Streptozotosin ile deneysel diyabet modeli oluşturulmuş sıçanlarda idebenon tedavisinin vasküler endotel disfonksiyonu üzerine etkileri

Abstract

Diyabet kardiyovasküler hastalıkların primer risk faktörü olarak kabul edilmektedir. Literatürde diyabete bağlı mikro ve makrovasküler komplikasyonların gelişiminde oksidatif stresin rolünü ve diyabetle endotel disfonksiyonu arasında bağlantı olduğunu gösteren birçok çalışma olmasına rağmen oluşan endotel hasarında antioksidanların etkisiyle ilgili çalışma kısıtlıdır. Bu çalışmada antioksidan etkili idebenonun streptozotosinle (STZ) indüklenmiş diabetes mellitus modelinde endotel disfonksiyonu üzerine etkisi araştırılmıştır. 52 adet erkek Wistar albino sıçan 4 gruba ayrılmıştır. İki grupta STZ ile (50 mg/kg, i.p) diyabet oluşturulmuş, diğer gruplara STZ çözücüsü enjekte edilmiştir. 3 günün sonunda kan glikozu 300 mg/dL üzerinde olan sıçanlar diyabetik kabul edilmiştir. Sıçanlara 8 hafta sonra 100 mg/kg idebenon veya idebenon çözücüsü 28 gün boyunca oral gavajla uygulanmıştır. 4 hafta aralıklarla ağırlık ve kan glikozu ölçümü yapılmıştır. 12 haftanın sonunda hayvanlar kan basıncı ölçümünü takiben kanları alınarak sakrifiye edilmiş; torasik aort dokusu izole organ banyosunda vasküler reaktivite yanıtları, stereoloji ve western blot çalışmalarında kullanılmak üzere izole edilmiştir. Gruplar arasındaki farklar ANOVA ve Kruskal Wallis testleri ile değerlendirilmiştir. İdebenon tedavisi sıçanlarda vücut ağırlığı, kan glikozu, HbA1c, LDL, HDL, total kolesterol ve trigliserit düzeylerinde bir değişikliğe neden olmamıştır. Diyabetik sıçanlarda kontrol grubuna kıyasla kan basıncı azalmış (p<0,05), idebenon tedavisi alanlarda kontrol grubuna benzer bulunmuştur. Diyabetik sıçanlarda endotel bağımlı gevşetici olan asetilkolinle gevşeme yanıtları azalmıştır. İdebenon tedavisi bu gevşeme yanıtını artırmıştır (p<0,01). Diyabetik sıçanlarda aort dokusunda TNF-α ve NOX2 ekspresyonları kontrol grubuna göre artmış; idebenon tedavisi ile azalmıştır (p<0,01). ICAM-1 ve eNOS protein ekspresyonları ise kontrol ve diyabetik sıçanlarda değişmemiştir. Stereolojik değerlendirmeler idebenonun aort media tabakasında hücre atrofisini düzelttiğini göstermiştir (p<0,05). İdebenon tedavisi STZ ile indüklenmiş deneysel diyabet modelinde inflamatuar yanıtı ve oksidatif stresi azaltarak endotel disfonksiyonunu düzeltici etki göstermektedir. Böylece idebenonun diyabetik hastalarda kardiyovasküler komplikasyonlara karşı koruyucu etki sağlayabileceği düşünülmektedir.

Diabetes is accepted as primary risk factor for cardiovascular diseases. Although there are many studies in the literature showing the role of oxidative stress in development of diabetes-related micro- and macrovascular complications and a connection between diabetes and endothelial dysfunction, studies on the effect of antioxidants on endothelial damage are limited. In this study, the effect of antioxidant idebenone on endothelial dysfunction in streptozotocin (STZ) induced diabetes mellitus model was investigated. 52 male Wistar albino rats were divided into 4 groups. Diabetes was induced with STZ (50 mg/kg, i.p) in two groups, and STZ solvent was injected into other groups. Rats with blood glucose above 300 mg/dL at the end of 3 days were considered diabetic. After 8 weeks, 100 mg/kg of idebenone or idebenone solvent was administered to rats by oral gavage for 28 days. Weight and blood glucose were measured at 4-week intervals. At the end of 12 weeks, animals were sacrificed after blood pressure measurement; thoracic aortic tissue was isolated for vascular reactivity responses, stereology and western blot studies. Differences between groups were evaluated with ANOVA and Kruskal Wallis test. Idebenone treatment didn't cause any change in body weight, blood glucose, HbA1c, LDL, HDL, total cholesterol and triglyceride levels in rats. In diabetic rats, blood pressure was decreased compared to the control group (p<0.05), and diabetic idebenone group was found to be similar to the control group. Relaxation responses were decreased with acetylcholine, an endothelium-dependent relaxant, in diabetic rats. Idebenone treatment increased this relaxation response (p<0.01). TNF-α and NOX2 expression in the aortic tissue of diabetic rats was increased compared to the control group; decreased with idebenone treatment (p<0.01). ICAM-1 and eNOS protein expressions were unchanged in control and diabetic rats. Stereological evaluations showed that idebenone ameliorated cell atrophy in aortic media layer (p<0.05). Idebenone treatment has an ameliorative effect on endothelial dysfunction by reducing inflammatory response and oxidative stress in STZ-induced experimental diabetes model. Thus, it is thought that idebenone may have a protective effect against cardiovascular complications in diabetic patients.