Cumhuriyet Üniversitesi
Tıp Fakültesi
Tiyopental'ın Rat Karaciğer NADPH Sitokrom P-450 Redüktaz, NADH Sitokrom bs
Redüktaz ve N-Nitrozodimetilamin Demetilaz Enzim Aktiviteleri Üzerindeki Etkisi
Effects of thiopental on NADPH Cytochrome P-450 Reductase, NADH Cytochrome b5 Reductase and
N-Nitrosodimethylamine Demethylase Enzyme Activities in Rat Liver Microsomes.
Semra ÖZDEMİR *, Yavuz SİLİG **, Öztürk ÖZDEMİR ***, Öğe ÇETİNKAYA ****
ÖZET
Bu çalışmada, yaygın kullanılan bir anestezik madde olan tiyopental'in, rat karaciğer mikrozomal NADPH sitokrom P450 redüktaz, Nitrozodimetilamin demetilaz, NADH sitokrom bs redüktaz enzim aktiviteleri üzerindeki etkisi araştırıldı. 30 mg/kg tiyopental'in intraperitoneal uygulamasını takiben l, 30 ve 60 dakika sonunda deserebre edilen üç farklı grupta, enzim ak-tiviteleri çalışıldı. Kontrol ve deney gruplarından elde edilen değerler Kruskal VVallis varyans analizi ve Mann-Whitney U testiyle istatistiksel olarak karşılaştırıldı. Elde edilen bu so-nuçlara göre; karaciğer NADPH sitokrom P450 redüktaz en-ziminde, kontrol grubuna göre 1. grupta % 28, 2. grupta % 57, 3. grupta % 80 aktivasyon; NADH sitokrom bs redüktaz enziminde kontrol grubuna göre 1. grupta % 29, 2. grupta % 32, 3. grupta % 35 aktivasyon saptanmış, Nitrozodimetilamin demetilaz enzim aktivitesinde ise anlamlı bir değişiklik sap-tanamamıştır.
Anahtar Kelimeler : Tiyopental, NADPH sitokrom P450 redüktaz, NADH sitokrom b5 redüktaz, N-Nitrozodimetilamin demetilaz.
SUMMARY
The aim of this study was to evaluate the efficacy of thiopental that is a common anaesthetic on NADPH Cytochrome P450 reductase, NADH Cytochrome bs reductase and N-nitrosodimethylamine demethylase enzyme activities in rat liver microsomes. After the intraperitonally injections of thiopental (30mg/kg), rats were anesthetized and deserebrated at three different periods (l, 30 and 60 min). Enzyme activities of the controls and three different treated groups were studied and the results were compared with Kruskal VVallis and Mann-VVhitney U test statistically. According to the this results ; the increases in the liver NADPH Cytochrome P450 reductase en-zyme activity in three groups were 28%, 57% and 80% of the control group, respectively. The liver NADH cytochrome bs reductase enzyme activity also increased in three groups and they were 29% , 32% and 35% of the control group, respec-tively. No significant change of liver N DMA demethylase activity was observed in any group.
Key Words : Thiopental, NADPH cytochrome P450 re-duc t as e, NA D H c yt oc h r om e bs r ed uc t as e, N -Nitrosodimethylamine demethylase.
C. Ü. Tıp Fakültesi Dergisi 22 (4): 193-195, 2000
GİRİŞ
Çağdaş yaşamda canlı ilaçlar, yiyecekler, içecekler ve hava yoluyla bir çok ksenobiyotiğe maruz kalmak-tadır. Ksenobiyotik metabolizmasında karışık fonksiyonlu oksidazlar olarak adlandırılan mikrozomal enzim sistemi rol oynamaktadır. Bu enzim sistemi sitokrom bağımlı monooksigenazlar veya kısaca sitokrom P450 enzimleri olarakta adlandırılır ve başta karaciğer olmak üzere bir çok dokuda yer alır(l-S).
*** ****
Arş. Gör. Dr. Cumhuriyet Univ. Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, Sivas Arş. Gör. Dr. Cumhuriyet Univ. Sağlık Bilimleri Enstitüsü Sivas.
Yrd Doç. Dr. Cumhuriyet Univ. Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı, Sivas Prof .Dr. Cumhuriyet Univ. Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, Sivas
Sitokrom P450 içeren enzim sisteminin, antikanser
ilaçlarının da dahil olduğu bir çok ilacın aktivasyonunda
ve inaktivasyonunda da anahtar enzim olarak rol
oy-nadığı gösterilmiştir(l,3).
Bu araştırmada tıpta yaygın olarak kullanılan bir
anestezik olan tiyopentalin anestezik dozlarda, rat
karaciğer mikrozomal sitokrom P450 içeren
enzimler-den; NADPH sitokrom P450 redüktaz, sık karşılaşılan bir
karsinojen olan Nitrozodimetilamin'nm
biyoaktivasyo-nunda rolü olan Nitrozodimetilamin demetilaz
(P450IIE1), pekçok metabolik yolda önemli rol oynayan
NADH sitokrom b
sredüktaza etkisinin araştırılması
ama-çlanmıştır.
GEREÇ ve YÖNTEM
1. Denekler ve enjeksiyonlar:
Deney için kullanılan yaklaşık 110-130 gr
ağırlığındaki VVİstar Albino cinsi dişi ratlar Cumhuriyet
Üniversitesi Deney Hayvanları Laboratuvarından
sağlandı. Biri kontrol grubu olmak üzere 4 ayrı deney
grubu için, her grupta 5 adet olmak üzere toplam 20
adet rat kullanıldı.
Kontrol grubu hariç diğer 3 gruba 30 mg/kg(vücut
ağırlığı) tiyopental intraperitoneal olarak uygulandı(6).
Tiyopental uygulamasından sonra ratların anestezise
olup refleksleri kaybolana dek beklendi, l.grup ratlar
anestezise olduktan hemen sonra. 2.grup ratlar
anestezise olduktan 30 dakika sonra, 3.grup ratlar ise
anestezise olduktan 60 dakika sonra boyunları kırılarak
öldürüldü.
2. Karaciğer mikrozom peletinin hazırlanması :
Ratlar açılarak karaciğerler çıkartıldı ve mikrozomal
pelet hazırlandı(7). Elde edilen pelette protein tayini
Coomassie Brilliant Blue yöntemi ile yapıldı(8). Son
protein derişimi Img/ml olacak şekilde tampon (10 mM
MgCI
2, 150 mM KCI, 50 mM Tris-HCI pH : 7.40) ile
su-landırıldı ve kullanılmak üzere -20 °C'de saklandı.
3. Mikrozomal enzim aktivitelerinin tayini :
NADPH sitokrom P450 redüktaz aktivitesi ; NADPH
içeren bir ortamda, sitokrom c'nin indirgenme hızının
550 nm de spektrofotometrede ölçülmesine
dayanmak-tadır(e: 21 mM"
1cm"
1) (9). Nitrozodimetilamin demetilaz
aktivitesi ; oluşan formaldehitin Nash reaktifi ile
tep-kimesi sonucu meydana gelen ara ürünün 412 nm de
spektrofotometrede ölçülmesi esasına
dayanmak-tadır(lO). NADH sitokrom b
5redüktaz aktivitesi, NADH
içeren bir ortamda, potasyum ferrisiyanit indirgenme
hızının 420 nm de spektrofotometrede ölçülmesine
day-anmaktadır^ : 1.02 mM^c
BULGULAR
Çalışma sonucunda elde edilen mikrozomal enzim
aktiviteleri tablo l de verilmiştir. Nitrozodimetilamin
demetilaz aktivitesi(HCHO nmol/mg/dk) kontrol ve
tiyo-pental verilen gruplarla karşılaştırıldığında inhibisyon
gözlenmiş ancak gruplar arası farklılık istatistiksel olarak
anlamsız bulunmuştur(p> 0.05). NADPH sitokrom P450
redüktaz aktivitesi(U/mg) kontrol ve tiyopental
uygu-lanmış gruplarla karşılaştırıldığında aktivasyon gözlenmiş
ve gruplar arası farklılık istatistiksel olarak anlamlı
bu-lunmuştur(p< 0.05). NADH Sitokrom b
5Redüktaz
ak-tiviteside(U/mg) kontrol ve tiyopental verilen gruplarla
karşılaştırıldığında ise aktivasyon gözlenmiş ve gruplar
arası farklılık istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur(p<
0.05).
Tablo 1. Karaciğer mikrozomal enzim aktiviteleri *.
Enzimler
Nitrozodimetilamin demetilaz (HCHO nmol/mg/dk) 0.85±0.02 0.81±0.01 0.82+0.02 0.78±0.02
NADPH sitokrom c redüktaz (U/mg) 2.21±0.12 2.85±0.07 3.48±0.14 3.98±0.08 NADH sitokrom b5 redüktaz(U/mg) 0.212±0.008 0.275±0.002 0.281+0.014 0.288±0.015
Sonuç (p>0.05)** (p<0.05)** (p<0.05)**
* Tüm değerler ortalama ± standart hata olarak verlmiştir
** İstatistiksel değerlendirmede Kruskal-VVallis varyans analizi ve Mann-Whitney U testi kullanılmıştır
TARTIŞMA
Bu araştırmada, cerrahi tıpta anastezik madde olarak yaygınca kullanılan tiyopental'in rat karaciğer mikrozomal enzimler (NADPH sitokrom P450 redüktaz, NADH sitokrom bs redüktaz ve Nitrozodimetilamin
de-metilaz) üzerine etkileri araştırıldı.
Enzimlerden, NADPH sitokrom P450 redüktaz ; kontrol grubuna göre 1. grupta % 28, 2. grupta % 57, S.grupta % 80 aktivasyon ; NADH sitokrom bs redüktaz
enziminde kontrol grubuna göre 1. grupta % 29, 2. grupta % 32, 3.grupta ise % 35 aktivasyon görüldü ; Nitrozodimetilamin demetilaz enziminde ise kontrole göre istatistiksel olarak anlamlı bir değişiklik gözlen-medi.
Daha önc eki ç alışmamızda, tiyopental'in(30 mg/kg) rat karaciğer sitoplazmik Glutatyon-s-transferaz enzimi üzerine etkisi incelendi. Kontrole kıyasla tiyo-pental uygulanan gruplarda glutatyon-s-transferaz en-zim aktivitesinde anlamlı (p<0.01) bir artış gözlendi. Bu artışın zaman uzadıkça azaldığı tespit edildi(12).
•
Tair a ve ark. ç eşitli barbitüratlarla, ratlarda yaptıkları bir çalışmada; tiyopental, fenobarbital, ti-yoamilal, pentobarbital ve sekobarbital gibi barbitüratları on gün süreyle 230 u.mol/kg/gün intramusküler uygu-lamışlar ve tiyopental, fenobarbital ve tioamilal'in NADPH sitokrom P450 redüktaz enzimini aktive ettikler-ini; penotobarbital ve sekobarbitalin ise enzimi etkile-mediklerini bildirmişlerdir. Araştırıcılar, aynı çalışmada tiyopentalin sitokrom P450 miktarını % 174 arttırdığını saptamışlardır(13).
Tan ve ark.'ı dietileter ve diğer bazı uçucu anesteziklerin rat karaciğer Nitrozodimetilamin demeti-laz enziminin etkili birer inhibitörü olduklarını bildir-mişlerdir(14).
Sonuç olarak ; Tiyopentalin neden olduğu enzim aktivasyonlarının kendi atılımından kaynaklandığı ve anestezik dozlarda mikrozomal enzimler üzerinde inhi-bisyon yaratmadığı için karaciğerin detoksifikasyon mekanizmaları üzerinde zararlı bir etki oluşturmamak-tadır. Nitrozaminleri detoksifiye eden enzimi aktive et-meyerek nitrozaminlerden daha zararlı ara ürünler oluşmasına mani olmaktadır.
KAYNAKLAR
1. Vural, N., Ksenobiyotiklerin, Biyotransformasyon mekanizmaları, Toksikoloji, Ankara Üniversitesi yayın evi. 56, 34-51, (1984).
2. Murray, R.K., Mayes, P.A., Granner, D.K., Rodvvell, V.W., Ksenobiyotiklerin metabolizması. Harper'ın Biyokimyası. Konu 60, 811-817 (1993).
3. Hodgson, E., Silver, I.S., Butler, L.E., Lavvton, M.P., Levi P.E., Biotransformation : Metabolism, Handbook of Pesti- cide Toxicology, Chapter 3(1), 107-143, (1991). 4. Pacifici, G.M., Fracchia G.N., Drug Metabolism in vivo :
Role of drug metabolism in drug disposition and effects, Advances in Drug Metabolism in man, Chapter l, 3-35, (1995).
5. Kayaalp, S.O., İlaçların metabolizması (Biyotransfor masyon), Tıbbi Farmakoloji, 5, 91-127, (1987).
6. Tuffery A. A., Laboratory Animals, A VVİley-İnterscience Publication., p.286 ,(1990).
7. Chau I, Y,. Dagani, D,. Archer, M.C., Kinetic studies on the hepatic microsomal metabolism of dimethylnitrosa- mine, diethylnitrosamine and methylethylnitrosamine in the rat. J.Natl. Cancer Inst. 61, 2, 517-520, (1978). 8. Scopes, R.K., Methods for measuring protein concentra-
tion. Protein Purification. Caph. 8. 5, 239-243, (1982). 9. Dignam JD, Strobel HW ., Preparation of homogenous
NADPH cytochrome P-450 reductase from rat liver, Bio- chem. Biophys. Res, Commun., 63, 848-82, (1975). 10. Yoo, J-S.H., Ishizaki, H., Yang C.S., Roles of cytochrome
P450IIE1 in the dealkylation of N-nitrosodimethylamine and N-nitrosodiethylamine in rat liver microsomes. Carci- nogenesis, 11, 12, 2239-2243, (1990).
11. Strittmatter. P., Velick, S.F., The purification and proper- ties of microsomal cytochrome bs reductase, J.Bİol. Chem. 236, 2329-2335.(1957)
12. Siliğ, Y., Çetinkaya, Ö., Özdemir, S., Thiopental'in Rat Karaciğer Glutatyon-s-Transferaz Enzim Aktiviteleri Üze rindeki etkisi, C.Ü. Tıp Fak. Dergisi, 20 l, 36-38, (1998). 13. Taira Y, Fujii K, Kıkuch i H , Yuge O, Morio M., Effects of
in vivo pretreatment with various barbiturates on an- aerobic halothane metabolism in rat liver microsomes, Hiroshima J Med Sci, 39, 4, 125-130, (1990)
14. Tan Y, Keefer LK, Yang CS., Inhibition of microsomal N- nitrosodimethylamine demethylase by diethylether and other anesthetics. Biochem Pharma., 36, 12, 1973-1978, (1987).
Yazışma Adresi
Dr. Yavuz SİLİG
Cumhuriyet Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü 58140-SİVAS.
