Metabolik sendromlu sıçanların karaciğer ve viseral yağ dokularında 11β HSD-1 ve PAI-1 Gen ekspresyonlarının incelenmesi

Abstract

Metabolik sendrom (MetS) başta gelişmiş ülkeler olmak üzere tüm dünyada prevalansı giderek artan bir sağlık sorunudur. Son yıllardaki epidemiyolojik ve biyokimyasal çalışmalar yüksek fruktoz tüketiminin MetS gelişiminde çok önemli bir faktörlerden biri olduğunu kanıtlar düzeydedir. 11β HSD-1 ve PAI-1 genlerinin varlığı ve yüksek oranda ekspresyonlarının gösterildiği son çalışmalar bu iki genin MetS patogenezinde önemli rol oynadıklarını göstermektedir. 11β HSD-1 inaktif kortizonu aktif kortizole çevirerek kortizol metabolizma disregülasyonundan ve MetS’un gelişiminden sorumlu olduğu bilinmektedir. etS’da PAI-1 gen ekspresyonu 11β HSD-1 gen ekspresyonuna paralel olarak artmakta ve plazma PAI-1 aktivitesi yükselmektedir. PAI-1 aynı zamanda fibrinolitik aktivitenin en önemli belirteçlerinden biri olup kardiyovasküler hastalıkların ve bozuk fibrinolizin bağımsız risk faktörlerinden birini oluşturmaktadır. Bu çalışmadaki amacımız sıçanlarda biyokimyasal ve genetik yaklaşımları kullanarak %20 fruktozun MetS gelişimine etkisini araştırmaktır. Sıçanlar iki gruba ayrılmıştır; MetS grubundaki sıçanlar (n=10) 15 hafta boyunca %20 fruktoz içeren su ile beslenmişler ve kontrol grubundaki sıçanlar ise (n=10) 15 hafta boyunca sadece suyla beslenmişlerdir. Her iki grupta da serumlarından glukoz, insülin, total kolestrol, LDL, HDL, VLDL, ALT, AST, CRP, kortizol seviyeleri ölçülmüştür. Karaciğer ve omental yağ dokularından 11β HSD-1 ve PAI-1 gen ekspresyonu seviyeleri QRT-PZR ile her iki gruptada araştırılmıştır. Sonuç olarak MetS grubu sıçanlarda kontrol grubu sıçanlarına kıyasla glukoz, trigliserid, total kolesterol, LDL-kolesterol HDL- kolesterol VLDL, ALT, AST, CRP serum seviyeleri ve HOMA-IR değerleri anlamlı olarak artmıştır (p<0.05). Buna ilaveten karaciğer ve yağ dokularında 11β HSD-1 ve PAI-1 genlerinin ekspresyonları kontrol grubuna kıyasla daha yüksek bulunmuştur (p<0.05). Bu bulgular % 20 oranında fruktoz tüketen sıçanlarda istatistiksel olarak anlamlı farklılıkların biyokimyasal parametrelerin yanı sıra 11β HSD-1 ve PAI-1 genlerinin ekspresyon düzeylerininde de olduğunu göstermektedir ve bu değişiklikler % 20 oranında fruktoz tüketiminin MetS gelişmesine katkıda bulunduğunu kanıtlamaktadır.

Metabolic Syndrome (MetS) is an important health issue worldwide, its prevalence is gradually increasing mainly in the developed countries. In recent years, epidemiological and biochemical studies prove that the high level consumption of fructose has been one of the important factors in the development of MetS. The recent studies demonstrating the presence and the increased level of expressions of 11β HSD-1 and PAI-1 genes in MetS show that they both play an important role in the pathogenesis of MetS. 11β HSD-1 is thought to be responsible for the cortisol metabolism dysregulation and MetS development via converting inactive cortisol into active cortisol. In parallel with the 11β HSD-1 gene expression, PAI-1 gene expression as well as the plasma activity with PAI-1 were also increased in the MetS and PAI-1 is known to be one of the main determinant of fibrinolytic activitiy, it also forms one of the independent risk factor of deformed fibrinolysis and cardiovascular diseases. The aim of this study was to investigate the effect of 20% fructose in the development of MetS in rats by the use of the biochemical and genetics approaches. The rats divided in two groups; MetS groups (n=10) rats were fed with water containing 20% fructose for 15 weeks and control groups (n=10) rats were fed with only water for 15 weeks. Serum levels of glucose, insulin, total cholesterol, LDL, HDL, VLDL, ALT, AST, CRP and cortisol were measured both groups. The gene expression levels of 11β HSD-1 and PAI-1 from liver and omental adipose tissues were also investigated by QRT-PCR in both groups. The results showed that, glucose, triglycerides, total cholesterol, LDL-cholesterol, HDL-cholesterol, VLDL, ALT, AST, CRP serum levels and HOMA-IR were found significantly increased in MetS group compared with control group (p<0.05). Furthermore, the mRNA levels of 11β HSD-1 and PAI-1 genes were also found to be increased in the MetS group compared to control group in liver and omental adipose tissue. These findings show that there are statistically significant differences in the biochemical parameters as well as the gene expression levels of 11β HSD-1 and PAI-1 genes in MetS group and these changes prove the contributory role of the 20% fructose consumption to the development of MetS.