Effects of benzene on liver, kidney and lung CYP1A, CYP2B4, CYP2E1 and CYP3A6 mRNA, protein level, and drug metabolizing enzyme activities and toxicity in diabetic rabbits
Diyabetli tavşanlarda benzen?in karaciğer, böbrek ve akciğer CYP1A, CYP2B4, CYP2E1 ve CYP3A6 mRNA, protein seviyesi ve ilaç metabolize eden enzim aktiviteleri ve toksisite üzerine etkileri
- Tez No: 176741
- Danışmanlar: PROF. DR. EMEL ARINÇ, PROF. DR. ORHAN ADALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 281
Özet
Diyabetin sitokrom P450'ye bağlı ilaçları metabolize eden enzimler üzerine olan etkileri henüz belirlenmemiştir. Bu çalışmalarda en sık kullanılan hayvan sıçan olup, tavşanlarda diyabetin sitokrom P450'ye bağlı önkarsinojen/karsinojen metabolismasına olan etkileri göz önünde bulundurulduğunda bilgi sınırlıdır. Bu çalışmada, ilk defa, benzenin karaciğer, böbrek ve akciğer mikrozomal sitokrom P450'ye bağlı ilaç metabolize eden enzimlerin aktiviteleleri, protein seviyeleri ve mRNA seviyeleri üzerine olan etkileri diyabetik ve diyabetik olmayan tavşanlarda incelenmiştir.Erkek Yeni Zellanda türü tavşanlar bu çalışmada tek doz alloksan verilmesiyle diyabet yapıldı. Kan serumundaki AST, ALT ve LDH enzim aktiviteleri ve karaciğer mikrozomlarındaki lipid peroksidasyonu diyabetik, benzen uygulanmış ve benzen uygulanmış diyabetik tavşanlarda arttığı bulunmuştur. Bunların yanında, CYP2E1'e bağlı NDMA N-demetilaz ve p-nitrofenol hidroksilaz aktiviteleri ve CYP2E1 protein seviyesinin diyabetik ve benzen uygulanmış tavşanların karaciğer ve böbreklerinde arttığı bulunmuştur. Bu aktiviteler ile protein seviyesi benzen ve diyabetin birleştirilmiş etkisinde eklenmiş olarak bulundu. Diyabet akciğer CYP2E1 protein seviyesi ve enzim aktivitelerinin indüksiyonuna sebeb olmasına rağmen, benzen uygulaması akciğerlerde enzim aktiviteleri ve protein seviyesinde hiçbir değişikliğe yol açmamıştır. mRNA seviyesi Gerçek zamanlı PZR ile belirlenmiştir. Buna göre, hepatik CYP2E1 mRNA seviyesi diyabetik, benzen uygulanmış ve benzen uygulanmış diyabetik tavşanlarda kontrollere göre sırasıyla 6.71-, 10.53- ve 12.93-kat artmıştır. Benzer şekilde, renal CYP2E1 mRNA seviyesi tüm bu tavşanlarda artığı bulunmuştur. CYP2E1 yanı sıra, CYP3A6'ya bağlı eritromisin N-demetilaz aktivitesi, CYP3A6 protein ve mRNA seviyeleri diyabetik tavşan karaciğer ve akciğerlerinde artmıştır. Diyabetin tersine, benzen uygulaması karaciğerde CYP3A6 protein seviyesinin baskılanmasına ve bu proteine bağlı enzim aktivitesinin inhibisyonuna sebep olmuştur. Benzen uygulanmış diyabetik tavşanların karaciğer ve akciğer mikrozomlarındaki eritromisin N-demetilaz aktivitesi ve CYP3A6 seviyesinde anlamlı bir değişim yoktur. Bunların yanında, diyabet CYP1A2 protein ve mRNA seviyesi ve CYP1A'ya bağlı enzim aktivitelerini tavşan karaciğerinde indüklemiştir. Diğer yandan, benzen karaciğerde CYP1A'ya bağımlı enzim aktiviteleri ve CYP1A2 protein seviyesinin istatiksel olarak anlamlı olmayan düşüşene sebep olmuştur. CYP1A'ya bağlı enzim aktiviteleri, CYP1A2 protein ve mRNA seviyeleri benzen uygulanmış diyabetik tavşanların karaciğerlerinde değişmemiştir.Bu çalışmanın sonuçları hem diyabet hem de benzen maruziyetinin, CYP2E1'i indükleyerek, CYP2E1 tarafından metabolize edilen NDMA ve benzen gibi toksik kimyasalların metabolik aktivasyonlarını arttırdığını göstermiştir. Bu artış, reaktif metabolitlerin yüksek miktarda oluşmasıyla sonuçlanır. Benzenin diyabetik tavşanlara uygulanması CYP2E1'in ekspresyonunu ve aktivitelerini daha da arttırmıştır. CYP2E1'in benzen uygulanmış diyabetiklerde eklemeli olarak artışı sonucunda, toksinler tarafından üretilen hepatoksisite riski ayrı ayrı uygulamalarla karşılaştırıldığında daha da artması gözlemlenebilir. Bunun sonucunda organ toksisitesi ve mutajenez riski bu kişilerin karaciğer ve böbreklerinde daha da artabilir. CYP2E1'de olduğu gibi, karsinojenez riski, CYP1A'ın diyabetlilerde indüklenmesinden dolayı artabilir. Aynı zamanda, diyabetli ve benzene maruz kalmış kişilerde, CYP3A'nın indüksiyonu ya da baskılanması sonucunda ilaç temizlenmesinde değişiklikler ve klinik ilaç toksisitesi görülebilir
Özet (Çeviri)
The effects of diabetes on cytochrome P450 dependent drug metabolizing enzymes have not to be clarified yet. The most widely used animals in these studies have been rats, and information regarding the effects of diabetes on cytochrome P450 dependent procarcinogen/carcinogen metabolism in rabbits is limited. In the present study, we investigated, for the first time, the influence of benzene on liver, kidney and lung microsomal cytochrome P450 dependent drug metabolizing enzyme activities, protein and mRNA levels in diabetic and non-diabetic rabbits.Male New Zealand rabbits were made diabetic by a single dose of alloxan treatment in this study. AST, ALT and LDH enzyme activities in the blood serum and lipid peroxidation in liver microsomes were found to increase in diabetic, benzene treated and benzene treated diabetic rabbits. Besides these, CYP2E1 dependent NDMA N-demethylase and p-nitrophenol hydroxylase activities and CYP2E1 protein level were found to increase in liver and kidney of diabetic and benzene-treated rabbits. The combined effects of benzene and diabetes on these activities and protein level were found to be additive. Although diabetes caused induction of pulmonary CYP2E1 protein level and associated enzyme activities, benzene treatment of rabbits resulted in no change in enzyme activities and protein level in lung. The level of mRNA was investigated by Real-Time PCR. Accordingly, hepatic CYP2E1 mRNA level was increased 6.71-, 10.53- and 12.93-fold in diabetic, benzene treated and benzene treated diabetic rabbits with respect to the control animals. Similarly, renal CYP2E1 mRNA level was found in increase in these rabbits. In addition to CYP2E1, CYP3A6 associated enzyme activity, erythromycin N-demethylase, CYP3A6 protein and mRNA level were found to increase in diabetic rabbit liver and lung. Unlike diabetes, benzene treatment caused suppression of CYP3A6 protein and inhibition of associated enzyme activity in liver. There was no significant change in the erythromycin N-demethylase activity and CYP3A6 level of liver and lung as a result of benzene treatment of diabetic rabbits. Moreover, diabetes induced CYP1A2 protein and mRNA level and CYP1A associated enzyme activities in the rabbit liver. On the other hand, benzene caused statistically insignificant decreases in CYP1A dependent enzyme activities and CYP1A2 protein level in liver. CYP1A associated enzyme activities, CYP1A2 protein and mRNA levels were not changed in the liver of benzene treated diabetics.The results of the present work indicate that both diabetes and benzene stimulate metabolic activation toxic chemicals metabolized by CYP2E1 such as NDMA and benzene by inducing CYP2E1 which results in the formation of increased amounts of reactive metabolites. Application of benzene to diabetic rabbits further elevates expression and activities of the CYP2E1. As a result of additive induction of the CYP2E1 in benzene treated diabetics, further increase the risk of hepatotoxicity produced by toxins may be observed when compared to the separate treatments. This may in turn further potentiate the risk of organ toxicity and mutagenesis in liver and kidney of these subjects. As in the case of CYP2E1, the risk of carcinogenesis due to induction of CYP1A may be increased in diabetic subjects. Moreover, in diabetic and benzene exposed subjects, alteration of drug clearance and clinical drug toxicity may be observed due to induction or suppression of CYP3A.
Benzer Tezler
- Trifluralin ve pentakloronitrobenzenin albino fareler (Mus musculus L. O.ASA kolonisi) üzerine etkileri
Başlık çevirisi yok
TURAN AKAY
- Benzenin sıçan (rat rattus norvegigus-swiss albino) karaciğer ve böbrek dokusu adenozin deaminaz aktivitesi üzerine etkisi
The Effect of benzene on adenosine deaminase activity in liver and kidney of rats (rat rattus norvegigus-swiss albinos)
ALİ TURHAN
- Benzenin sıçan (Rat rattus Norvegicus) karaciğer ve kas dokusu glikojen seviyesine etkisi
The effects of benzene on glycogen levels of liver and muscle tissues and on blood glucose of rats (Rat rattus Norvegicus)
FERDA ÖZDİKİCİOĞLU
- Benzenin tavşan dokularındaki enzimatik antioksidanlara etkileri
Effect of benzene on rabbit tissue enzymatic antioxidants
ALPER GÜÇLÜ
