| Türkçe Özet |
Alüminyum, yerkabuğunda bol miktarda bulunan ve serbest halde bulunmayan bir metaldir. Canlı organizmalara ağız yoluyla girer ve biyolojik işlevi olmamasına rağmen toksik etkilere sahiptir. Özellikle sinir, kemik, endokrin ve hematopoetik sistemleri etkileyerek nörodavranışsal bozukluklara neden olur. Alüminyumun toksik etkileri kısmen serbest radikal üretimi ve lipid peroksidasyonu ile ilişkilendirilse, bu süreçlerin moleküler düzeydeki mekanizmaları tam olarak açıklanamamıştır. Bromelain, proteolitik enzim içeriği ile bilinen ve çeşitli biyolojik etkiler (Anti-inflamatuar, antimikrobiyal, immünmodülatör vb.) gösteren bir maddedir. Ancak ağır metal toksisitesine karşı potansiyel etkileri hakkında sınırlı araştırmalar bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında alüminyum toksikasyonunda bromelainin antioksidan sistem, homosistein ve mineral (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Se) düzeyleri üzerindeki etkilerinin araştırmasını amaçlamaktadır.Çalışmada materyal olarak 6 aylık 24 adet Sprague Dawley ırkı erkek rat kullanıldı ve ratlar 4 eşit gruba ayrıldı. Hayvanlar; 1. Grup (Kontrol), 2. (Alüminyum), 3. Grup (Alüminyum + Bromelain), 4. Grup (Bromelain) olmak üzere dört gruba ayrıldı. Deney süresince ratlar 12 saatlik ışık/karanlık döngüsü, 19–21°C sıcaklık ve ad libitum yem-su sağlanan koşullarda tutuldu. 45 günlük deney süresi sonunda ksilazin-ketamin anestezisi altında kardiyak ponksiyonla kan örnekleri alındı. Elde edilen kan örneklerinin serum ve plazmaları ayrıldı. Numunelerde nitrik oksit (NO), total antioksidan kapasite (TAS), total oksidan kapasite (TOS) ve homosistein düzeyleri kolorimetrik olarak spektrofotometrik yöntemle, alüminyum ve diğer mineral (Ca, Fe, K, Mg, Na, Se) düzeyleri ise ICP-MS ile ölçüldü.Elde edilen bulgulara göre; alüminyum uygulanan grupta (Grup II) TAS düzeyleri anlamlı (p<0.05) olarak azalmış, TOS ve NO düzeyleri ise istatistiksel olarak anlamlı (p<0.001) şekilde artmıştır. Ayrıca bu grupta demir, potasyum, magnezyum, sodyum, selenyum ve kalsiyum düzeylerinde düşüş, alüminyum düzeyinde ise istatistiksel olarak (p<0.001) artış gözlenmiştirBromelain ile alüminyumun eş zamanlı uygulandığı grup (Grup III) incelendiğinde, TAS, TOS ve Se, Na, K, Fe, Ca gibi mineral düzeylerinden elde edilen değerler kontrol grubuna benzer sonuçlar elde edilmiştir. NO, magnezyum ve alüminyum düzeylerinde istatistiksel olarak artış tespit edilmiştir (p<0.001). Homosistein düzeylerinde ise gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark gözlenmemiştir.Yapılan Pearson korelasyon analizi sonucunda, alüminyum düzeyi ile incelenen tüm mineraller arasında istatistiksel olarak anlamlı ve negatif ilişkiler saptanmıştır. Alüminyum düzeyindeki artış; kalsiyum (r=-0.763), demir (r=-0.457), potasyum (r=-0.676), magnezyum (r=-0.674), sodyum (r=-0.764) ve selenyum (r=-0.757) düzeylerinde anlamlı düşüşlerle ilişkilidir ve varyans oranları %20 ile %58 arasında değişmektedir. Bu bulgular, alüminyum düzeyi arttıkça ilgili minerallerin düzeylerinde anlamlı azalmalar meydana geldiğini göstermektedir. Sonuç olarak, alüminyum toksisitesinin oksidatif stres artışı ve mineral dengesizliklerine neden olduğu; bromelain uygulamasının bu toksik etkileri hafifleterek koruyucu rol üstlenebileceği saptanmış ve bu çalışma bulguları bromelainin ağır metal toksisitesine karşı potansiyel faydalarını gösteren öncü veriler sunmaktadır. |
| İlgilizce Özet |
Aluminum is a metal that is abundantly found in the Earth's crust but does not occur freely in nature. It enters living organisms primarily through oral intake. Despite lacking any known biological function, aluminum exerts toxic effects. It particularly affects the nervous, skeletal, endocrine, and hematopoietic systems, leading to neurobehavioral disorders. Although the toxic effects of aluminum have been partially associated with free radical generation and lipid peroxidation, the molecular mechanisms underlying these processes remain incompletely understood. Bromelain is a proteolytic enzyme complex known for its various biological properties, including anti-inflammatory, antimicrobial, and immunomodulatory effects. However, studies investigating its potential protective effects against heavy metal toxicity are limited. This thesis aims to examine the effects of bromelain on the antioxidant system, homocysteine levels, and mineral (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Se) balance in aluminum-induced toxicity.In this study, 24 six-month-old male Sprague Dawley rats were used and divided into four equal groups: Group I (Control), Group II (Aluminum), Group III (Aluminum + Bromelain) and Group IV (Bromelain). Throughout the 45-day experimental period, rats were maintained under standard experiment conditions with a 12-hour light/dark cycle, a temperature of 19–21°C, and ad libitum access to food and water. At the end of the experiment, blood samples were collected via cardiac puncture under xylazine-ketamine anesthesia. Serum and plasma were separated from the collected blood samples. Levels of nitric oxide (NO), total antioxidant capacity (TAS), total oxidant capacity (TOS), and homocysteine were determined spectrophotometrically using colorimetric methods. Aluminum and other mineral levels (Ca, Fe, K, Mg, Na, Se) were measured using ICP-MS.According to the findings, the aluminum group (Group II) showed a significant decrease in TAS levels (p<0.05), whereas TOS and NO levels increased significantly (p<0.001). Furthermore, reductions in iron, potassium, magnesium, sodium, selenium, and calcium levels were observed in this group, along with a statistically significant increase in aluminum levels (p<0.001).In the group receiving simultaneous administration of bromelain and aluminum (Group III), most of the TAS, TOS, and mineral levels were found to be similar to those of the control group. However, statistically significant increases were observed particularly in NO, calcium, magnesium, and aluminum levels (p<0.001). No statistically significant differences were observed between the groups in terms of homocysteine levels.Pearson correlation analysis revealed statistically significant negative correlations between aluminum levels and all examined minerals. Increases in aluminum levels were associated with significant decreases in calcium (r = -0.763), iron (r = -0.457), potassium (r = -0.676), magnesium (r = -0.674), sodium (r = -0.764), and selenium (r = -0.757), with variance explanation rates ranging from 20% to 58%. These results indicate that increased aluminum levels are significantly associated with decreases in the levels of essential minerals.Aluminum toxicity leads to increased oxidative stress and disturbances in mineral homeostasis. Bromelain administration appears to mitigate these toxic effects, suggesting a potential protective role. The findings of this study provide preliminary evidence supporting the beneficial effects of bromelain against heavy metal toxicity. |
