Rüstem Anıl UGAN, Muhammed YAYLA, Harun UN, Maide Sena CIVELEK, Pınar AKSU KILICLE

Nar Kabuğu Ekstresinin Sıçanlarda Diyabetik Şartlarda Sepsis ile İndüklenen Akciğer Hasarına Karşı Etkileri

Amaç: Diabetes mellitus (DM), tam veya kısmi insülin yokluğuyla ortaya çıkan bir metabolik hastalıktır. Sepsis, konakçının enfeksiyona veya bir travmaya karşı göstermiş olduğu kompleks enflamatuvar yanıttır. Sepsisin klinik seyri diyabetli hastalarda normal bireylere nazaran daha ağır seyretmektedir. Nar kabuğu ekstresinin yüksek antioksidan kapasitesi, anti-kanser, antimikrobiyal, anti-enflamatuvar ve anti-diyabetik etkinliği vardır. Bu çalışmanın amacı, diyabetik şartlarda sepsis ile indüklenen akciğer hasarına karşı nar kabuğu ekstresinin anti-oksidan ve anti-sitokin özelliklerini araştırmaktır. Yöntemler: Nar meyvesinin kabukları soyularak kurutuldu. Ekstraksiyon işlemleri uygulandı. Ekstraksiyon çözücüsü olarak etanol kullanıldı. Ekstraksiyon işlemlerinden sonra çözücü buharlaştırıldı ve nar kabuk ekstresi elde edildi. Bu Çalışmada, 30 adet sıçan kullanıldı. Gruplar; Grup 1: Kontrol, Grup 2: Sepsis, Grup 3: DM+S (Diyabet + Sepsis), Grup 4: DM+S+NKE250 (Diyabet + Sepsis + Nar kabuğu ekstresi 250 mg/kg), Grup 5: DM+S+NKE500 (Diyabet + Sepsis + Nar kabuğu ekstresi 500 mg/kg). Diyabet Tek doz 55 mg/kg streptozosin ile oluşturuldu. 72 saat sonra açlık kan şekerleri ölçüldü açlık kan şekerleri 250 mg/dl’den yüksek çıkan sıçanlar diyabet oldukları kabul edildi. Diyabet tespitinden sonra 10 gün boyunca nar kabuğu ekstresi 250 mg/kg ve 500 mg/kg dozlarında oral olarak uygulandı. 10. gün sonunda 5 mg/kg dozunda lipopolisakkarit intraperitoneal uygulandı. 12 saat sonra akciğer dokusu elde edildi. SOD aktivitesi, GSH ve MDA seviyeleri ile TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu seviyeleri akciğer dokusunda ölçüldü. Bulgular: Kontrol grubuyla karşılaştırıldığında, sepsis grubunda, SOD aktivitesi ve GSH seviyesinin azaldığı görüldü. Diyabet+sepsis grubundaki SOD aktivitesi ve GSH seviyesinin hem kontrol hem de sepsis grubuna göre düştüğü bulundu. Sepsis grubunda TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu ile MDA seviyesinin Kontrol grubuna göre yükseldiği görüldü. Diyabet+sepsis grubundaki TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu ile MDA seviyesinin hem kontrol hem de sepsis grubuna göre arttığı bulundu. Diyabet+sepsis grubuyla karşılaştırıldığında, nar kabuğu ekstresi uygulanan gruplarda doza bağlı olarak SOD aktivitesinin, GSH seviyesinin arttığı ve TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu ve MDA seviyelerinin düştüğü görüldü. Sonuç ve Yorum: Nar kabuğu ekstresi antioksidan ve oksidanlar arasındaki dengeyi düzenlemekte ve sitokin miktarını azaltmaktadır. Bu sebeplerle, antioksidan/oksidan dengesinin bozulduğu ve sitokin fırtınasının yoğun görüldüğü diyabet ve sepsis hastalıklarının birlikte olduğu durumlarda nar kabuğu ekstresinin kullanımı akciğer hasarında faydalı sonuçlar verecektir.

The Effects of Pomegranate Peel Extract Against Sepsis Induced Lung Damage Under Diabetic Conditions in Rats

Objective: Diabetes m ellitus ( DM) i s a m etabolic disease t hat o ccurs w ith complete o r p artial a bsence o f i nsulin. S epsis i s t he c omplex inflammatory response of the host against an infection or trauma. The clinical course of sepsis is more severe in patients with diabetes than in normal individuals. Pomegranate peel extract has high antioxidant capacity, anti-cancer, antimicrobial, anti-inflammatory and anti-diabetic activity. The aim of this study is to investigate the anti-oxidant and anti-cytokine properties of pomegranate peel extract in sepsis induced lung damage under diabetic conditions. Method: The pomegranate peel was decorticated and dried. Extraction processes were applied. Ethanol was used as extraction solvent. After extraction, solvent was evaporated and the pomegranate peel extract was obtained. In our study, 30 rats were used. Our Groups are; Group 1: Control, Group 2: Sepsis, Group 3: DM + S (Diabetes + Sepsis), Group 4: DM + S + NKE250 (Diabetes + Sepsis + Pomegranate peel extract 250 mg / kg), Group 5: DM + S + NKE500 (Diabetes + Sepsis + Pomegranate peel extract 500 mg / kg). Diabetes was induced with a single dose of 55-mg/kg streptozocin. After 72 hours, fasting blood glucose levels were measured. Rats with fasting blood glucose higher than 250 mg/dl were considered as diabetes. The pomegranate peel extract was administered orally at doses of 250 mg/kg and 500 mg/kg for 10 days after diabetes detection. Lipopolysaccharide was intraperitoneal administered at the dose of 5 mg/kg at the end of the 10th day. Lung tissue was dissected out after 12 hours. SOD activity, GSH and MDA levels and TNF-α and IL-1β mRNA expression levels were measured in lung tissue. Results: It was seen that SOD activity and GSH levels decreased in the sepsis group when compared with the control group. It was found that SOD activity and GSH level in diabetes + sepsis group decreased when compared to both control and sepsis groups. TNF-α and IL-1β mRNA expression and MDA level increased in the sepsis group w hen c ompared t o t he C ontrol g roup. I t was f ound t hat T NF-α and IL-1β mRNA expression and MDA level in diabetes + sepsis group increased when compared to both control and sepsis groups. When compared with the diabetes + sepsis group, it was observed that the SOD activity, GSH level increased and TNF-α, IL-1β m RNA expression a nd M DA l evels decreased depending on the dose in groups that administered pomegranate peel. Conclusion: Pomegranate peel extract shows anti-oxidant and anti-inflammatory activity by regulating the balance between antioxidants and oxidants and reducing the amount o f cytokines. For these reasons, the use o f pomegranate peel extract will y ield beneficial results on lung damage in case that diabetes and sepsis diseases coexist, which the antioxidant/oxidant balance is disturbed and cytokine storm is intense.

PDF

___

1. Zorlu M, Helvacı A, Kıskaç M, et all. Tip 2 diyabetes mellituslu hastalarda sessiz miyokard iskemisi ve ilişkili risk faktörleri. Dicle Tıp Dergisi. 2010; 37: 140-4.
2. Motor S, Dokuyucu R, Sefil F, et all. Diabetes mellituslu hemodiyaliz hastalarında HbA1c ile kan glukozu düzeyleri arasındaki ilişki. Dicle Tıp Dergisi. 2013; 40: 616-20.
3. Ugan RA, Cadirci E, Halici Z, Toktay E, Cinar I. The role of urotensin-II and its receptors in sepsisinduced lung injury under diabetic conditions. European journal of pharmacology. 2018; 818: 457- 69.
4. Yenigün EC, Okyay GU, Pirpir A, Hondur A, Yıldırım İS. Increased mean platelet volume in type 2 diabetes mellitus. Dicle Tıp Dergisi. 2014; 41: 17-22.
5. Tsertsvadze A, Royle P, Seedat F, et all. Community-onset sepsis and its public health burden: a systematic review. Syst Rev. 2016; 5: 81.
6. Alkan E , U gan R A, B asar M M, e t a ll. Role of endothelin receptors and relationship with nitric oxide synthase in impaired erectile response in diabetic rats. Andrologia. 2017; 49.
7. Türken M, Yılmaz S, Çolpan L, Aydınol B, Tuzcu AK. Tip 1 diyabetli erişkinlerde D vitamini eksikliğinin serum sIL-2R, IL-6 v e T NF-alfa düzeyleri üzerine etkisi. Dicle Medical Journal/Dicle Tip Dergisi. 2015; 42.
8. Polat G , U gan R A, C adirci E , H alici Z . S epsis a nd Septic Shock: Current Treatment Strategies and New Approaches. Eurasian Journal of Medicine. 2017; 49: 53-8.
9. Erenler AK, Yapar D, Terzi Ö. Comparison of procalcitonin and c-reactive protein in differential diagnosis of sepsis and severe sepsis in emergency department. Dicle Tıp Dergisi. 2017; 44: 175-82.
10. Cadirci E, Ugan RA, D incer B, et all. Urotensin receptors as a new target for CLP induced septic lung injury in mice. Naunyn-Schmiedeberg's archives of pharmacology. 2019; 392: 135-45.
11. Coskun AK, Yigiter M, Oral A, et all. The effects of montelukast on antioxidant enzymes and proinflammatory cytokines on the heart, liver, lungs, and kidneys i n a r at model o f cecal l igation a nd puncture-induced sepsis. TheScientificWorldJournal. 2011; 11: 1341-56.
12. Fawole OA, Makunga NP, Opara UL. Antibacterial, antioxidant and tyrosinase-inhibition activities of pomegranate fruit peel methanolic extract. BMC Complement Altern Med. 2012; 12: 200.
13. Vucic V, Grabez M, Trchounian A, Arsic A. Composition and Potential Health Benefits of Pomegranate: A Review. Curr Pharm Des. 2019; 25: 1817-27.
14. Tavasoli S, Eghtesadi S, Vafa M, et all. High Dose Pomegranate Extract Suppresses Neutrophil Myeloperoxidase and Induces Oxidative Stress in a Rat Model of Sepsis. Int J Vitam Nutr Res. 2019; 89: 271-84.
15. Akhtar S , I smail T , F raternale D , S estili P . Pomegranate peel and peel extracts: chemistry and food features. Food Chem. 2015; 174: 417-25.
16. Gozlekci S, Saracoglu O, Onursal E, Ozgen M. Total phenolic distribution of juice, peel, and seed extracts of four pomegranate cultivars. Pharmacogn Mag. 2011; 7: 161-4.
17. Yayla M , Ç etin D , D emirbağ Ç , K ılıçle P A. N ar Kabuğu Ekstresinin Sıçanlarda Paklitakselle İndüklenen Primer Nöron Hasarına Karşı Koruyucu Etkisi. Kafkas Tıp Bilimleri Dergisi. 8: 149-57.
18. McCarrell EM, Gould SW, Fielder MD, et all. Antimicrobial activities of pomegranate rind extracts: enhancement by addition of metal salts and vitamin C. BMC Complement Altern Med. 2008; 8: 64.
19. Lin CC, Hsu YF, Lin TC. Effects of punicalagin and punicalin on carrageenan-induced inflammation in rats. Am J Chin Med. 1999; 27: 371-6.
20. Wang LJ, Weller CL. Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends Food Sci Tech. 2006; 17: 300-12.
21. Bahçeci S, Canoruç N, Nergiz Y, ve ark. Alloksan İle Oluşturulan Deneysel Diyabetin Kardiyo- Vasküler Sistem Üzerindeki Akut Etkilerinin Işık Mikroskobik Düzeyde İncelenmesi. Dicle Tıp Dergisi. 2007; 34: 111-5.
22. Çavuşoğlu T , Ç iftçi Ö D, Ç ağıltay E , v e a rk. Diyabetik kardiyomiyopati sıçan modelinde oksitosin etkilerinin histolojik ve biyokimyasal olarak incelenmesi. Dicle Tıp Dergisi. 2017; 44: 135- 43.
23. Tatar A , P arlak S N, Y ayla M , e t a ll. E ffects o f allergic rhinitis and desloratadine on the submandibular g land i n a r at a llergy m odel. I nt Forum Allergy Rhinol. 2015; 5: 1164-9.
24. Liu L M, Z hao L , L iang D Y, e t al. E ffects o f urotensin-II on cytokines in early acute liver failure in mice. World journal of gastroenterology. 2015; 21 :3239-44.
25. Bayir Y, Un H , U gan R A, et a l. T he e ffects o f Beeswax, Olive oil and Butter impregnated bandage on burn wound healing. Burns. 2019; 45: 1410-7.
26. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001; 25: 402-8.
27. George D, Mallery M. SPSS for windows step by step: A simple study guide and reference, 17.0 update. 10 ed. Boston: Pearson; 2010.
28. Aktürk Z, Acemoğlu H. Sağlık Çalışanları İçin Araştırma Pratik İstatistik. Erzurum; 2010.
29. Jaiswal V, DerMarderosian A, Porter JR. Anthocyanins and polyphenol oxidase from dried arils of pomegranate (Punica granatum L.). Food Chem. 2010; 118: 11-6.
30. Al-Said FA, Opara LU, Al-Yahyai RA. Physicochemical and textural quality attributes of pomegranate cultivars (Punica granatum L.) grown in the Sultanate of Oman. J Food Eng. 2009; 90: 129- 34.
31. Schuetz P, Yano K, Sorasaki M, et all. Influence of diabetes on endothelial cell response during sepsis. Diabetologia. 2011; 54: 996-1003.
32. Demir AD, Erenberk U, Özgen İT, et all. Total antioxidant and oxidant status in obese children without insulin resistance. Dicle Med J. 2014; 41: 257-61.
33. Ceylan-Işık AF, Erdoğan-Tulmaç ÖB, Aktan F, Arı N, Ozansoy G. Östrojen Yerine Koyma Tedavisinin Overektomili ve Overektomili-Diyabetik Sıçanlarda Doku Lipid Peroksidasyonu ve Antioksidan Enzim Aktiviteleri Üzerine Etkisi. Dicle Tıp Dergisi.
34. Bernard GR, Artigas A, Brigham KL, et all. Report of the American-European consensus conference on ARDS: definitions, mechanisms, relevant outcomes and clinical trial coordination. The Consensus Committee. Intensive care medicine. 1994; 20: 225- 32.
35. Laszlo I , T rasy D , M olnar Z , F azakas J . S epsis: From Pathophysiology to Individualized Patient Care. J Immunol Res. 2015.
36. Cimen B, Cimen L, Cetin I, Cetin A. Alpha-lipoic acid alleviates lipopolysaccharide-induced liver damage in rats via antioxidant effect. Dicle Tıp Dergisi. 2019; 46: 125-32.
37. Wu Y, Zhu CP, Zhang Y, Li Y, Sun JR. Immunomodulatory and antioxidant effects of pomegranate peel polysaccharides on immunosuppressed mice. Int J Biol Macromol. 2019; 137: 504-11.
38. Doostan F, Vafafar R, Zakeri-Milani P, et all. Effects of Pomegranate (Punica Granatum L.) Seed and Peel Methanolic Extracts on Oxidative Stress and Lipid Profile Changes Induced by Methotrexate in Rats. Adv Pharm Bull. 2017; 7: 269-74.
39. den Besten G, Bleeker A, Gerding A, et all. Short- Chain Fatty Acids Protect Against High-Fat Diet- Induced Obesity via a PPARgamma-Dependent Switch From Lipogenesis to Fat Oxidation. Diabetes. 2015; 64: 2398-408.
40. Ricote M, Li AC, Willson TM, Kelly CJ, Glass CK. The peroxisome proliferator-activated receptorgamma is a negative regulator of macrophage activation. Nature. 1998; 391: 79-82.
41. Rosillo MA, Sanchez-Hidalgo M, Cardeno A, et all. Dietary supplementation of an ellagic acid-enriched pomegranate extract attenuates chronic colonic inflammation in rats. Pharmacol Res. 2012; 66: 235- 42.