Vanadyum bileşiklerinin CaM-NOS enzimi ve H+ tüketimi üzerindeki etkileri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, BİYOKİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2001
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SEVİNÇ AYDIN
Danışman: FÜGEN AKTAN
Özet:84 ÖZET Vanadyum Bileşiklerinin CaM-NOS enzimi ve H+ Tüketimi Üzerindeki Etkileri Vanadyum bileşiklerinin hipoglisemik etkisi bilinmektedir. Bu bileşiklerin, streptozotosin enjekte edilerek diyabet oluşturulan sıçanlarda meydana gelen komplikasyonlan engellediği ortaya konmuştur. Hücredeki H+ dengesine bağlı olarak, diyabetteki bazı komplikasyonların Ca-cAMP-bağımlı olan ve olmayan sistemlerle ilişkili olabileceği düşünülmektedir. Vanadyum tuzlarının bu her iki sistem üzerinde etkili olduğu belirtilmiştir. Ancak diyabetik komplikasyonlara bağlı olarak, hücrelerde indirgenmiş ekivalanların nasıl kullanıldığı netlik kazanmamıştır. Dolayısıyla çalışmamızda vanadyum bileşiklerinin NADPH-bağımlı enzimleri içeren sistemlerde FT kullanımında önemli bir rol oynayabileceğini açıklamak istedik. Bu nedenle hem in vitro hem de in vivo olarak NADPH-bağımlı enzimlerden Nitrik Oksit Sentaz (NOS), aldoz redüktaz (AR), glutatyon peroksidaz (GPx), katalaz (KAT)' in diyabete bağlı enzim aktivitelerindeki değişiklikler izlenmiştir. Vanadyum bileşiklerinin bu enzimler üzerindeki etkilerini gösterebilmek için kontrol ve diyabetik beyin, lens dokularaı üzerinde in vitro olarak vanadil sülfat ve orto-vanadat, in vivo olarak meta-vanadat bileşikleri kullanıldı. İn vitro koşullarda hem diyabetik hem de kontrol beyin dokularında artan CaCl2 konsantrasyonu ile NOS enzim aktivitesinde artış gözlenmiştir. EGTA ilavesi ile NOS aktivitesinde inhibisyon meydana gelmiştir. Diyabetik beyin dokularındaki Ca-bağımlı NOS aktivitesin kontrole oranla %37 oranında azalmıştır. Kontrol grubunda Ca2* yerine vanadil sülfat kullanıldığında NOS enzim aktivitesinde artış gözlenmiştir. NOS enziminin Ca2**un 5mM konsantrasyonunda gözlenen maksimum aktivitesine, vanadil sülfatın 9,9 mM konsantrasyonu ile ulaşılmıştır. Ca2*'un EC50 konsantrasyonunda artan vanadil sülfat konsantrasyonları kullanıldığında ise 7 mM konsantrasyonda maksimum aktiviteye ulaşılmıştır. Ca"' şelatörü EGTA vanadil sülfatla kompleks oluşturduğunda NOS aktivitesinde inhibisyon gözlenmiştir. Orto-vanadat Ca2* yerine kullanıldığında ise kontrol beyin dokusundaki NOS enzim aktivitesi %32 oranında azalırken, diyabetik grupta %52 oranında azalma gözlenmiştir. Ca2*'un EC50 konsantrasyonunda orto-vanadatla enzimin maksimum aktivitesine ulaşılamamış ve EGTA ile de enzim kompleks oluşturmamıştır. Orto-vanadatın Ca2* gibi hareket etmediği ve ortamda Ca varlığında NOS enziminin inhibe edildiği gözlenmiştir. İn vitro koşullarda lens İNOS enzimi Ca-bağımsızdır. Ancak EGTA ile enzim aktivitesi gözlenmiştir. Artan dozda vanadil sülfat %60 oranında NOS enzim aktivitesini yalnız kontrol lens dokusunda arttırmıştır. Bu reaksiyon lensin savunma mekanizmasında etkin olabilir.85 İn vivo olarak vanadate hipoglisemik etkisi istatistik olarak anlamlıdır (p<0,0001). Beyin NOS aktivitesi diyabette anlamlı olarak azalmakta (p<0,0001) ve vanadat uygulanması ile normal düzeylerine ulaşmaktadır (p<0,0001). Lensde diyabetle birlikte NOS aktivitesi anlamlı olarak artarken, vanadat uygulanması ile anlamlı oranda düşmektedir (p<0,0001). İn vitro çalışmalarda vanadil sülfat kullanıldığında AR enzim aktivitesinde kontrol ve diyabetik beyin dokularında bir inhibisyon olmamaktadır. Orto-vanadat ile her iki dokuda inhibisyon olmamaktadır. İçme sularında 0,6 mg/mL metavanadat uygulandığında, diyabetik sıçanların beyin dokularında AR enzim aktivitesinde gözlenen artış (p<0,0001) normal düzeylere inmiştir (p<0,0001). Sonuçlarımıza göre vanadil sülfat kullanıldığında, kontrol doku beyin GPx enzim aktivitesi %20 oranında, diyabetik grupta ise azalmış olan GPx enzim aktivitesi %36 oranında artmıştır. Orta-vanadatın hiç bir etkisi gözlenmemiştir. V03' in NADPH oksidasyonunda daha etkin olmasına rağmen V02+ nm V03" a oranla daha oksidan özellikte olduğu gözlenmiştir. Her iki vanadyum bileşiği de lensde in vitro olarak GPx aktivitesi üzerinde etkisizdir. İn vivo çalışmalarımızda diyabette beyin doku GPx aktivitesinin azalırken, lens doku GPx akti vitesinin istatistiksel olarak anlamlı düzeyde arttığı (p<0,0001) ve vanadat uygulanması ile normal seviyelerine yaklaştıkları gözlenmiştir. İn vitro koşullarda KAT aktivitesi vanadyum bileşiklerinden etkilenmemektedir. İn vivo koşullarda ise diyabette azalan beyin (p<0,000l) ve lens (p<0,0002) doku KAT aktiviteleri vanadat uygulanması ile anlamlı düzeyde artmaktadır.(p<0,0001-p<0,0005). Çalışmamızın sonucuna göre, vanadatın ve hücre içi formu olan vanadilin, diyabet sırasında hasara uğrayan ve hücrenin korunmasında rol oynayan hücre H' dengesi ile bağlantılı olarak NADPH- bağımlı enzim sistemleri üzerinden etkili olabilecekleri görüşündeyiz. Anahtar sözcükler: Vanadyum, NOS, antioksidan enzimler, NADPH-bağımlı enzimler, Ca-CaM sistemi.