Gereç ve yöntem: Bu amaçla, 21 adet Wistar-Albino cinsi erkek sıçan üç gruba ayrıldı. Grup I’deki sıçanlar kontrol olarak kullanıldı. Grup II’deki sıçanlara gün aşırı olarak formaldehit enjekte edildi. Grup III’deki sıçanlara ise, formaldehit injeksiyonu ile birlikte günlük olarak omega-3 yağ asiti verildi. 14 günlük deney süresi sonunda bütün sıçanlar dekapitasyon yöntemi ile öldürüldü. Daha sonra sıçanların beyinleri çıkartılarak, prefrontal korteks örneklerinde süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GSH-Px) ve malondialdehit (MDA) enzim aktiviteleri spektrofotometrik olarak tayin edildi.

Bulgular: Çalışmamızda, formaldehit uygulanan sıçanlarda SOD ve GSH-Px değerlerinin kontrol grubuna göre anlamlı bir şekilde azaldığı, MDA düzeyinin ise yine istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde arttığı tespit edildi. Formaldehit maruziyeti ile birlikte omega-3 yağ asiti verilen sıçanlarda, SOD ve GSH-Px enzim aktivitelerinde bir artış olurken, MDA değerinde istatistiksel olarak anlamlı bir düşüş olduğu görüldü.

Sonuç: Sıçanlarda, formaldehit maruziyeti sonucu prefrontal kortekste oksidatif hasarın oluştuğu ve bu hasarın omega-3 yağ asitleri uygulaması ile önlendiği tespit edildi.

FA vücuda alındıktan sonra karaciğerde ve eritrositlerde formaldehit dehidrogenaz enzimi (FDH) katalizörlüğünde formik aside metabolize olur. FDH enzimi bu reaksiyonu gerçekleştirirken kofaktör olarak glutatyona ihtiyaç duyar. Vücutta depo edilmeyen FA, ya formik asite dönüşerek idrar ve feçes yoluyla ya da karbondioksite okside olarak solunum yoluyla atılır ².

Düşük dozlarda duyusal irritasyona neden olan formaldehit, yüksek konsantrasyonlarda salivasyon, dispne, konvülsiyon ve ölüme neden olmaktadır. Akut etkilenmelerde baş ağrısı, baş dönmesi, keyifsizlik, uykusuzluk ve iştahsızlık görülürken, uzun süreli maruziyette ise, davranış bozuklukları, epilepsi gibi kalıcı nörotoksisite belirtileri ortaya çıkar ^3,. FA’nın nörotoksik etkileri daha önce yapılan deneysel çalışmalarda da ortaya konmuştur. Sistemik olarak FA uygulanan sıçanlarda davranış bozuklukları, ruhsal dengesizlik ve öğrenme ile ilgili testlerde bozukluklar görülmüştür ^{5, 6}. Öğrenme, hafıza, bilgilerin analizi, motor cevabın planlanması ve düşüncelerin olgunlaştırılması gibi fonksiyonlardan sorumlu olan prefrontal korteks; gyrus frontalis superior, gyrus frontalis medius ve gyrus frontalis inferior’un büyük bir kısmı ile gyri orbitales ve gyrus cinguli’nin ön yarısını kapsar. Brodmann’ın 9, 10, 11 ve 12 no’lu alanlarını içine alacak şekilde premotor alanın önünde bulunur ^{7, 8}. Prefrontal alanların kişilik ve davranışların düzenlenmesi, yazılan sözcüklerin tanınması, dikkatin sürdürülmesi, kavramı işlemeye hazırlama ve kontrol etme gibi kognitif fonksiyonları vardır. Zihinsel faaliyetlerin amaca yönelik sıralanmasında, gelen duyusal sinyallere cevabı geciktirerek; en iyi olduğuna karar verilen cevabın hazırlanmasını sağlar. Ayrıca geleceği tahmin etme, motor hareketlerin uygulanmadan sonucunun kestirilmesi, komplike matematik ve karmaşık soyut problemlerin çözülmesi, işlevlerinin toplumsal kurallara göre denetlenmesini içerir. Her yeni bilginin beyne ulaşması ve bu bilginin analizi için gerekli olan çalışan belleğin oluşturulmasında rolü olduğu düşünülmektedir ^{9, 10, 11}.

Dokozaheksanoik asit (DHA), eikozapentaenoik asit (EPA) ve α-linolenik asit (ALA) omega-3 (n-3) yağ asitleri olarak bilinir ve balık yağında bol miktarda bulunur. DHA ve EPA uzun zincirli çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA) üyelerindendir. Mutlaka diyetin içinde PUFA bulunmalıdır ^{12, 13}. Hücre membranının yapısı ve içeriği, hücrenin normal fonksiyonlarını sürdürebilmesi için çok önemlidir. DHA, özellikle beyin, retina ve diğer nöral dokularda yoğun olarak bulunan ve hücre membranının yapısına katılan bir yağ asitidir. Sinir sisteminin gelişimi için önemli rolü olan DHA, serebral korteks yağ içeriğinin %15-20’sini oluşturur. DHA aksonal yapıyı koruyarak, elektriksel uyarıların düzgün olarak iletilmesine katkıda bulunur ^{14, 15}.

Yapmış olduğumuz bu çalışmada, sistemik olarak uygulanan formaldehitin prefrontal korteks üzerine olan nörotoksik etkileri ve bu toksik etkilere karşı n-3 yağ asitlerinin koruyucu etkisi biyokimyasal düzeyde araştırıldı.

SOD Tayini Süperoksit dismutaz enzimi Sun ve arkadaşlarının ¹⁶ modifiye ettiği metotla tayin edildi. Bu metodun prensibi nitroblue tetrazolium’un (NBT) süperoksit üreticisi olan ksantin-ksantinoksidaz sistemi tarafından indirgenmesi esasına dayanmaktadır. SOD aktivitesi ünite/mg doku proteini olarak ifade edildi.

GSH-Px Tayini Glutatyon peroksidaz aktivitesi Paglia ve arkadaşlarının metoduna göre çalışıldı ¹⁷. GSH-Px hidrojen peroksit varlığında redükte glutatyonun (GSH) okside glutatyona (GSSG) yükseltgenmesini katalizler. Hidrojen peroksidin bulunduğu ortamda GSH-Px’in oluşturduğu GSSG, glutatyon redüktaz ve NADPH yardımı ile GSH’a indirgenir. GSH-Px aktivitesi NADPH’ın NADP+’ya yükseltgenmesi sırasındaki absorbans azalmasının 340 nm’de okunmasıyla hesaplanır.

MDA Tayini Lipid peroksidasyon ölçüm metodu olan Esterbauer metodu uygulanarak yapıldı ¹⁸. Tiyobarbutirik asit ile 90-95 0C’de reaksiyona giren malondialdehit, pembe renkli kromojen oluşturmaktadır. Onbeş dakika sonra hızla soğutulan numunelerin absorbansları 532 nm’de spektrofotometrik olarak okundu. Sonuçlar nmol/gr protein olarak ifade edildi.

İstatistik analizi PC ortamında “SPSS 9.05 for windows” istatistik programı kullanıldı. Grupların dağılımları Nonparametrik testlerden one-sample Kolmogorov-Smirnov Test ile değerlendirildi. Grupların normal dağılım göstermediğinden grupların karşılaştırılmasında parametrik testlerden one-way ANOVA testi ve Post Hoc testlerden LSD kullanıldı. İstatistiksel anlamlılık için p<0.05 olan değerler anlamlı kabul edildi.

Spektrofotometrik olarak SOD, GSH-Px ve MDA enzim değerleri ölçüldü. FA uygulanan sıçanlarda, oksidatif antioksidan enzimler olan SOD ve GSH-Px değerlerinin kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde azaldığı görüldü (p= 0.0001) (Şekil 1, 2). Ayrıca oksidatif hasarı belirlemede önemli bir parametre olarak alınan ve dokuda lipid peroksidasyonunun bir göstergesi olan MDA düzeyinin de, FA uygulanan grupta yine istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde arttığı tespit edildi (p=0.0001) (Şekil 3). FA maruziyeti ile birlikte n-3 yağ asitleri verilen sıçanlarda ise, SOD ve GSH-Px enzim düzeylerinin arttığı, MDA seviyelerininde azaldığı görüldü (Şekil 1, 2, 3).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 1: Süperoksit dismutaz (SOD) değerleri (U/mg protein). p<0.05 (Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında); p<0.05 (Kontrol ve FA gruplarıyla karşılaştırıldığında).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 2: Glutatyon Peroksidaz (GSH-Px) değerleri (U/g protein). p<0.05 (Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında); p<0.05 (Kontrol ve FA gruplarıyla karşılaştırıldığında).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 3: Malondialdehit (MDA) değerleri (nmol/g protein). p<0.05 (Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında); p<0.05 (FA grubuyla karşılaştırıldığında).

Organizmada normal fizyolojik şartlarda veya herhangi bir patolojik olay sonucunda oluşan serbest radikaller ile bunların koruyucusu olan antioksidan savunma sistemi arasındaki dengenin serbest radikaller lehine kayması oksidatif stresi gösterir. Canlılar oksidatif hasara karşı enzimatik ve nonenzimatik antioksidan sistem ve moleküllerle korunur. Hücre seviyesinde etkili olan enzimatik antioksidan sistemler içerisinde süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GSH-Px) yer alır ²⁵.

Teng ve arkadaşları (26) izole sıçan hepatositlerinde yaptıkları deneysel çalışmada, FA’nın düşük konsantrasyonlarının bile oksidatif hasara yol açtığını bildirmişlerdir. Biz de yapmış olduğumuz bu çalışmada, FA’ya maruz kalmış prefrontal korteks dokusundaki SOD ve GSH-Px aktivitelerinin istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde azaldığını tespit ettik. SOD ve GSH-Px enzimlerindeki bu azalmanın, FA’nın prefrontal korteksteki antioksidan defans mekanizmasını bozarak oksidatif hasara neden olduğunu göstermektedir.

MDA lipid peroksidasyonu sonucu oluşan ürünlerden biridir ve oksidatif hasarı göstermede yaygın olarak kullanılan bir parametredir ²⁷. Çalışmamızda da, FA uygulanan grupta MDA düzeylerinin kontrol grubuna göre anlamlı bir şekilde arttığı görülmüştür. MDA düzeyindeki bu artış, FA’nın prefrontal kortekste lipid peroksidasyonuna ve doğal olarak oksidatif hasara yol açtığını ortaya koymuştur. Benzer şekilde, Teng ve arkadaşları da sıçanlar üzerinde yaptıkları çalışmalarında FA uygulamasının lipid peroksidasyonuna neden olduğunu bildirmişlerdir ²⁶.

Dokozaheksanoik asit (DHA), eikozapentaenoik asit (EPA) ve á-linolenik asit (ALA) omega-3 (n-3) yağ asitleri olarak bilinir. n-3 yağ asitleri balık yağında bol miktarda bulunmaktadır ¹². Stone ve arkadaşları ²⁸ ile Miyasaka arkadaşları ²⁹ yaptıkları çalışmalarda, n-3 yağ asitlerinin antioksidan, antienflamatuar, antihipertansif özellikler içerdiğini ve bu nedenle organizma için koruyucu özellik gösterdiğini ifade etmişlerdir. Özellikle beyin, retina ve diğer nöral dokularda yoğun olarak bulunan ve hücre membranının yapısına katılan DHA, sinir sisteminin gelişiminde önemli rol oynar. DHA, aksonal yapıyı koruyarak elektriksel uyarıların düzgün olarak iletilmesine de katkıda bulunur ^{12, 14}.

Daha önce yapılan deneysel çalışmalarda, n-3 yağ asitlerinin oksidatif hasara karşı koruyucu etkilerinin olduğu bildirilmiştir ¹². Lonergan ve arkadaşları ³⁰ sıçanlar üzerinde yapmış oldukları çalışmalarında, gama radyasyon maruziyeti ile hipokampusta oluşan nöronal hasar üzerine EPA’nın koruyucu etki gösterdiğini bildirmişlerdir. Yine Martin ve arkadaşları ^31, radyasyon ve yaşa bağlı beyinde meydana gelen apoptotik değişiklikler üzerine, EPA’nın anlamlı düzeltici etkisinin olduğunu göstermişlerdir. Biyomembranlar ve hücre içi organeller membran fosfolipitlerindeki PUFA varlığı nedeniyle oksidatif ataklara duyarlıdır. PUFA hücre membranı, endoplazmik retikulum ve mitokondri gibi hayati organeller için gereklidir. Bunların yapısal bozulmaları hücresel fonksiyonlar için çok önemli sonuçlar doğurabilir. n-3 yağ asitlerinin nöronal hasara karşı olan koruyucu etkisinin mekanizması tam olarak bilinmemektedir. Ancak n-3 yağ asitlerinin, oksidatif süreç içine giren nöral dokularda azalmaya yüz tutmuş çoklu doymamış yağ asitlerinin (PUFA) yerine geçmek suretiyle koruyucu etkisini gösterdiği ileri sürülmüştür ^{27, 32}. Çalışmamızda da, prefrontal kortekste FA maruziyetine bağlı olarak oluşan oksidatif hasarın n-3 yağ asitleri tarafından önlendiğini gösteren bulgular tespit edildi. Yani, FA maruziyeti ile birlikte n-3 yağ asitleri verilen sıçanlarda SOD ve GSH-Px enzim düzeylerinin arttığı, MDA seviyelerinin ise azaldığı görüldü.

Sonuç olarak, FA maruziyetinin prefrontal kortekste oksidatif hasara yol açtığı ve bu hasara karşın-3 yağ asitlerinin koruyucu etki gösterdiği tespit edildi.

1) Smith AE. Formaldehyde. Occup Med 1992; 42: 83-88. 2. Usanmaz SE, Akarsu ES, Vural N. Neurotoxic effects of acute and subacute formaldehyde exposures in mice. Envir Toxicol Pharmacol 2002; 11: 93-100.

3) Kilburn KH, Warshaw R, Thornton JC. Formaldehyde impairs memory, equilibrium, and dexterity in histology technicans: effects which persist for days after exposure. Arch Environ Health 1987; 42: 117-120.

4) Kilburn KH. Neurobehavioral impairment and seizures from formaldehyde. Arch Environ Health 1994; 49: 37- 44.

5) Stroup NE, Blair A, Erikson GE. Brain cancer and other causes of deaths in anatomists. J Natl Cancer Inst 1986; 77: 1217-1224.

6) Pitten FA, Kramer A, Herrmann K, Bremer J, Koch S. Formaldehyde neurotoxicity in animal experiments. Pathol Res Pract 2000; 196: 193-198.

7) Arıncı K, Elhan A. Anatomi (2.cilt). Güneş Kitabevi, Ankara. 1995: 388.

8) Duncan J. An adaptive coding model of neural function in prefrontal cortex. Nat Rev Neurosci 2001; 2: 820-829.

9) Nyberg L, Marklund P, Persson J, Cabeza R, Forkstam C, Peterss KM, Ingvar M. Common prefrontal activations during working memory, episodic memory, and semantic memory. Neuropsychology 2003; 41: 371-377.

10) Ganong WF. Tıbbi Fizyoloji. Nobel Tıp Kitabevi, İstanbul. 2002: 249-268.

11) Ranganath C, Jonson MK, D’Espisoto M. Prefrontal activity associated with working memory and episodic long-term memory. Neuropsychologia 2003; 41: 378-389.

12) Sarsılmaz M, Songur A, Özyurt H, Kuş İ, Özen OA, Özyurt B. Potential role of dietary ù-3 fatty acids on some oxidant/antioxidant parameters in rats’ corpus striatum. Prostoglandins Leukot Essent Fatty Acids 2003; 69: 253-259.

13) Nordoy A. Is there a rational use for n-3 fatty acids (fish oils) in clinical medicine? Drugs 1991; 42: 331-342.

14) Bourre JM, Bonneil M, Chaudiere J, Clement M, Dumont O, Durand G. Structural and functional importance of dietary polyunsaturated fatty acids in the nervous system. Adv Exp Med Bio 1992; 318: 211-229.

15) Masters C. Omega-3 fatty acids and the peroxisome. Mol Cell Biochem 1996; 165: 83-93.

16) Sun Y, Oberley LW, Li Y. A simple method for clinical assay of superoxide dismutase. Clin Chem 1988; 34: 497-500.

17) Paglia DE, Valentine WN. Studies on the quantitative and qualitative characterisation of erythrocyte glutathione peroxidase. J Lab Clin Med 1967; 70: 158-169.

18) Esterbauer H, Cheeseman KH. Determination of aldehydic lipid peroxidation products: malonaldehyde and 4-hidroxynonenal. Methods Enzymol 1990; 186: 407-421.

19) Kim H, Kim YD, Cho SH. Formaldehyde exposure levels and serum antibodies to formaldehyde- human serum albumin of Korean medical students. Arch Environ Health 1999; 54: 115-118.

20) Sarsılmaz M, Özen OA. Subkronik dönem boyunca formaldehit soluyan sıçanların leydig hücrelerindeki histopatolojik değişiklikler. Fırat Tıp Dergisi 2000; 2: 1-5.

21) Nilsson JA, Zheng X, Sundqvist K, Liu Y, Atrozi L, Elfwing A. Toxicity of formaldehyde to human oral fibroblast and epithelyal cells: influences of culture conditions and role of thiol status. J Dent Res 1998; 77: 1896-1903.

22) Thrasher JD, Kilburn KH. Embryo toxicity and terotogenicity of formaldehyde. Arch Environ Health 2001; 56: 300-311.

23) Kilburn KH, Warshaw R, Thornton JC. Formaldehyde impairs memory, equilibrium, and dexterity in histology technicans: effects which persist for days after exposure. Arch Environ Health 1987; 42: 117-120.

24) Kuo H, Jian G, Chen C, Liu C, Lai J. White blood cell count as an indicator of formaldehyde exposure. Bull Environ Contam Toxicol 1997; 59: 261-267.

25) Akyol Ö. Beyin tümörlerinde doku SOD, CAT ve GSH-Px aktiviteleri. Uzmanlık tezi. 1994; Ankara Uni. Tıp. Fak. Biyokimya AD.

26) Teng S, Beard K, Pourahmad J, Moridani M, Easson E, Poon R. The formaldehyde metabolic detoxification enzyme systems and molecular cytotoxic mechanism in isolated rat hepatocytes. Chem Biol Interact 2001; 130-132: 285-296.

27) Kamal AA, Gomaa A, el Khafif M, Hammad AS. Plasma lipit peroksides among workers exposed to slica or asbestos dust. Environ Res 1989; 49: 173-180.

28) Stone NJ. Fish comsumption, fish oil, lipids, and coronary heart disease. Am J Clin Nutr 1997; 65: 1083-1086.

29) Miyasaka CK, Alves de Souza JA, Torres RP, Mancili FJ, Lajolo FM, Curi R. Effect of the administration of fish oil by gavage on activities of antioxidant enzymes of rat lymphoid organs. Gen Pharmacol 1998; 30: 759-762.

30) Lonergan PE, Martin DS, Horrobin DF, Lynch MA. Neuroprotective effect of eicosapentaenoic acid in hippocampus of rats exposed to gamma-irradiation. J Biol Chem 2002; 277: 20804-20811.

31) Martin DS, Lonergan PE, Boland B, Fogarty MP, Brady M. Apoptotic changes in the aged brain are triggered by interleukin-1beta-induced activation of p38 and reversed by treatment with eicosapentaenoic acid. J Biol Chem 2002; 277: 34239-34246.

32) Hallivel B. Free radicals antioxidants and human disease; curiosity, couse or consequence? Lancet 1994; 344: 721- 724.