Rat Hipokampusunda Fenthiona Bağlı Hasar Üzerine Atropinin Etkisinin Stereolojik ve Morfometrik Metotlarla İncelenmesi

Abstract

Tarımsal alanda insektisid olarak yaygın bir şekilde kullanılan organofosfatlar toksik özellikli olup zehirlenmeleri ülkemizde ve dünyada sık görülmektedir. Akut-geç dönem zehirlenme belirtilerine ek olarak, bellek ve öğrenme sorunları, konfüzyon-letarji, anksiyete-depresyon, dikkat bozukluğu ve hassasiyet gerektiren motor işlevlerde bozulma gibi nöropsikiyatrik rahatsızlıklar ortaya çıkabilir. Hippocampus’un bellek, öğrenme ve emosyonel davranışlar ile ilişkili fonksiyonları bilinmektedir. Çalışmamızın amacı, bir organofosfat bileşiği olan fenthion’un hippocampus CA bölgesindeki piramidal nöronlar üzerine toksik etkisini stereolojik yöntemlerle ve ışık mikroskopisi düzeyinde incelemek ve atropinin koruyucu etkisi olup olmadığını araştırmaktır. Çalışmamızda 18 adet 200-250 g ağırlıkları arasında yetişkin Wistar albino tipi erkek rat kullanıldı. Ratlar Kontrol, Fenthion ve Fenthion+Atropin olmak üzere üç gruba ayrıldı. Kontrol grubuna 0,8 g/kg serum fizyolojik (SF) subkutan olarak tek doz verildi ve bunu takiben 2 mg/kg/h SF dört saat boyunca intraperitoneal olarak uygulandı. Fenthion grubuna 0,8 g/kg fenthion subkutan olarak tek doz verildi. Fenthion ile birlikte 2 mg/kg/h SF dört saat boyunca intraperitoneal olarak uygulandı. Fenthion+Atropin grubuna ise tek doz olarak 0,8 g/kg fenthion subkutan verildi. Fenthion’u takiben 2 mg/kg/h atropin dört saat boyunca intraperitoneal olarak uygulandı. Deneyin beşinci gününde ratlar perfüze edilerek beyinleri çıkarıldı. Sağ hemisferler rutin histolojik takipten geçirilerek bloklanarak ardışık kesitler alındı ve Cresyl Fast Violet ile boyandı. Örneklerde stereolojik metotlardan optik parçalama yöntemi kullanılarak hippocampus CA bölgesindeki piramidal hücreler sayıldı. Ayrıca piramidal hücrelerin alan, çevre ve çap ölçümleri yapıldı. İncelemeler sonucunda piramidal hücre sayıları kontrol grubunda 620 803±30 818; fenthion verilen grupta 459 291±47 077; fenthion+atropin verilen grupta ise 551 328±51 710 olarak bulundu. Her üç grup arasında görülen bu farklılıklar istatistiksel olarak da anlamlı idi (p<0,05). Kontrol grubuna ait hücre alanı, çevresi ve yarıçap ölçümleri sırası ile 103 151±18 219 μm2; 1 272±98,67 μm ve 179,5±15,41 μm olarak bulundu. Fenthion verilen grupta ise bu değerler sırası ile 264 284±35 144 μm2; 1 977±133,3 μm ve 286,5±20,77 μm olarak gözlendi. Fenthion grubunda gözlenen bu artışlar istatistiksel olarak da anlamlı idi (her üç parametre için p=0.000). Fenthion+Atropin grubunda alan, çevre ve yarıçap ölçümleri sırası ile 98 682±15 091 μm2; 1 219±92,75 μm ve 175,3±15,12 μm idi. Fenthion grubu ile karşılaştırıldığında her üç parametrede istatistiksel olarak da anlamlı bir düşüş olduğu görüldü. Ayrıca Fenthion+Atropin grubu ile Kontrol grubunun karşılaştırmasında parametreler arasında anlamlı bir fark bulunmadı. Fenthion grubu ratların hippocampus CA bölgesindeki hücrelerin sitoplazmasında şişme, karyolizis ve hücrelerde piknozis olduğu gözlendi. Hücre çekirdeğinin şişmesi ile nöronların yüzey alanı, çevreleri ve yarıçaplarında ciddi miktarda artış görüldü. Fenthion+Atropin grubundaki ratların hippocampus CA bölgesindeki nöronlarda piknozis gözlenirken, nöron yüzey alanı, çevresi ve yarıçapında ciddi değişiklikler gözlenmedi. Sonuç olarak fenthion hippocampus CA bölgesindeki total piramidal hücre sayılarını belirgin bir şekilde azaltır; apoptozisi arttırır; hücrelerin alan, çevre ve yarıçapını arttırarak sitoplazmasında şişmeye neden olur. Fenthion’un zararlı etkileri atropin ile kısmen veya tamamen düzeltilebilir. Atropin, fenthion’un nörotoksik etkilerine karşı koruyucu ve düzeltici etkilere sahiptir.

Organophosphates, which are toxic compounds used extensively as insecticides in agriculture, frequently cause intoxications both in our country and in the world. In addition to the acute and delayed symptoms of intoxication neuropsychiatric disorders such as confusion, lethargy, anxiety, depression, attention deficits, impaired motor steadiness and dexterity. Hippocampal functions related to memory, learning and emotions are well known. The aim of our study was to investigate the toxic effect of fenthion on pyramidal neurons in CA area of hippocampus using stereologic methods and light microscopy and to determine whether atropine has protective effect or not. Eighteen male adult Wistar albino rats weighing 200-250 g were used. Rats were divided into three groups, namely Control, Fenthion and Fenthion+Atropin. Control group received a single dose of 0,8 g/kg subcutaneous saline followed by 2 mg/kg/h saline intraperitoneally for four hours. Fenthion group received single dose of 0,8 g/kg subcutaneous fenthion followed by 2 mg/kg/h saline intraperitoneally for four hours. Fenthion+Atropin group received a single dose of 0,8 g/kg subcutaneous saline followed by 2 mg/kg/h atropin intraperitoneally for four hours. On the fifth day animals were sacrified using cardiac perfusion method and brains were removed. Right hemispheres were embedded in paraffin; sequential sections were obtained and stained with Cresyl Fast Violet. The optical disector/fractionator sampling method was used to estimate total neuronal number in hippocampus CA region. Area, circumference and radius of neurons were measured. Pyramidal cell number was found to be 620 803±30 818, 459 291±47 077 and 551328±51 710 in Control group, Fenthion group and Fenthion+Atropin group, respectively. These differences among the groups were statistically significant (p<0,05). In the Control group area, circumference and radius of neurons were 103 151±18 219 μm2; 1 272±98,67 μm ve 179,5±15,41 μm, respectively. In the Fenthion group area, circumference and radius of neurons were 264284±35 144 μm2; 1977±133,3 μm ve 286,5±20,77 μm, respectively. These increases in the Fenthion group were statistically significant (for all of the three parameters p=0.000). In the Fenthion+Atropin group area, circumference and radius of neurons were 98682±15091 μm2; 1219±92,75 μm ve 175,3±15,12 μm, respectively. Compared to Fenthion group, a statistically significant decrease was observed in all of the three parameters. There was no statistically significant difference between parameters of Fenthion+Atropin group and Control group. Swelling, pyknosis and karyolysis were observed in the cytoplasm of cells in hippocampus CA area in Fenthion group. Swelling of the cells caused an increase in area, circumference and radius of neurons. While there was no significant neuronal surface area, circumference and radius changes in hippocampus CA area in Fenthion+Atropin group, pyknosis was seen in the same group. Fenthion significantly reduces total pyramidal neuronal number in hippocampus CA area, increases apoptosis, causes neuronal swelling and increase in area, circumference and radius of neurons. Toxic effects of fenthion can be reduced completely or partly by atropin. Atropin has protective effects on the neurotoxicity caused by fenthion.