Fırat HARDALAÇ, Aysel ARICIOĞLU, Göknur GÜLER

Examination of electric field effects on lipid proxidation and antioxidant enzymes by using multilayer perceptron neural network

Bu çalışmada farklı şiddetlerde uygulanan elektrik alanların karaciğer ve akciğer dokularında lipid peroksidasyon ve antioksidan enzimler üzerindeki etkileri kobaylarda incelendi ve elde edilen deney sonuçlan sinir ağlarına öğrenme verisi olarak uygulanıp ileri beslemeli sinir ağının eğitimi gerçekleştirildi. Bu eğitim sonucu; dokulara elektrik alan uygulanmadan, . . bilgisayar ortamında elektrik alanın dokulara etkisinin belirlenmesi sinir ağı ile tahmin edildi.Tahta kafesler üzerine monte edilmiş olan bakır plakalara potansiyel fark uygulanarak 1.8 kV/m, 1.35 kV/m, 1 kV/m, 0.8 kV/m ve 0.3 kV/m şiddetinde elektrik alanlar oluşturuldu. Her grupta 20 adet kobay olmak üzere toplam 100 adet erkek beyaz kobay (150-200 gr) günde 8 saat olmak üzere üç gün boyunca elektrik alanlara sürekli olarak maruz bırakıldı. Elektrik alan uygulama işlemine saat 900'da başlanıp 1700'de son verildi. 20 adet kobay ise kontrol grubunu oluşturdu. Farklı şiddetlerde uygulanan elektrik alanlann malondialdehit ( MDA ) ve superoksit dismutaz (SOD ) seviyelerine etkisi araştırıldı. Yapılan deneyler sonucu sinir ağının tahmini; ortalama %97.27 - % 99.51 olarak tespit edildi. Elektrik alan deney sonuçlarına ait sinir ağı tahmin performansından elde edilen verilerin yüzde değerlerinin yüksek doğrulukta bulunması;-ileri beslemeli sinir ağlarının pek çok uygulama alanında kullanıldığı gibi elektrik alan çalışmalarında da uygulanabileceğini göstermiştir.

Çok katmanlı idrak sinir ağları kullanılarak elektrik alanların lipid proksidasyon ve antioksidan enzimler üzerine etkilerinin incelenmesi

The aim of this study is to determine lipid peroxidation and antioxidant enzyme levels in liver and lung tissues of guinea pigs which were exposed to different intensities of electric fields and the experimental results are applied to neural networks as learning data and the training of the feed forward neural network is realized. At the end of this training; without applying electric field to tissues, the determination of the effects of the electric field on tissues by using computer is predicted by the neural network. Electric potentials were applied to the copper plates mounted on the wooden boxes to produce electric fields with magnitudes of 1.8 kV/m, 1.35 kV/m, 1 kV/m, 0.8 kV/m and 0.3 kV/m. Male white guinea pigs (150-200 g) were continuously exposed to electric fields for 8 hours per day over 3 days. A total of 100 guinea pigs were exposed to electric fields. Each group of 20 guinea pigs was exposed to the electric field from 9 a.m. to 5 p.m. Twenty guinea pigs were used as controls. The effect of electric field exposure on malondialdehyde (MDA) and superoxide dismutase (SOD) levels was investigated for different intensities. Aftertheexperiments,thepredictionoftheneuralnetworkis averagely 97.27% - 99.51 %. Those percentiles of the prediction performance of the neural network belonging to experiment results of electric field were so high; this fact shows that the feed forward neural networks which are used many fields could be applied in the studies of electric field too.

PDF

___

1.Barriviera, M.L., Louro, S.R.W., "Wajnberg E, Hasson-Voloch A. Denervation alters protein-lipid interactions in membrane fractions from electrocytes of Electrophorus electrius (L.)"," Biophys Chem, 91: 93-104 (2001).
2.Benov, L.C., Antonov, P.A., Ribarov, S.R., "Oxidative damage the membrane lipids after electroporation", Gen Physiol Biophys, 13: 85-97 (1994).
3.Güler, G., Atalay, N., Özoğul, C, Erdoğan, D., "Biochemical and structural approach to collagen synthesis under electric fields", Gen Physiol Biophys, 15: 429-440 (1996).
4.Irmak, M.K., Fadıllıoğlu, E., Güleç, M., Erdoğan, H., Yağmurcu, M., Akyol, Ö., "Effects of electromagnetic radiation from a cellular telephone on the oxidant and antioxidant levels in rabbits", Cell Biochem Fund , 20: 1-5 (2002).
5.Ebeigbe, A.B., Gantzos, R.D., Webb, R.C., "Relaxation of rat tail artery to electrical stimulation", Life Sci, 33: 303- 309 (1983).
6.Lamb, F.S., Webb, R.C., "Vascular effects of free radicals generated by electrical stimulation", Am J Physiol, 247: H709-H714 (1984).
7.Desideri, A., Falconi, M., Polticelli, F., Bolognesi, M., Djnovic, K., Rotilio, G., "Evolutionary conservativeness of electric field in the Cu,Zn superoxide dismutase active site, Evidence for co-ordinated mutation of charged amino acid residues", j Mol Biol 223: 337-342 (1992).
8.Scaiano, J.C., Mohtat, N., Cozens, F.L., Mclean, J., Thansandote, A., "Application of the radical pair mechanism to free radicals in organized systems: Can the effects of 60 Hz predicted from studies under static fields?", Bioelectromagnetics 15: 549-554 (1994).
9.Güler, G., Atalay, N.S., Koz, M., Gönül, B., "Elektrik alanın böbreküstü bezi MDA seviyesine etkisi", Türkiye Tıp Dergisi 1:161-167 (1994).
10.Dinçer, S., Koz, M., Öz, E., Gönül, B., Güler, G., Atalay, N.S., "Dikey ve yatay doğrultularda elektrik alan uygulamasının kobaylarda adrenal bez askorbik asit ve malondialdehit düzeylerine etkisi", Optimal Tıp Dergisi 8: 135-138 (1995).
11.Wright, I.A., Gough, N.A.J., "Artificial neural network analysis of common femoral artery Doppler shift signals: Classification of proximal disease", Ultrasound Med Biol, 24: 735 (1994).
12.Beale, R., Jackson, T., Neural Computing: An Introduction Institute ofPhysics Publishing, Bristol -UK, 101-122 (1990).
13.Fredric, M.H., Inica, K., Principles of Neurocomputing for Science and Engineering, McGraw-Hill, New York, 233- 245 (2001).
14.McClelland, J.L., Rumelhart, D.E., Explorations in Parallel Distributed Processing: A Handbook of Models Programs and Exercises, Cambridge, 17-56 (1986).
16.Lowry, O.H., Rosebrough, N.I., Fair, A.L., Randall, R.J., "Protein measurement with the folin phenol reagent", j BiolChem, 193: 265-275 (1951).
17.Sun, Y., Oberley, L.W., Li, Y., "A simple method for clinical assay of superoxide dismutase", Clin Chem, 34: 497- 500 (1988).
18.Güler, G., Atalay, N.S., "Changes in hydroxyproline levels in electric field tissue interaction", Indian J Biochem Bio 33: 531-533 (1996).
19.Güler, G., Atalay, N.S., "The interaction of electric field with biological systems I: Liver hydroxyproline", Gazi Medical Journal 6: 125-129 (1995).