Effect of a diet rich in olive oil phenolics on age-related changes in mouse model of ageing and HPLC analysis of olive oil phenolics with electrochemical detector
Zeytinyağı fenoliklerince zengin diyetin yaşlanması hızlandırılmış fare modelinde yaşlanmaya bağlı değişiklikler üzerine etkisi ve zeytinyağındaki fenolik maddelerin elektrokimyasal dedektör ile HPLC analizi
- Tez No: 310712
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BERAAT ÖZÇELİK, PROF. DR. GERALD RİMBACH
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Beslenme ve Diyetetik, Gıda Mühendisliği, Nutrition and Dietetics, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Zeytinyağı Akdeniz diyetinin temel yağ kaynağıdır. Zeytinyağı tüketimi kardiyovasküler hastalıklar, kanser, Parkinson ve Alzheimer gibi hastalıkların oluşum riskini ve bu hastalıklardan kaynaklanan ölüm riskini azaltmaktadır. Akdeniz diyetinin yararlı etkilerinin altında yatan mekanizmaları inceleyen klinik çalışmalar eksik olmasına rağmen, bu etkiler kısmen zeytinyağı tüketimine bağlanmaktadır. Zeytinyağı önemli bir doymamış yağ asidi (oleik asit) kaynağıdır. Ancak kronik hastalıkların önlenmesi ile ilişkili olarak zeytinyağı tüketiminin yararlı etkileri sadece yağ asidi bileşimine değil yüksek fenolik madde miktarına da bağlanmaktadır.Tirozol, hidroksitirozol ve oleuropein zeytinyağında bulunan temel fenolik bileşenlerdir ve birçok in vivo ve in vitro çalışmada farmakolojik aktiviteleri belirtilmiştir. Bu bileşenler yararlı etkilerini direkt olarak antioksidan özellikleri ile veya indirekt olarak hücresel sinyal yolizlerini, bazı genlerin anlatımını etkileyerek, bazı düzenleyici enzimleri aktive ya da inhibe ederek göstermektedir. Bu bileşenlerin kardiyovasküler hastalıklar, nörodejeneratif hastalıklar ve kanser üzerine koruyucu etkileri ile ilgili olarak epidemiyolojik çalışmalar gerçekleştirilmektedir.Zeytinyağı fenoliklerinin antioksidan aktivileri çok iyi bilinmektedir. Ancak metabolik yolizlerindeki görevleri, transkripsiyon faktörleri ve gen anlatımı üzerine etkilerinin araştırılması gerekmektedir. Bu çalışmada fenolik maddelerce zengin zeytinyağı içeren diyetin 9-10 haftalık dişi SAMP8 (Senescence Accelerated Mouse Prone 8) farelerinin kalp ve karaciğer dokularında yaşlanmaya bağlı oluşan değişiklikler üzerine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. SAMP8 fareleri 4.5 hafta boyunca düşük (DF) ya da yüksek fenolik (YF) madde miktarına sahip %10 zeytinyağı içeren yarı sentetik diyetlerle beslenmiştir. Kontrol olarak normal yaşlanma prosesine sahip SAMR1 (senescence-accelerated mouse-resistant 1) fareleri kullanılmıştır. SAMP8 fareleri düşük yaşam döngüsüne ve yüksek lipit ve protein oksidasyonu, iltihaplanma, mitokondri bozuklukları, erken aterogenez başlangıcı gibi patolojik bozukluklara sahip olduğundan dolayı insan yaşlanma modeli olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Bu özellikler SAMP8 fare grubunu yaşlanma ile ilgili çalışmalarda kullanımını uygun kılmaktadır.Oksidatif stres ve iltihaplanma yaşlanma ve yaşlanmaya bağlı bozuklukların patogenezinde önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle bu çalışmada oksidatif stres ve iltihaplanmaya bağlı parametreler incelenmiştir. Her iki dokuda da oksidatif stres biyomarkırı olarak lipit ve protein oksidayonu sırasıyla TBARS ve protein karbonil metotları ile belirlenmiştir. Ayrıca proteazomal sistemdeki farklı altbirimlerin proteazomal aktivitesi ölçülmüştür. Farelerin serumunda toplam kolesterol, toplam trigliserit, HDL kolesterol ve paraoksonaz-1 aktivitesi belirlenmiştir. Yaşlanmaya bağlı olarak Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2)' ye bağlı gen anlatımı bozulabildiğinden Nrf2 ve hedef genlerinin anlatımı; glutatyon-S-transferaz (GST), ?-glutamil-sisteinil sentetaz (?-GCS), NADPH kuinon oksidoredüktaz (NOQ1), hemoksijenaz (HO-1), paraoksonaz-1 (PON-1 karaciğerde) ve kalpte PON2, hedef olarak seçilmiştir. Bu genlerin miktarları mRNA ve protein seviyesinde belirlenmiştir. Bunun dışında antioksidan vitamin miktarları (E ve C vitamini), bu vitaminlerin metabolizmasında rol oynayan genler ve redoks durumu parametreleri belirlenmiştir.Sonuç olarak her parametrede dokuların oksidatif strese karşı yanıtına bağlı olarak farklı sonuçlar elde edilmiştir. Genel olarak SAMP8 farelerinin her iki dokusunda da oksidatif stres biyomarkırları SAMR1 farelerine göre yüksek saptanmıştır. Proteazomal aktivite ve redoks durumu parametreleri her iki doku ve fare tiplerinde degişmemiştir.Nrf2 ve buna bağlı GST, ?-GCS, NOQ1 ve PON2 genlerinin mRNA seviyeleri kalpte YF grup farelerde DF grup farelere göre önemli derecede yüksek saptanmıştır. YF uygulaması ile HO-1 mRNA seviyesinde bir değişim gözlenmemiştir. Karaciğerde Nrf2 ve hedef genlerinin anlatımında gruplar arasında fark bulunmamıştır. Sadece HO-1 mRNA ve protein seviyesi SAMP8 DF grubunda SAMR1 DF grubuna oranla düşük saptanmıştır. Ancak YF uygulamasının bir etkisi saptanmamıştır.Karaciğerde itihaplanma ile ilişkili olan Serum amyloid P (SAP) ve C Reaktif Protein (CRP) genlerinin mRNA anlatım miktarları SAMP8 DF farelerinde SAMR1 DF farelerine göre önemli derece artmış, HO-1 geninin mRNA miktarı ise azalmıştır. Ilginç olarak iki iyi tanınan antioksidan vitaminlerin miktarı (E ve C vitamini) SAMP8 DF grubunda önemli derecede artmıştır. Sodyuma bağlı C vitamini taşıyıcısı-1 (SVCT1), sodyuma bağlı C vitamini taşıyıcısı-2 (SVCT2), L-gulonolakton oksidaz gibi askorbik asidin doku içine alımı ve sentezi ile ilişkili genlerin anlatımı analizlenmiştir. SVCT1 anlatım miktarı SAMP8 DF grubu farelerde önemli derece artmış ancak SVCT2 ve L-gulonolakton oksidaz açısından bir değişiklik görülmemiştir.Elde edilen veriler SAMP8 farelerinin kalp ve karaciğer yaşlanmasında oksidatif stres ve iltihaplanmanın önemli rol oynayabileceğini göstermektedir. Sonuçlara bağlı olarak zeytinyağı fenolik maddelerince zengin diyetin SAMP8 farelerinde Nrf2 ve buna bağlı genlerin anlatımını düzenleyerek oksidatif stresi önleyebilecegi söylenebilir. Besleme çalışmalarında kullanılan iki yağ örneği karşılaştırıldığında her ikisinin benzer profillere sahip olduğu görülmektedir. Diğer yandan YF yağ örneği DF yağ örneğine göre yaklaşık 40 kat daha fazla hidroksitirozol içermektedir. Bu nedenle YF içeren diyetin yararlı etkileri hidroksitirozol içeriğine de bağlanabilir. Karaciğerde SAMP8 farelerinde görülen yüksek C vitamini miktarı oksidatif strese karşı vücut dengesini sağlamak için vücudun bir cevabı olarak düşünülebilir. SAMP8 DF farelerinde görülen C vitaminindeki bu artış C vitamini tarafından indirgenen E vitamini miktarına da yansımıştır.Bu çalışmanın diğer bir amacı da hassas elektrokimyasal dedektör ile zeytinyağındaki fenolik maddelerin belirlenmesi için metot geliştirmek ve metodun validasyonunu sağlamaktır. Elektrokimyasal dedektörler pekçok üründe iz miktardaki elektroaktif bileşiklerin doğru bir şekilde belirlenmesinde yeni bir analitik araç olarak görev yapmaktadır. Çalışmada valide edilmiş metot ile zeytinyağında bulunan seçilmiş fenolik maddelerin analizi (tirozol, hidroksitirozol, oleuropein, piniresinol, kafeik asit, vanilik asit, p-koumarik asit, ferulik asit) 17 dakika içinde yapılması mümkün olmuştur. Bu metot seçicilik, en düşük belirleme limit değeri, geri kazanım, doğruluk, duyarlık, dondurma-çözündürme dayanıklılığı, kısa süreli dayanıklılık, örnekleyici içindeki dayanıklılık açısından valide edilmiştir. Fenolik maddeler ng seviyesinde belirlenmiştir. Incelenen fenolik maddelerin geri kazanımları %72-96 arasında saptanmıştır.Kalp ve karaciğer hayatı sürdürmek için gerekli pekçok fizyolojik prosesten sorumlu organlardır. SAMP8 fareleri ile gerçekleştirilen pekçok çalışmada beyin yaşlanması üzerinde durulmuştur. Bu nedenle yapılan çalışma SAMP8 farelerinde kalp ve karaciğer yaşlanması ve buna bağlı patofizyolojik prosesler açısından öncü bir çalışma olarak değerlendirilmektedir. Diğer yandan literatürde zeytinyağının fenolik maddelerinin elektrokimyasal dedektör ile belirlenmesi açısından sadece bir çalışma mevcuttur ancak metot valide edilmemiştir. Bu açıdan valide edilmiş, fenolik madddelerin geri kazanımı oldukça yüksek ve en düşük belirlenme limitinin ng seviyesinde olduğu metot gelecekte kısa sürede fenolik madde analizi açısından yararlı olacaktır.
Özet (Çeviri)
Olive oil is the primary source of fat in the Mediterranean diet, which has been associated with reduced risk of cardiovascular mortality, cancer incidence and mortality and incidence of Parkinson and Alzheimer diseases. Despite the scarcity of clinical studies investigating the underlying mechanisms, beneficial effects of the Mediterranean diet have partly been attributed to the use of olive oil. It is an important source of monounsaturated fatty acids (mainly oleic acid). However, it has been suggested that the beneficial effects of olive oil consumption in the prevention of chronic diseases may not only be attributed to its fatty acid composition but also to its high content of phenolics.Tyrosol, hydroxytyrosol and oleuropein are the main hydrophilic phenolic compounds of olive oil, and their pharmacological activities reported in many in vivo and in vitro studies. They show beneficial effects either directly by their antioxidant properties or indirectly with their impact on cellular signaling pathways, expression of certain genes and acting as inhibitors or activators of regulatory enzymes. Epidemiological studies are performed in terms of their protective role on cardiovascular diseases, neurodegenerative diseases and cancer.Olive oil phenolics are well known for its antioxidant activities. But their role in metabolic pathways, their effect on transcription factors, gene expressions need to be investigated. In this study it is aimed to study the effect of diet rich in olive oil phenolic compounds on age-related changes in heart and liver tissues of 9-10 weeks old female SAMP8 (Senescence Accelerated Mouse Prone 8) mice. We fed SAMP8 semisynthetic diets with 10% olive oil containing either high (HP) or low amounts of olive oil phenolics (LP) for 4.5 months. As a control SAMR1 (senescence-accelerated mouse-resistant 1) mice were used that have a normal ageing process. SAMP8 is a widely used human model of ageing due to their shortened lifespan and pathological disorders such as elevated lipid and protein oxidation, inflammation, mitochondrial dysfunction, early onset of atherogenesis. These properties render SAMP8 mice as a suitable rodent model for experimental ageing research.Oxidative stress and inflammation play an important role in the pathogenesis of ageing and age-related disorders. Therefore in this study the parameters regarding oxidative stress and inflammation were investigated. As a biomarker of oxidative stress in both tissues, lipid oxidation and protein oxidation were determined by TBARS (Thiobarbituric acid reactive substances) assay and protein carbonyls, respectively. Also proteasomal activity of different subunits in the proteasomal system was measured. In serum of mice total cholesterol, total triglycerides, HDL cholesterol and paraoxonase-1 (PON-1) activity were determined. Nrf2-dependent gene expression may be impaired during the ageing process. In both tissues transcription factor Nrf2 and its target genes; glutathione-S-transferease (GST), ?-glutamyl-cysteinyl-synthetase (?-GCS), NADPH quionone oxidoreductase (NOQ1), hemeoxygenase (HO-1), paraoxonase-1 (PON-1 in liver) and PON2 in heart were the main focus. Their amounts were determined both in mRNA level and protein level. Furthermore the level of antioxidant vitamins (vitamin C & E), genes that play a role in the metabolism of these vitamins and the parameters of redox status were determined.As a result different results in each parameter were obtained depending on the response of the tissue to the oxidative stress. Generally higher level of oxidative stress biomarkers was detected in both tissues of SAMP8 mice as compared to SAMR1 mice. Proteasomal activity and redox status remained unchanged in both tissues and mice types as well.Nrf2 as well GST, ?-GCS, NOQ1 and PON2 mRNA levels were significantly higher in heart tissue of the HP as compared to the LP group. The mRNA expression of HO-1 did not differ in heart with HP treatment. The mRNA expression levels of Nrf2 and its target genes did not differ between groups in liver. Only HO-1 mRNA and protein level decreased in SAMP8 LP group as compared to SAMR1 LP group but no effect of HP treatment was observed.The mRNA expression level of inflammation related genes, SAP (Serum Amyloid P), CRP (C Reactive Protein) significantly increased and HO-1 significantly decreased in the liver of SAMP8 mice as compared to SAMR1 mice. Interestingly the level of two well known antioxidant vitamins (vitamin C & E) significantly increased in SAMP8 LP group. The expression of genes regarding ascorbic acid uptake and synthesis (sodium-dependent vitamin C transporter type 1-SVCT1, sodium-dependent vitamin C transporter type2-SVCT2 and L-gulonolactone oxidase-Gulo) were also analysed. The mRNA expression level of SVCT1 expression was significantly increased in SAMP8 mice but no change was determined in terms of SVCT2 and Gulo level.Our data suggests that oxidative stress and inflammation may play an important role in the ageing of liver and heart in SAMP8 mice. Depending on the results, a diet rich in olive oil phenolics may prevent oxidative stress in the heart of SAMP8 mice by modulating Nrf2-dependent gene expression. As the two olive oil that were used in the feeding study compared, it has been observed that they have similar phenolic profile. On the other hand the HP oil contains approximately 40 fold higher hydroxytyrosol as compared to LP oil. Therefore the beneficial effects of the diet my be attributed to its hydroxytyrosol content. Vitamin C level may be a response of the body to oxidative stress it increased to protect the body homeostasis. This increase has reflected to vitamin E level, which was higher in SAMP8 LP mice.Another aim of that study is to develop and validate a method with the sensitive electrochemical detector for the quantification of olive oil phenolics in oils. Electrochemical detectors provide a new analytical tool for resolving and accurately detecting trace amounts of any electroactive compound in a wide range of samples. In our validated method it is possible to analyze selected phenolic compounds (tyrosol, hydroxytyrosol, oleuropein, pinoresinol, caffeic acid, vanillic acid, p-coumaric acid, ferulic acid) in 17 minutes. This method was validated in terms of selectivity, lower limit of quantification and detection, accuracy, precision, recovery, short term stability, freeze thaw stability and post preparative stability. The phenolics were quantified in ng level. The recoveries of these phenolic compounds ranged between 72-96%.The liver and heart are the major organs responsible for a number of physiological processes that are crucial to sustaining life. Most of the studies dealing with SAMP8 mice have focused on brain aging. Therefore our study could be one of the pioneer studies in liver and heart ageing and associated pathophysiological processes in SAMP8 mice. On the other hand in the literature there is only one study that uses electrochemical detector in the quantification of olive oil phenolics but it is not validated. In this respect our validated method with good recovery of phenolics and lower limit of detection (ng level) will be beneficial for the future analysis of olive oil phenolics in shorter time.
Benzer Tezler
- Functional properties of protein isolates and antioxidants of two local turkish cranberry bean varieties and in-vitro bioaccessability studies.
Türkiyeye özgü iki yerli barbunya çeşidine ait prtoein izolatları ve antioksidanlarının fonksiyonel özellikleri ve in-vitro biyoulaşılabilirlik çalışmaları
SAYNA ZAHEDINIA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- Balkabağı püresine ilave edilen farklı yağ asitlerinin karotenoid profili ve in vitro biyoerişilebilirliği üzerine etkileri
The effects of different fatty acids added to pumpkin puree on carotenoid profile and in vitro bioavailability
ELİF PİŞKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Sabahattin Zaim ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE TOMAŞ
- İnfertilite tedavisi alan kadınlarda akdeniz diyetinin ileri glikasyon son ürünleri ve oksidatif strese etkisi
Effect of a mediterranean diet on advanced glycation end products and oxidative stress in women undergoing infertility treatment
ELİF ÇELİK
Doktora
Türkçe
2024
Beslenme ve DiyetetikGazi ÜniversitesiBeslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN AKDEVELİOĞLU
- Alkol kullanımına bağlı olmayan yağlı karaciğer (NAYKH)'li hastalarda, anti-oksidanlardan zengin Orta Asya-Rusya geleneksel diyetinin klinik belirtilere ve mitokondrial fonksiyonlara etkisi
Effect of middle asia-russian traditional diet rich from antioxidants on clinical signs and mithocondrial functions in patients with fatty liver disease independent from alcohol consumption (NAFLD)
AYŞENUR KARAGÖL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2012
GastroenterolojiOndokuz Mayıs ÜniversitesiDahiliye Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM GÖREN
- Aterosklerotik tavşanlarda fındık yağının lipit peroksidasyonu ve antioksidan sistem üzerine etkisi
The effect of hazelnut oil lipid peroxidation and antioxidant system in atherosclerotic rabbits
AYDAN HATİPOĞLU