Streptozotosin ile indüklenen diyabet oluşturulmuş ratlarda beyin açil karnitin profilinin incelenmesi

Amaç: Diyabet, yalnızca periferik dokuları değil, aynı zamanda merkezi sinir sistemi metabolizmasını da etkileyen sistemik bir hastalıktır. Bu çalışmada, Streptozotosin ile indüklenen deneysel diyabetik rat modelinde beyin açil karnitin profilinin cinsiyet temelli değerlendirilmesi amaçlanmış ve kontrol grubu ve diyabetik ratlarda beyin dokusundaki açil karnitin düzeylerindeki değişikliklerin ortaya konmasıyla, diyabetin beyin metabolizması üzerindeki etkilerinin anlaşılması ve diyabet fizyopatolojisinin aydınlatılmasında potansiyel biyobelirteçlerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Gereç ve Yöntem: Toplam 20 Wistar albino rat (10 dişi, 10 erkek) dört gruba ayrılmış; STZ (40 mg/kg, i.p.) uygulaması sonrası bir dişi rat kaybedilmiş ve analizler 19 rat üzerinde yürütülmüştür. Deney süresi 29 gün olup, dönem boyunca su-yem tüketimi, vücut ağırlığı ve kan glukozu düzeyleri izlenmiştir. Sakrifikasyon sonrası hipokampus dokuları alınmış ve örnekler LC-MS/MS cihazı ile analiz edilmiştir. Metabolomik veri analizi için klasik istatistiksel yöntemler ve MetaboAnalyst platformu kullanılmıştır. Bulgular: Diyabetik gruplarda glukoz düzeyleri belirgin olarak yüksek, kilo alımı ise baskılanmış olduğu bulunmuştur. Metabolomik analizlerde C0 ile C3, C5:1 gibi kısa zincirli karnitinlerin diyabetik ratlarda anlamlı şekilde azaldığı; buna karşılık C8, C14:2 ve C18:2 gibi orta ve uzun zincirli karnitinlerin ise arttığı gözlenmiştir. PCA analizi, varyansın %82'sini açıklayan ilk 5 bileşenle gruplar arasında kısmi ayrım sağlamış; VIP skor analizinde C3 ve C5:1'in ayırt edici gücü öne çıkmıştır. Volcano plot analizine göre, C8 ve C4 metabolitlerinde diyabetik erkek grubunda, erkek kontrol grubuna kıyasla anlamlı düzeyde artış saptanırken; C10 düzeylerinde ise belirgin bir azalma gözlenmiştir. Diyabetik dişi ratlarda, dişi kontrol grubuna kıyasla gerçekleştirilen Fold Change analizinde C8 ve C12 düzeylerinde anlamlı artış saptanırken; C4 düzeylerinde belirgin bir düşüş gözlenmiştir. Cinsiyet temelli analizlerde, özellikle diyabetik erkek ratlarda bazı metabolit düzeylerinin dişilere göre daha yüksek olduğu belirlenmiş ve bu farkın hormonal/metabolik nedenlerle ilişkili olabileceği düşünülmüştür. Sonuç: Streptozotosin ile oluşturulan diyabetik rat modelinde, hipokampus bölgesine ait açil karnitin profili hem cinsiyet hem de grup temelli belirgin değişiklikler göstermiştir. Kısa, orta ve uzun zincirli açil karnitin düzeylerindeki bu farklılıklar; mitokondriyal disfonksiyonun yanı sıra, lipit ve amino asit metabolizması ve glukoz kullanımında görülen bozulmaların yansıması olarak yorumlanmıştır. Çalışma sonuçları, özellikle C0, C3, C5:1 gibi bileşiklerin diyabet fizyopatolojisinin anlaşılmasında potansiyel biyobelirteç olabileceğini göstermekte ve nörometabolik düzeyde yeni araştırmalara temel oluşturmaktadır.