Ratlarda Fotoperiyot Değişimlerinde Alfa Lipoik Asit Uygulamasının Oksidatif Göstergeler, Melatonin ve Kortizol Hormonları ile Bazı Kan Parametrelerine Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada; gün aşırı değiştirilen biyoritm tarzında uygulanacak fotoperiyodun canlı fizyolojisi ve biyokimyasına etkilerinin araştırılması amacıyla; oksidatif göstergeler, melatonin ve kortizol ile bazı kan parametrelerinin araştırılması hedeflenmiştir. Bunun yanı sıra güncel ve etkin bir antioksidan olarak kabul edilen alfa lipoik asit desteğinin bu sürece etkisi de izlemeye alınmıştır.

Deney hayvanı olarak 84 adet yaklaşık 250-300 gr ağırlıklı, erkek, Sprague-Dawley rat kullanılmıştır. Ratlar 7 eşit gruba ayrılmıştır ve gruplar aşağıdaki şekilde adlandırılmıştır; grup 1: Kontrol grubu (KG) olarak belirlenen ve 12/12 Aydınlık/Karanlık (A/K) döngüsü uygulanan grup. Grup 2: Aydınlığı uzatılmış zeytinyağı grubu (AZG) olarak belirlenen, dönüşümlü olarak bir gün 16/8 A/K, bir gün 12/12 A/K döngüsü uygulanan ve oral gavaj ile 2 cc/kg/gün zeytinyağı verilen grup. Grup 3: Karanlığı uzatılmış zeytinyağı grubu (KZG) olarak belirlenen, dönüşümlü olarak bir gün 8/16 A/K, bir gün 12/12 A/K döngüsü uygulanan ve oral gavaj ile 2 cc/kg/gün zeytinyağı verilen grup. Grup 4: Aydınlığı uzatılmış su grubu (ASG) olarak belirlenen dönüşümlü olarak bir gün 16/8 A/K, bir gün 12/12 A/K döngüsü uygulanan ve oral gavaj ile 2 cc/kg/gün su verilen grup. Grup 5: Karanlığı uzatılmış su grubu (KSG) olarak belirlenen dönüşümlü olarak bir gün 8/16 A/K, bir gün 12/12 A/K döngüsü uygulanan ve oral gavaj ile 2cc/kg/gün su verilen grup. Grup 6: Aydınlığı uzatılmış lipoik asit grubu (ALG) olarak belirlenen, dönüşümlü olarak bir gün 16/8 A/K, bir gün 12/12 A/K döngüsü uygulanan ve oral gavaj ile α-lipoik asit 100 mg/kg/gün dozunda 2cc zeytinyağında çözdürülerek verilen grup. Grup 7: Karanlığı uzatılmış lipoik asit grubu (KLG) olarak belirlenen, dönüşümlü olarak bir gün 8/16 A/K, bir gün 12/12 A/K döngüsü uygulanan ve oral gavaj ile α-lipoik asit 100 mg/kg/gün dozunda 2cc zeytinyağında çözdürülerek verilen grup. Çalışma iki evrede tamamlanmıştır. Birinci evre bir haftalık dönemi, ikinci evre dört haftalık dönemi oluşturmuştur. Birinci evre bittikten sonra yeni hayvanlarla ikinci evreye başlanmıştır. Birinci evrede bir, ikinci evrede ise dört haftanın sonunda anestezi altında ve karanlık evrenin sonunda kan numuneleri alınmıştır. Tam kanda lökositlerin sayımı, serumda aspartataminotransferaz (AST), alaninaminotransferaz (ALT), üre, kan üre azotu (BUN), kreatinin, kortizol, melatonin, total antioksidan kapasite (TAK), total oksidan seviye (TOS) parametrelerinin ölçümü yapılmıştır.

Çalışmanın ikinci evresinde özellikle karanlığı uzatılmış zeytinyağı grubunda AST ve kreatinin değerlerinde belirgin yükselme tespit edilmiştir. Bu değerler karanlığı uzatılmış diğer gruplardan olan KSG ve KLG’de kontrol grubu ile benzerdir. Bu grupta istatistiksel anlamda kontrol grubu ile bir fark olmamakla birlikte sayısal olarak TOS değerinde artış gözlenmiştir. Yine ikinci evrede üre, BUN değerlerinde karanlığı uzatılmış gruplarda aydınlığı uzatılmış gruplara göre yükselme tespit edilmiştir. İkinci evrede lökosit sayılarında ASG ve ALG’de artış bulunmuştur. Yine lökosit sayılarında ASG ve ALG dışındaki diğer gruplarda istatistiksel olarak kontrol grubu ile bir fark olmamasına karşın sayısal olarak bir artış gözlenmiştir. Melatonin ve kortizol değerleri ise her iki evrede anlamlı olarak değişmemiştir.

Sonuç olarak; günaşırı uygulanan 16/8 A/K ve 8/16 A/K şeklindeki fotoperiyodun deneklerde ölçülebilir akut ve kronik strese yol açmadığı izlenmiştir. Hayvanların aktif olduğu karanlık evrenin uzatılması ile birlikte zeytinyağı verilmesinin oksidatif stres ürünleri artışına yol açabileceği görülmüştür. Oksidan statü artışının AST değerini yükseltebildiği, lipoik asidin bu artışı baskılamada etkili olabileceği, oksidan göstergeleri kontrol grubu düzeylerinde tutabildiği düşünülmektedir. Hayvanların aktif olduğu süre arttıkça karbonhidrat olmayan kaynaklardan glukoz sentezi için glukoneogenezise katkı sağlamak amacıyla aminoasit katabolizmasının artmış olabileceği ve bu nedenle de üre ve BUN değerlerinin karanlığı uzatılmış gruplarda aydınlığı uzatılmış gruplara göre yükseldiği düşünülmektedir. Dönüşümlü uygulanan fotoperiyot değişim ritminin ratlarda metabolik stresi izlenebilir düzeyde arttırmadığı, buna rağmen gavaj gibi deneysel uygulamaların hayvanlar için bir stresör olduğu, bunun da lökosit düzeylerinde artışta yol açabileceği kanısına varılmıştır.

In this study, we aimed to investigate oxidative markers, melatonin and cortisol levels and some blood parameters to study the effects of alternating 2-day biorhythm-type photoperiods. Additionally, we also monitored the effect of alpha lipoic acid, an updated and effective antioxidant, on this process.

Eighty-four male Sprague-Dawley rats, weighing 250-300gr, are enrolled in the study. Rats are divided in 7 equal groups, which are labeled as follows; group 1: control group which underwent 12/12 Light/Dark (L/D) cycle. Group 2: prolonged light olive oil group (DOG), which was fed with 2cc/kg/day olive oil via oral gavage in 2-day periods of 16/8 L/D and 12/12 L/D. Group 3: prolonged dark olive oil group (NOG), which was fed with 2cc/kg/day olive oil via oral gavage in periods of 8/16 L/D and 12/12 L/D. Group 4: prolonged light water group (DWG), which was fed with 2cc/kg/day water via oral gavage in periods of 16/8 L/D and 12/12 L/D. Group 5: prolonged dark water group (NWG), which was fed with 2cc/kg/day water via oral gavage in periods of 8/16 L/D and 12/12 L/D. Group 6: prolonged light lipoic acid group (DLG), which was fed with α-lipoic acid 100mg/kg/day dissolved in 2cc olive oil via oral gavage in periods of 16/8 L/D and 12/12 L/D. Group 7: prolonged dark lipoic acid group (NLG), which was fed with α-lipoic acid 100mg/kg/day dissolved in 2cc olive oil via oral gavage in periods of 8/16 L/D and 12/12 L/D. Study is completed in two stages, which are subsequently composed of one-week and four-week periods, respectively. Blood samples are obtained under anesthesia at the end of the first and fourth weeks and the dark period for the first and second stages, respectively. Leukocyte in whole blood, serum aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), urea, blood urea nitrogen (BUN), creatinine, cortisol, melatonin, total antioxidant capacity (TAC), total antioxidant level (TOC) parameters were determined.

There was significant elevation in AST and creatinine levels of the prolonged-dark olive oil group in the second stage of the study. These values were similar to control group in NWG and NLG groups, the other two prolonged-dark groups. There was no statistically significant difference between this group and the control group; however, numerical TOC value was increased. Increased levels of urea and BUN were noted in prolonged-dark groups in the second stage with respect to prolonged light groups. In the second stage, leukocyte counts were increased in DWG and DLG. There was no statistically significant difference in leukocyte counts of all groups, except DWG and DLG, in comparison with the control group; however, a numerical increase is identified. Melatonin and cortisol values did not change significantly.

In conclusion; two-day periods of 16/8 L/D and 8/16 L/D photoperiods do not cause measurable acute or chronic stress in subjects. Administration of olive oil in prolonged dark periods, in which animals are active, may increase oxidative stress products. The increase in oxidant capacity may increase AST values, lipoic acid may be effective in suppressing this increase and may stabilize oxidant markers in control group levels. As the active period of animals is prolonged, the amino-acid catabolism may increase in order to contribute to glyconeogenesis, the process of glucose synthesis from non-carbohydrate resources, and therefore increase the urea and BUN values in groups of prolonged dark periods with respect to prolonged light periods. Results suggest that alternating photoperiod rhythms do not increase measurable metabolic stress in rats; however, since applications like gavage is a stressor in animals and may cause increase in leukocytes.