3-hidroksibütirat'ın SH SY-5Y hücre hattında hidrojen peroksit toksisitesi üzerine etkisinin incelenmesi

Giriş ve amaç: Alzheimer Hastalığı (AH), progresif ilerleme gösteren, hafıza kaybı ile sonuçlanan geri dönüşümsüz nörodejeneratif bir hastalıktır. Patogenezinde amiloid beta (Aß) toksisitesinin temel mekanizmalardan biri olduğu düşünülse de, oksidatif stres ve mitokondri disfonksiyonu gibi birçok patofizyolofik süreç yer almaktadır. Nörolojik hastalıkların bir kısmında ketojenik diyet terapötik bir seçenek olarak kullanılmaktadır. Ketojenik diyetin etki mekanizması tam olarak anlaşılamamış olsa da, güçlü kanıtlar mitokondriyal fonksiyonu iyileştirerek etki ettiğini ileri sürmektedir. Diğer taraftan hücre mitokondrisinde sentezi başlayan nörosteroidlerin nöroprotektif rolleri yanı sıra aktif nörotransmiter rolü görerek, beynin öğrenme, hafıza, duygu durum ve bilişsel yeti ile ilgili alanlarında olumlu etkiler gösterdikleri bilinmektedir. Bu çalışma ile nöronal karakterli SH SY-5Y hücrelerinde oluşturulan Hidrojen Peroksit (H2O2) toksisitesinde bir keton cismi olan 3-Hidroksibütirat (3-OHB) uygulamasının hücre canlılığı üzerine etkilerinin konsantrasyon ve zaman bağımlı olarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Bunun yanı sıra 3-OHB'ın steroid hormon sentezinde hız kısıtlayıcı mitokondriyal bir enzim olan sitokrom P450 kolesterol yan zincir koparıcı (P450scc) enzim düzeyi ve kognitif fonksiyonlar üzerine olumlu etkileri olduğu bilinen nöronal steroidlerden dehidroepiandrosteron (DHEA) ve dehidroepiandrosteron sülfat (DHEAS) konsantrasyonları üzerine etkisinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Yöntemler: SH SY-5Y hücrelerine 48 saat süre ile 1 ve 4 mM 3-OHB'ın ön uygulamasının farklı glukoz konsantrasyonlarında oluşturulan H2O2 toksisitesinde hücre canlılıkları üzerine etkileri 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromid (MTT) testi kullanılarak incelendi. Ayrıca P450scc enzim, DHEA ve DHEAS düzeyleri Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELİSA) yöntemi kullanılarak belirlendi. Bulgular: H2O2 ile oluşturulan toksisite modelinde 200 μM dozda uygulanan H2O2'in hücre canlılığını kontrol grubuna göre ~% 40- 50 oranında azalttığı gösterildi. 1 mM 3-OHB ile 48 saat ön muamelenin, üç glukoz konsantrasyonu (17.5 mM, 5 mM ve 1 mM) koşulunda da 200 μM H2O2 uygulanan gruba kıyasla hücre canlılığında herhangi bir değişiklik ortaya çıkarmadığı izlendi. Bunun yanında, aynı deney koşullarında 1 mM 3-OHB'ın sadece H2O2 uygulanan gruba kıyasla P450scc enzimi, DHEA ve DHEAS düzeylerinde artışa neden olduğu gösterildi. Ancak bu artış sadece 5 mM glukoz varlığında P450scc enzimi (p=0.043) ve DHEAS için (p=0.029) istatistiksel olarak anlamlıydı. Sonuç: Sonuç olarak bu çalışma ile 3-OHB'nin nörosteroidlerin sentezinde görevli enzimi tetiklediği ve oksidatif hasara karşı olası koruyucu etkileri olduğu vurgulanan DHEA ve DHEAS seviyelerinde artışa neden olduğu gösterilmiştir. 3-OHB'nin olası nöroprotektif etkisini sadece normoglisemik bir koşulda oluşturduğunu ve bu etkinin nörosteroidler ile bağlantılı olduğunu gösteren önemli in vitro veriler elde edilmiştir. Keton cisimleri ve nöronal steroid yapılı hormonların ilişkisi nörodejeneratif değişiklerin önlenmesi ve nörodejeneratif hastalıkların oluşum mekanizmalarının anlaşılmasında önemli ipuçları oluşturacaktır.