Ratlarda gebelik süresince uygulanan akrilamidin fetal beyin gelişimine etkilerinin ve E vitamini'nin koruyucu rolünün araştırılması

Abstract

Gıdaların yüksek sıcaklıklarda kızartılması ve fırınlanması sonucu bol miktarda akrilamid oluşmakta ve insanlar bu gıdaları tüketerek her gün belli miktarlarda akrilamid almaktadırlar. Gebe kadınlarda gebelik boyunca gıda kaynaklı akrilamide maruz kalmakta ve bebekleri muhtemelen bundan etkilenmektedir. Bu çalışma ile gebelik süresince sıçanlara verilen akrilamidin fetal beyin gelişimi ve beyin-kaynaklı nörotrofik faktör sentezi üzerine etkileri ortaya konularak akrilamidin nörotoksik etki mekanizması açıklığa kavuşturulmaya çalışıldı. Güçlü bir antioksidan ve nöroprotektif ajan olan E vitamininin; akrilamidin fetal beyinde meydana getireceği bu muhtemel zararlara karşı koruyucu etkileri test edildi. Materyal ve Metot: Çalışmamızda, İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Deney Hayvanları Üretim ve Araştırma Merkezinde üretilen 250 gr ağırlığında 40 adet genç dişi Wistar albino türü rat kullanıldı. Bu araştırma için, İnönü üniversitesi tıp fakültesi deney hayvanları etik kurulundan etik onay alınmıştır (Onay no: 2015/ A–21). Ratlarda gebelik oluşturuldu. Gebe ratlar; Kontrol, Mısır yağı, E vitamini, Akrilamid, E vitamini+Akrilamid olmak üzere her bir grupta 8 gebe dişi olmak üzere 5 farklı gruba ayrıldı. Gebelikleri vajinal smear testi ile doğrulandı. Akrilamid çözeltisi çeşme suyunda, E vitamini çözeltisi ise mısır yağında hazırlanmıştır. Gebeliğin 1-20. günleri arasında: akrilamid ve E vitamini+akrilamid grubu ratlara 5 mg/gün/kg canlı ağırlık olacak şekilde akrilamid, E vitamini ve E vitamini+akrilamid grubu ratlara 100 mg/gün/kg canlı ağırlık olacak şekilde E vitamini ve mısır yağı grubu ratlara mısır yağı oral gavaj ile verildi. Ratlar deney süresi boyunca ad-libitum beslendiler. Gebeliğin 20. gününde fetuslar sezeryan ile alındı. Tüm gruplardan sezeryanla elde edilen fetusların morfolojik gelişim parametreleri ölçüldü. Fetal beyin dokularında lipid peroksidasyonun son ürünü olan malondialdehid, redükte glutatyon, total antioksidan kapasite, total oksidan kapasite, Beyin-kaynaklı nörotrofik faktör düzeyleri analiz edildi ve histopatolojik incelemeler yapıldı. Bulgular: Kontrol grubu verileri ile deney grubu verileri karşılaştırıldığında; akrilamid uygulanan grubun fetuslarının morfolojik gelişim parametrelerinin ciddi derecede bozulduğu, fetusların beyin dokularında malondialdehid, total oksidan kapasite seviyelerinin önemli derecede arttığı, beyin-kaynaklı nörotrofik faktör, redükte glutatyon ve total antioksidan kapasite seviyelerini ise azaldığı, histopatolojik bulgu olarak nöronlarda önemli derecede dejenerasyon ve hemorajik hasarların meydana geldiği tespit edilmiştir. Gebe ratlara E vitaminin akrilamidle beraber uygulanması ile, akrilamidin önemli derecede bozduğu fetal morfolojik gelişim parametrelerini önemli derecede düzelttiği, fetal beyin dokusunda malondialdehid, total oksidan kapasite düzeylerini önemli derecede düşürdüğü; beyin-kaynaklı nörotrofik faktör, redükte glutatyon ve total antioksidan kapasite seviyelerini ise önemli derecede artırdığı ve tüm bunların sonucu olarak fetus beyin dokusunda meydana gelen histopatolojik doku hasarlarını önemli derecede gerilettiği ortaya konulmuştur. Sonuç: Günümüzde fast- food kültürünün ülkemizde de yaygın hale gelmesi sebebiyle gıda kaynaklı akrilamid toksisitesinden korunmak için insanların ve gıda kaynaklı akrilamidin fetus gelişimi üzerinde meydana getireceği muhtemel toksik etkileri en aza indirmek için gebe kadınların koruyucu olarak E vitamini içeren gıdaları günlük olarak yeterince tüketmesini özellikle tavsiye ediyoruz.

A liberal amount of acrylamide is produced as a result of frying or baking foods in high temperatures and individuals take certain amounts of acrylamide everyday by consuming these food items. Pregnant women are also exposed to acrylamide originating from food during pregnancy and their babies are probably affected. This study would attempt to determine the effects of acrylamide applied to rats during pregnancy on fetal brain development and brain-derived neurotrophic factor synthesis, hence to identify the neurotoxic mechanism of action of acrylamide, and would test the protective effects of the vitamin E, which is a powerful antioxidant and neuroprotective agent, against the possible damage that acrylamide would cause in the fetal brain. Materials and Methodology: 40 young female Wistar albino rats weighing 250 grams each that were bred in İnönü University, Faculty of Medicine, Experimental Animals Breeding and Research Center were used in the study. For this research, it was taken ethical approval from the experimental animals ethics committee of Inonu University Faculty of Medicine, Malatya, TURKEY (Approval no: 2015/ A–21). (The rats were made pregnant). The rats were divided into five different groups of control, corn oil, vitamin E, acrylamide, and vitamin E + acrylamide with 8 pregnant rats in each group. 100 mg/kg/day body weight vitamin E dissolved in corn oil with oral gavage; 5 mg/kg/day body weight acrylamide dissolved in drinking water with oral gavage were administered to the 40 pregnant rats, which were determined as pregnant (+) by vaginal smear test, during the 1-20th days of the pregnancy. Rats were fed ad libitum during the experiment. On the 20th day of pregnancy, fetuses were removed using Caesar section. Morphological development parameters of the fetus obtained by Caesar section from all groups were measured. The levels of malondialdehyde (end-product of lipid peroxidation), reduced glutathione, total antioxidant capacity, total oxidant capacity, and brain-derived neurotrophic factor were analyzed and histopathological examinations were performed in brain tissue of the fetus obtained by Caesar section from all groups. Findings: Comparison of control group and study group data identified that acrylamide application damaged fetal development by suppressing fetal development parameters; caused degeneration in neuron structures in fetal brain tissue and caused hemorrhagic damages; dramatically decreased BNDF levels; increased malondialdehyde, total oxidant capacity levels and decreased reduced glutathione, total antioxidant capacity levels. On the other hand, it was determined that the vitamin E, a neuro-protectant and a powerful antioxidant, suppressed the effects of acrylamide on fetal development and fetal brain tissue damage in the above mentioned parameters. Result: It is highly recommended to consume food containing vitamin E as a protection to minimize the toxic effects of food-oriented acrylamide on fetus development due to the widespread nature of fast-food culture in Turkey in today's life and the impossibility of protection from acrylamide toxicity.