Ratlarda, akrilamid kaynaklı oksidatif stres ve genotoksisite üzerine N-asetilsisteinin etkilerinin araştırılması

Abstract

Akrilamidin yüksek düzeyleri, canlılar için genotoksik, kanserojenik ve nörotoksiktir. Gıdaların yüksek sıcaklık derecelerinde pişirilmesi sırasında düşük düzeylerde akrilamid oluşmakta ve gıdalarla birlikte vücuda alınmaktadır. Gıdalarla alınan akrilamidin insan vücudunda ne gibi hasarlar oluşturabileceği konusu tam olarak bilinmemektedir. Bu nedenle, gıda kaynaklı akrilamid tüm insanlığı tehdit eden bir problem olarak karşımızda durmaktadır Bu araştırmada erkek Wistar ratlara ağız yoluyla akrilamid verilerek, akrilamidin ince ve kalın bağırsak, karaciğer ve kan dokusunda meydana getirebileceği muhtemel hasarların incelenmesi ve bu hasarların N-asetil sisteinle önlenebilirliğinin test edilmesi amaçlanmıştır Canlı ağırlıkları ortalama 250 gr olan 40 adet Wistar cinsi erkek ratlar eşit olarak dört gruba ayrıldı: Grup 1 (kontrol grubu); bu gruba normal beslenme uygulandı, grup 2 (akrilamid grubu); bu gruba 21 gün süreyle gavajla 25 mg/kg dozda akrilamid günlük olarak verildi, grup 3 (N-asetilsistein grubu); bu gruba 21 gün süreyle gavajla 250 mg/kg dozda N-asetilsistein günlük olarak verildi, grup 4 (Akrilamid + N-asetilsistein grubu); bu gruba 21 gün süreyle gavajla 25 mg/kg dozda akrilamid ve 250 mg/kg dozda N-asetilsistein günlük olarak verildi. 21 günlük sürenin sonunda tüm ratlar dekapite edildi. Malondialdehid (MDA), redükte glutatyon (GSH), total protein, Glutatyon S-Transferaz (GST) aktivite düzeylerinin analizi ve histopatolojik incelemeler için ince bağırsak, kalın bağırsak, karaciğer ve kan örnekleri alındı. Biyokimyasal veriler incelendiğinde, akrilamid verilen grubun tüm dokularında GSH (kalın bağırsak hariç) ve GST aktivite düzeylerinin anlamlı derecede düştüğü (p <0.05), ancak akrilamid+NAC grubunda ise GSH ve GST seviyelerinin normale döndüğü görülmektedir (p <0.05). Akrilamid verilen grubun plazma, ince ve kalın bağırsak ve karaciğer MDA düzeyleri anlamlı derecede artış gösterirken (p <0.05) akrilamidle beraber NAC verilmesi MDA'yı kontrol grubu seviyesine düşürmüştür (p <0.05). Gruplardan alınana kan örneklerinden izole edilen lenfositlerin Comet analizinde, akrilamid verilen grubun lenfosit DNA'larında ciddi derecede hasarlanmalar gözlenirken akrilamid+NAC grubunun lenfosit DNA'larındaki hasarlanmaların minimal düzeyde gerçekleştiği tespit edilmiştir. Grupların tüm histopatolojik bulguları incelendiğinde, akrilamid verilen grubun özellikle ince bağırsak ve karaciğer dokularında ciddi hasarların oluştuğu, ancak akrilamid+NAC grubundaki doku hasarlanmalarının çok düşük düzeyde meydana geldiği gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, akrilamidin tüm dokularda genel bir GSH azalmasına ve bunun sonucunda da oksidatif strese yol açacağı, GSH azalması nedeniyle karaciğerde detoksifiye edilemeyen akrilamidin yüksek derecede genotoksik olan glisidamide dönüşeceği, ancak akrilamidle birlikte N-asetilsistein verilmesinin tüm bu doku hasarlanmalarını önleyebileceği kanaatine varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Rat, Akrilamid, N-Asetilsistein, Oksidatif stres, GST, Comet analizi

Investigation of the Effects of N-acetylcysteine on Acrylamide-Induced Oxidative Stress and Genotoxicity in Rats High levels of acrylamide are genotoxic, carcinogenic, and neurotoxic in organisms. Acrylamide could occur in food during high temperature cooking and it can be taken up by humans via diet. Adverse effects of acrylamide on human body are completely not known when taken up via food chain. Therefore, dietary source of acrylamide could pose a great risk for public health In this study, it was aimed to investigate the possible toxic effects of orally administered acrylamide on the small and large intestines, blood and liver tissues in male Wistar rats as well as whether the injury induced by acrylamide could be prevented by N-acetylcysteine (NAC Forty male Wistar rats with the average weight of 250 g were divided into 4 equal groups as follows: Group 1 (control); animals in this group received normal diet. Group 2 (acrylamide); group 2 animals were given daily acrylamide at 25 mg/kg via oral gavage for 21 days. Group 3 (N-acetylcysteine); rats in group 3 were given daily N-acetylcysteine at 250 mg/kg via oral gavage for 21 days. Group 4 (acrylamide-N-acetylcysteine); animals in group 4 received daily acrylamide at 25 mg/kg and N-acetylcysteine at 250 mg/kg via oral gavage for 21 days At the end of 21 day-period, all rats were decapitated. Samples of small intestine, large intestine, blood, and liver were collected for histopathological examination as well as biochemical analyses to measure levels of malondialdehyde (MDA), reduced glutathione (GSH), total protein, and glutathione-S-transferase (GST) activity With respect to biochemical alterations in the treatment groups, tissue GSH levels (except large intestine) and GST activities in acrylamide group were significantly low (p<0.05), while these parameters in acrylamide+NAC group were normalized (p<0.05). Plasma, liver, small and large intestine MDA levels significantly increased in acrylamide group (p<0.05), whereas NAC treatment significantly reduced the MDA levels to the control values in rats treated with acrylamide (p<0.05 Comet analysis of lymphocytes obtained from the blood samples of the groups showed that lymphocyte DNAs obtained from acrylamide group had severe injury, whereas the damage was minimal in acrylamide+NAC group. In histopathological examination, severe damage was observed especially in the small intestine and liver of acrylamide-treated group. However, the damage prominently reduced in acrylamide+NAC group In conclusion, acrylamide caused a decrease in GSH levels of all tissues studied. Acrylamide can not be detoxified in the liver due to decreased level of GSH, which in turn leads to the formation of genotoxic glycidamide. However, administration of N-acetylcysteine with acrylamide could prevent acrylamide-induced tissue alterations. Keywords: Rat, Acrylamide, N-acetylcysteine, Small Intestine, Liver, Oxidative stress, GSH, MDA, GST, Comet analysis, Histopathology.