Sıçanda streptozotosin ile oluşturulan diabetes mellitus modelinde melatonin uygulamasının düz kaslı yapılarda ve kavernöz dokuda etkilerinin incelenmesi

Abstract

Çalışmamızda streptozotosin (STZ) ile diyabet oluşturulmuş sıçanların aorta, korpus kavernozum ve ileum dokularında hiperglisemi sonucu artan serbest radikallerin (SR) oluşturduğu oksidan hasara bağlı olarak meydana gelen fonksiyonel değişiklikler ve biyokimyasal parametreler değerlendirilmiş, melatonin ya da insülinin tek başına veya birlikte uygulamasının bu parametrelerde oluşabilecek değişikliklere karşı olası koruyucu etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Wistar albino sıçanlar (n=48) kullanıldı ve hayvanlar 3 gruba ayrıldı. Kontrol grubu ( 0.1 M sitrat tamponu i.p., n=8), Melatonin grubu (10mg/ kg/ gün i.p.8 hafta süreyle melatonin, n=8), Diyabet grubu (60 mg/ kg STZ, n=32) STZ tek doz olarak i.p. uygulandı. Diyabet oluşturulan deney hayvanları 4 alt gruba ayrıldı. Birinci gruba (n=8) 10 mg/ kg/ gün melatonin uygulanırken diğer bir gruba (n=8) da s.c. 6 U/ kg/ gün insülin (NPH insülin) uygulanarak 8 hafta boyunca tedaviye devam edildi. Diyabet grubunun 3. alt grubunu (n=8) insülin+melatonin uygulaması yapılan hayvanlar oluşturdu. Son gruba ise ilaç uygulaması yapılmadı. 8 haftanın sonunda hayvanlar dekapite edilerek aorta, korpus kavernozum ve ileum dokuları çıkarıldı. Bu çalışmada dokularda glutatyon ve malondialdehit düzeylerinin ölçümünün yanısıra düz kasın gevşeme ve kasılma yanıtları incelendi. Diyabetik sıçan aorta ve korpus kavernozumunda asetilkolinle (Ach) oluşan gevşeme yanıtları azalırken, sodyum nitroprussiyat (SNP) ve papaverin ile oluşan gevşeme yanıtlarının değişmediği belirlendi. Diyabetli sıçanlarda bu iki dokuda fenilefrinle (FE) oluşan kasılma yanıtlarının, ileumda ise karbakolle (Cch) oluşan kasılma yanıtlarının azaldığı, insülin, melatonin veya insülin+melatonin ile tedavinin ise bu yanıtları düzelttiği gözlendi. Melatonin+insülin tedavisi, tek başına melatonin veya insülin uygulamasına göre daha etkili bulundu. Bu bulguların olası nedenleri tartışıldı. Biyokimyasal parametreler incelendiğinde diyabet grubunda malondialdehid (MDA) düzeylerinin yükseldiği, glutatyon (GSH) düzeylerinin azaldığı belirlendi. Melatonin ve melatonin+insülin uygulamalarının lipid peroksidasyonunu insülin grubuna nazaran daha belirgin derecede düşürürken, GSH düzeylerindeki azalmayı da daha etkin olarak önlediği saptandı. Bu bulgular ışığında sonuçlarımız, her üç dokuda da insülinin hiperglisemiyi düşürerek, melatoninin ise serbest radikallerin neden olduğu oksidan hasara karşı koruyucu etki göstererek diyabette gelişen kardiyovasküler komplikasyonlar, erektil disfonksiyon ve gastrointestinal komplikasyonların gelişmesini önleyebileceklerini düşündürmektedir. INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF MELATONIN TREATMENT ON STREPTOZOTOCIN INDUCED DIABETIC RAT SMOOTH MUSCLES AND CAVERNOUS TISSUES IN VITRO. Our aim in this study was to investigate the role of oxidative stress in diabetes mellitus (DM) on functional and bichemical changes caused by hyperglycemia in aorta, corpus cavernosum and ileum and to investigate whether melatonin and insulin alone or in combination have any protective effect on organ dysfunction. For this purpose Wistar Albino rats were used. Animals were divided into 3 groups (n=48). Control group (n=8): Vehicle, 0.1M citrate buffer, the solvent of streptozotocin (STZ) was injected intraperitoneally (i.p). Melatonin group (n=8): Melatonin (10 mg/ kg/ day) was administered intraperitoneally for 8 weeks. Diabetic group (n=32): To induce diabetes mellitus STZ (60 mg/ kg) was administered intraperitoneally. 48 hour after STZ injection, diabetic animals were divided into 4 subgroups. While the first group of diabetic rats were treated with melatonin (10 mg/ kg/ day), the second group was treated with 6U/ kg/ day insulin for 8 weeks. To the third group, insulin and melatonin were administered in combination. The last group received no treatment. At the end of the experiments the animals were decapitated and tissue samples were collected. The alterations in the responsiveness of the smooth muscles of aorta, corpus cavernosum and ileum in diabetes were investigated. Endothelium dependent relaxation induced by acetylcholine (Ach 10-8-10-3M) in the aorta and the corpus cavernosum precontracted with phenylephrine (PE) were significantly attenuated in the diabetic group, but the relaxation induced by sodyum nitroprusside (SNP) and papaverin were not changed when compared to the corresponding controls. Phenylephrine (10-8-10-3M) induced contractile responses in the aorta and corpus cavernosum, and carbachol (Cch 10-8-10-3M) induced contractile responses in the ileum were also reduced. Relaxation and contractile responses that were significantly attenuated in untreated diabetic rats were restored by treatment with melatonin and insulin in combination, whereas melatonin or insulin alone have provided limited protection against diabetes induced damage. Glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA) levels of the tissues were measured. GSH levels which significantly decreased in diabetes were elevated to control levels in the group treated with melatonin and insulin combination, and the melatonin group whereas, treatment with insulin alone provided only a limited protection. The increase in MDA levels observed after diabetes were also prevented by treatment with the melatonin and insulin combination or the melatonin group. These findings indicate that diabetic state enhances the generation of free radicals and that both melatonin treatment and glycaemic control by insulin can reduce this oxidative stres. Overall, these results suggest that melatonin may be a beneficial agent in preventing some complications of diabetes.