrat Yüksek sükroz Yüksek fruktoz diyeti

5 Fruktozla İndüklenmiş Metabolik Sendrom - Fruktoz hem insanlarda hem de kemirgenlerde ürik asit konsantrasyonlarını artırmaktadır. - Fruktoz bazlı bir öğün sonrasında ürik asit miktarı 1-4 mg/dl ye kadar artabilmektedir - GLUT 5, fruktozun hücre içine alınmasına aracılık eder. - Beyin ve pankreasın ß hücrelerinde GLUT 5 olmadığından fruktoz hücre içine alınamamaktadır. - Dolayısı ile fruktozdan zengin bir diyetle beslenirken doygunluk hissi oluşmaz. Doygunluk hissi olmadığı için de daha fazla gıda alınımına bağlı olarak MS gelişir. - Fruktoz aşırı alındığı zaman karaciğerde metabolize olamaz ve hızlı bir şekilde asetil KoA ya dönüşür. - Toklukta, hücre enerjiden zengin olduğu için asetil KoA TCA siklusuna girmek yerine yağ asidi sentezine kayar. Dolayısıyla fruktoz triaçilgliserol miktarını artırır.

6 Metabolik Sendrom / Böbrek Diyabet ve obezite, yağ dokusu ve böbrekte makrofaj infiltrasyonu ile ilişkili düşük dereceli inflamasyon durumlarıdır. Artmış yağ dokusu, adipokinlerin salınımını tetiklemekte ve reaktif oksijen radikalleri sentezi aracılığıyla renal hasara neden olmaktadır. Artmış postprandiyal fruktoz konsantrasyonu proksimal tübüler hasara neden olabilen inflamatuvar mediatorleri aktive etmektedir.

7 Ürik asit Hiperüriseminin obezite, dislipidemi, hiperglisemi ve hipertansiyon gibi metabolik sendrom komponentleri ile ilişkisi tanımlanmıştır Ürik asit yüksekliği nedeni ile oluşan endotelyal disfonksiyon sonucu nitrik oksit üretimi azalır.

8 Ürik Asitin Etkileri Oksidan/antioksidan etkiler İnflamasyon ve vazokonstrüksiyon Endotelyal disfonksiyon Renin-anjiotensin-aldosteron sistemi Hipertansiyon

9 Sitokinler TNF-α, IL-6, TGF-β, NF-κB ; proinflamatuar ve fibrojenik moleküllerdir SMAD ; TGF-β ile indüklenen apopitozisi tetikleyen hücre içi protein.

10 Çalışmanın Amacı Ratlarda fruktoz ile oluşturulmuş diyetsel metabolik sendrom modelinde, bir ksantin oksidaz enzim inhibitörü olan allopurinolun; Böbrek ve karaciğer fonksiyon testleri, Serum lipid düzeyleri, İnflamatuvar belirteçler ile Karaciğer ve böbrek histopatolojisi üzerine etkilerini araştırmak

11 Çalışmaya 8 haftalık, 28 adet Wistar Albino ırkı dişi ratlar alındı Çalışma grupları Standart diyet Fruktozca zengin diyet (%60 fruktoz) Allopurinol grubu (20 mg/kg/gün) Fruktoz + allopurinol grubu

12 Bulgular Biyokimyasal değerlendirme Histopatolojik değerlendirme Western blot yöntemi

13 Biyokimyasal parametreler Parametre Kontrol Fruktoz Allopurinol Ure 14,900 22, ,4400 Kreatinin 0,5160 1,0120 0,5740 AST 21, , ,9000 ALT 49, , ,0000 HDL 28, , ,4000 Glukoz 102, , ,4000 Total kolesterol 66,200 73, ,2000 Trigliserit 77, , ,6000 LDL 27, , ,0000 Ürik asit 1,0200 1,3000 0,4600 P <0.05: istatistiksel açıdan anlamlı P>0.05: anlamsız

14 Biyokimyasal parametreler Parametre Kontrol Fruktoz Fruktoz+ allopurinol Ure 14,9 22,1 14,6 Kreatinin 0,51 1,01 0,51 AST 21,4 38,8 20,2 ALT 49,2 70,0 46,0 HDL 28,0 14,0 27,6 Total kolesterol 66,2 73,0 66,8 Trigliserit 77,2 98,0 95,4 Glukoz 102,4 119,2 111,6 LDL 27,0 40,0 20,2 Ürik asit 1,02 1,3 0,75 P <0.05: istatistiksel açıdan anlamlı

15 Yüksek fruktozla beslenen ratlarda allopurinolun serum ürik asit seviyesi üzerine etkisi P=0,304 P=0,02

16 Histopatolojik inceleme-1 Tablo 6. Fruktoz, allopurinol ve fruktoz+allopurinol uygulamasının karaciğer dokusundaki morfolojik değişiklikler üzerine etkisi Morfolojik değişiklikler Kontrol Fruktoz Allopurinol Fruktoz Allopurinol Hepatosellüler nekroz Sinüzoidal düatasyon Portal inflamasyon Yağlı değişiklik : Yok, +: hafif (<%25), ++:orta (%25-%50), +++: şiddetti (>%50)

17 Kontrol: Normal histolojide karaciğer dokusu Fruktoz: Karaciğer hepatositlerinde hidropik şişme, nekroz ve orta derece portal kronik inflamasyon Allopurinol: Karaciğer hepatositlerinde hafif nekroz Fruktoz+Allopurinol: Karaciğer hepatositlerinde hafif nekroz

18 Histopatolojik inceleme-2 Fruktoz, Alllopurinol ve fruktoz+allopurinol uygulamasının böbrek dokusundaki morfolojik değişiklik üzerine etkisi Morfolojik değişiklikler Kontrol Fruktoz Allopurinol l Fruktoz Allopurinol Tübüler dejenerasyon ve rejenerasyon Tübüler vakuolizasyon Tübüler dilatasyon İnterstisyel inflamasyon : Yok, +: hafif (<%25), ++:o rta (%25--%50), +++: şiddetti (>%50)

19 Kontrol: Normal histolojide böbrek dokusu, Fruktoz: Böbrekte tübüler dejenerasyon ve vakuolizasyon, Allopurinol: Böbrekte hafif tübüler dejenerasyon, Fruktoz+Allopurinol: Böbrekte hafif tübüler dejenerasyon

20 NF-κB TGF-β TNF-α IL-6 SMAD-3 IL-6, NF-κB, TGF-β, TNF-α, fruktoz verilen grupta kontrol grubuna göre yüksek (p<0.05) SMAD-3 ekspresyonu fruktoz verilen grupta kontrol grubuna göre düşük (p<0.05) Fruktoz+Allopurinol uygulaması ile; TGF-β, IL-6 TNF-α ve NF-κB ekspresyonlarında anlamlı azalma (p<0.05), SMAD-3 ekspresyonlarında anlamlı artış (p<0.05).

21 Tartışma Büyük epidemiyolojik çalışmalar MS prevalansının serum ürik asit düzeylerine göre dereceli bir artış gösterdiğini ortaya çıkarmıştır. Ancak belirlenen tanısal kriterlerden hiçbiri MS tanımında serum ürik asit düzeylerini içermemektedir Ürik asidin düşürülmesi ile endotelyal ve adiposit fonsiyonlarında düzelme, kan basıncı ve insülin direncinde azalma sağlanır.

22 -Nakagawa ve ark. ( Am J Physiol Renal Physiol 2006) Yüksek fruktozlu diyet alan sıçanlarda ürik asidin allopurinol ile düşürülmesi ile metabolik sendromun özelliklerinin gelişiminin önlenebildiğini göstermişlerdir. Özellikle, allopurinol uygulaması fruktozla indüklenen hipertrigliseridemiyi ve kilo artışını azaltmıştır. Trigliserit düzeylerinde benzer sonuç elde edemeyişimizin nedeninin; sürenin azlığı, rat türlerinin farklılığı, örneklem sayısının azlığı gibi sebeplere bağlı olabileceği düşünülmüştür.

23 -Carlos ve ark.(am J Nephrol 2009) Sprague-Dawley cinsi ratlarda 20 hafta %60 fruktoz vererek oluşturdukları MS modelinde serum ürik asit seviyelerinin yüksek früktozla beslenen ratlarda istatiksel olarak yüksek olduğunu saptamışlardır. - Çalışmamızda yüksek dozda fruktoz ile beslenen ratlarda serum ürik asit düzeyi kontrol grubuna göre %31 oranında yüksek saptandı ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi. - Bunun nedeni, çalışmalar arasında süre farklılığı ve rat sayısının farklılığına bağlanabilir.

24 -S anchez-lozada ve ark. (Am J Physiol Renal Physiol 2007) Fruktoz ile oluşturulmuş MS modelinde böbrekte; inflamatuvar mediatorlerde artış, glomeruller kalınlaşma ve yağlı değişiklikler saptamışlardır. -Çalışmamızda fruktozla beslenmiş ratların böbrek dokularında histopatolojik incelemede tübüler dejenerasyon, tübüler vakuolizasyon, interstisyel inflamasyon bulunmuştur ancak yağ infiltrasyonu tespit edilmemiştir. -Fruktoz ve allopurinolun beraber verildiği ratlarda ise minimal derecede tübüler dejenerasyon izlenmesine karşın, interstisyel inflamasyon ve tübüler vakuolizasyon görülmemiştir.

25 -Literatür taramasında yapılan çalışmalarda furuktoz ile oluşturulan metabolik sendrom modellelerinde karaciğerde yağlanma saptandığı görülmektedir. - Çalışmamızda fruktozla beslenen ratlarda hepatoselluler nekroz, portal inflamasyon, sinuzaidal dilatasyon görülmüş, buna karşılık yağlı değişiklik görülmemiştir. - Fruktoz+allopurinol alan grupta da yağlı değişiklik görülmemiş, hepatoselluler nekroz, portal inflamasyon ve sinuzoidal dilatasyon azalmıştır. Çalışmamızda karaciğer dokularında yağlı değişikliklerin görülmemiş olmasını açıklamak zor olsa da, bu durumun yüksek miktarda fruktozun yağlı değişiklik safhasını görme fırsatı bulmadan karaciğer dokularında hasara yol açmasından kaynaklandığı söylenebilir.

26 -Fumihiro ve ark. (Clin Exp Nephrol 2013) MS modeli oluşturdukları ratlarda 8 hafta sonunda böbrekte TGF-β1, SMAD2/3/4, TNF-α ve NF-κB ekspresyonlarının arttığını saptamışlardır. Çalışmamızda da benzer sonuçlar elde edilmiştir: -Ancak SMAD 3 expresyonu sonuçları çalışmamızda farklılık göstermektedir. Çalışmamızda SMAD3 expreyonu fruktoz verilen grupta azalmış, Fruktoz+ allopurinol verilen grupta ise artmıştır.

27 Sonuç Metabolik sendrom sakatlıklar ile işgücü kaybına neden olmaktadır. Bu nedenle patogenezde rol alan inflamatuvar belirteçleri hedef alan tedavi modaliteleri ile hem metabolik sendrom hem de buna bağlı komplikasyonların önüne geçilebilir. Yaptığımız bu çalışmada: Bir ksantin oksidaz inhibitörü olan allopurinol, fruktozun böbrek ve karaciğer dokusunda neden olduğu hasar açısından önleyici bir etki göstermiştir. Bu konuda daha ileri deneysel ve klinik çalışmalara ihtiyaç olduğu açıktır.

28 TEŞEKKÜRLER