.: ORİJİNAL ARAŞTIRMA
Sıçanda Kronik Mangan Klorür Enjeksiyonunun Plazma Eritrosit Ve Beyin Manganez Düzeyleri Ile Beyin Dokusu MDA Düzeyi Ve Histolojisi Üzerine Etkileri
THE EFFECTS OF CHRONIC MANGANESE CHLORIDE INJECTION ON PLASMA ERYTHROCYTE, BRAIN MANGANESE BRAIN MALONDIALDEHID LEVELS AND HISTOLOGY
Turkiye Klinikleri J Med Sci. 2000;20(4):209-15
Makale Dili: TR
Tam Metin
ÖZET
Manganez (Mn), normal konsantrasyonlarda antioksidan etkiye sahiptir ve organizma için önemlidir. Yüksek konsantrasyonlarda dokular tarafından tutulmakta ve toksik etki gösterebilmektedir. Merkezi sinir sistemindeki (MSS) toksik etkisini özellikle ekstrapiramidal sistemde gösterdiği ve parkinson benzeri semptomlara neden olduğu bildirilmiştir. Endüstrideki yaygın kullanımı ve MSS üzerindeki toksik etkileri nedeniyle önemli bir sağlık sorunu oluşturabilmektedır. Manganezin MSS üzerindeki etkisini hangi mekanizma ile oluşturduğu tam olarak açıklığa kavuşturulabilmiş değildir. Sunulan çalışmada yüksek dozda (30mg/kg/gün) ve uzun süreli (50 gün) MnCl2 enjeksiyonunun MSS üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlandı. Deneyde, her iki cinsten, 10u kontrol ve 10u deney grubunda olmak üzere 20 adet Wistar albino sıçan kullanıldı. Deney grubunu oluşturan sıçanlara 50 gün süre ile, 30mg/kg/gün MnCl2, kontrol gurubu sıçanlara aynı süre ve miktarda serum fizyolojik enjekte edildi (i.p.). Deney süresi içinde (onbeşer günlük periyotlarla) ve sonunda tartılarak ağırlık kontrolleri yapıldı. Denekler deney süresi sonunda geceden aç bırakıldılar. Hafif eter anestezisi altında kalplerinden alınan kan örneklerinde, plazma ve eritrosit Mn düzeyleri saptandı. Kanatılarak öldürülen hayvanların beyinleri çıkarıldı. Beyinler üç parçaya ayrıldı. Beyin doku örneklerinde, beyin Mn düzeyi ile serebral korteks ve serebellum malondialdehit (MDA) düzeyleri saptandı ve histolojik incelemeleri yapıldı. Sonuçlar nonparametrik Mann Whitney U ve Kuruscall Wallis testleri ile istatistiksel olarak değerlendirildi. İstatistiksel değerlendirme sonucunda, her iki gruptaki sıçanların ağırlık artışları benzer bulunurken beyin dokusu MDA düzeylerinde önemli bir değişiklik saptanmadı. Buna karşın MnCl2 uygulanan grupta eritrosit, plazma ve beyin dokusu Mn düzeylerinin kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde yüksek olduğu saptandı (p<0.001). Histolojik incelemelerde, piramidal yol nöronlarında lizozomal aktivitenin arttığını ifade edecek şekilde yer yer lipofüscin granülleri görüldüğü halde beklediğimiz düzeyde nöronal fonksiyon bozuklukları gözlenmedi. Sonuçlarımız, uzun süreli toksik dozda uygulanan MnCl2e karşı adaptasyonel değişikliklerin gelişmiş olabileceğini düşündürmektedir. Yüksek dozda uygulanan manganezi daha az absorbe etmek, safra yolu ile atılımını arttırmak, hatta Mn'in antioksidan etkisinin aktive olması gibi doğal savunma mekanizmalarının işlemesi nöronal fonksiyon bozukluklarının daha uzun süreli maruziyetlerde ortaya çıkabileceğini düşündürdü.
Anahtar Kelimeler: Manganez, Merkezi Sinir Sistemi, Lipid Peroksidasyon
Manganez (Mn), normal konsantrasyonlarda antioksidan etkiye sahiptir ve organizma için önemlidir. Yüksek konsantrasyonlarda dokular tarafından tutulmakta ve toksik etki gösterebilmektedir. Merkezi sinir sistemindeki (MSS) toksik etkisini özellikle ekstrapiramidal sistemde gösterdiği ve parkinson benzeri semptomlara neden olduğu bildirilmiştir. Endüstrideki yaygın kullanımı ve MSS üzerindeki toksik etkileri nedeniyle önemli bir sağlık sorunu oluşturabilmektedır. Manganezin MSS üzerindeki etkisini hangi mekanizma ile oluşturduğu tam olarak açıklığa kavuşturulabilmiş değildir. Sunulan çalışmada yüksek dozda (30mg/kg/gün) ve uzun süreli (50 gün) MnCl2 enjeksiyonunun MSS üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlandı. Deneyde, her iki cinsten, 10u kontrol ve 10u deney grubunda olmak üzere 20 adet Wistar albino sıçan kullanıldı. Deney grubunu oluşturan sıçanlara 50 gün süre ile, 30mg/kg/gün MnCl2, kontrol gurubu sıçanlara aynı süre ve miktarda serum fizyolojik enjekte edildi (i.p.). Deney süresi içinde (onbeşer günlük periyotlarla) ve sonunda tartılarak ağırlık kontrolleri yapıldı. Denekler deney süresi sonunda geceden aç bırakıldılar. Hafif eter anestezisi altında kalplerinden alınan kan örneklerinde, plazma ve eritrosit Mn düzeyleri saptandı. Kanatılarak öldürülen hayvanların beyinleri çıkarıldı. Beyinler üç parçaya ayrıldı. Beyin doku örneklerinde, beyin Mn düzeyi ile serebral korteks ve serebellum malondialdehit (MDA) düzeyleri saptandı ve histolojik incelemeleri yapıldı. Sonuçlar nonparametrik Mann Whitney U ve Kuruscall Wallis testleri ile istatistiksel olarak değerlendirildi. İstatistiksel değerlendirme sonucunda, her iki gruptaki sıçanların ağırlık artışları benzer bulunurken beyin dokusu MDA düzeylerinde önemli bir değişiklik saptanmadı. Buna karşın MnCl2 uygulanan grupta eritrosit, plazma ve beyin dokusu Mn düzeylerinin kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde yüksek olduğu saptandı (p<0.001). Histolojik incelemelerde, piramidal yol nöronlarında lizozomal aktivitenin arttığını ifade edecek şekilde yer yer lipofüscin granülleri görüldüğü halde beklediğimiz düzeyde nöronal fonksiyon bozuklukları gözlenmedi. Sonuçlarımız, uzun süreli toksik dozda uygulanan MnCl2e karşı adaptasyonel değişikliklerin gelişmiş olabileceğini düşündürmektedir. Yüksek dozda uygulanan manganezi daha az absorbe etmek, safra yolu ile atılımını arttırmak, hatta Mn'in antioksidan etkisinin aktive olması gibi doğal savunma mekanizmalarının işlemesi nöronal fonksiyon bozukluklarının daha uzun süreli maruziyetlerde ortaya çıkabileceğini düşündürdü.
Anahtar Kelimeler: Manganez, Merkezi Sinir Sistemi, Lipid Peroksidasyon
ABSTRACT
Manganese (Mn) is an essential trace element at low concentrations. It is known as an free oxygen radical scavencer, but when it is present in excess quantities in tissues it may be toxic. These toxic effects are seen in deep brain tissues especially in pyramidal neurons and known to induce a parkinsonian state. The use of Manganese (Mn) and its compounds, in industry, generates adverse health effects in workers who are exposed to Mn. The toxicity of manganese in brain has not been fully understood. In the present study we aimed to investigate the effects of high dose (30mg/kg/day) and chronic Mn application on brain tissue. In the experiments, 20 Wistar rats were used. Ten of the rats were injected MnCl2 as a dosage of 30 mg/kg/day for 50 days and kept as experimental (group II). The remainder of the10 rats were injected serum physiologic at the same time and same amount as in experimental group and kept as control group (group I). Rats were fed with granulated food and water at libitum. At the end of the experimental period rats were fasted 12 h, they were weighted. Under light anesthesia blood samples were collected intracardically in tubes(washed with deionised water before) having heparin for the routine measurements and plasma and erythrocyte Mn levels. Than the brain were removed and put into three pieces. One was fixed in 10% formaldehyde for the histologic investigation, from the remainder two parts, brain tissue Mn (cerebral cortex and cerebellum) and malondialdehid (MDA) levels were measured. The statistical analysis were evaluated by Mann Whitney U and Kruscal Wallis tests. There were not considerable difference between initial and final weights of rats and the brain MDA levels. The manganese levels in plasma, erythrocyte, and brain tissue increased significantly (p<0.001). In the histological investigation of brain tissue, lipofucsin granules were observed in pyramidal neuron cytoplasms showing an inganese may lead to the severe damages in brain tissue and neuronal dysfunctions later in time, because of the defense mechanisms of the body such as less absorption and much excretion in biliary system even the antioxidative effect of Manganese itself.
Keywords: Manganese, Central Nervous System, Lipid Peroxidation
Manganese (Mn) is an essential trace element at low concentrations. It is known as an free oxygen radical scavencer, but when it is present in excess quantities in tissues it may be toxic. These toxic effects are seen in deep brain tissues especially in pyramidal neurons and known to induce a parkinsonian state. The use of Manganese (Mn) and its compounds, in industry, generates adverse health effects in workers who are exposed to Mn. The toxicity of manganese in brain has not been fully understood. In the present study we aimed to investigate the effects of high dose (30mg/kg/day) and chronic Mn application on brain tissue. In the experiments, 20 Wistar rats were used. Ten of the rats were injected MnCl2 as a dosage of 30 mg/kg/day for 50 days and kept as experimental (group II). The remainder of the10 rats were injected serum physiologic at the same time and same amount as in experimental group and kept as control group (group I). Rats were fed with granulated food and water at libitum. At the end of the experimental period rats were fasted 12 h, they were weighted. Under light anesthesia blood samples were collected intracardically in tubes(washed with deionised water before) having heparin for the routine measurements and plasma and erythrocyte Mn levels. Than the brain were removed and put into three pieces. One was fixed in 10% formaldehyde for the histologic investigation, from the remainder two parts, brain tissue Mn (cerebral cortex and cerebellum) and malondialdehid (MDA) levels were measured. The statistical analysis were evaluated by Mann Whitney U and Kruscal Wallis tests. There were not considerable difference between initial and final weights of rats and the brain MDA levels. The manganese levels in plasma, erythrocyte, and brain tissue increased significantly (p<0.001). In the histological investigation of brain tissue, lipofucsin granules were observed in pyramidal neuron cytoplasms showing an inganese may lead to the severe damages in brain tissue and neuronal dysfunctions later in time, because of the defense mechanisms of the body such as less absorption and much excretion in biliary system even the antioxidative effect of Manganese itself.
Keywords: Manganese, Central Nervous System, Lipid Peroxidation
.: İşlem Listesi