Ratlarda BaP’ın ağız yoluyla alınmasından kısa süre sonra (1-3 saat) dokulara yayılma başlamaktadır ve bu yayılma en fazla karaciğerde, daha az oranda ise akciğer, böbrek ve beyin dokusunda olmaktadır. Ayrıca BaP’ın kan beyin engelini kolayca geçtiği ifade edilmektedir ^4-7. BaP, membran lipitleriyle reaksiyona girerek, ya süperoksit radikal seviyesindeki artışın ya da serbest radikal temizleyicilerinin ortadan kaldırılmasının bir sonucu olarak lipit peroksidasyonunda artışa neden olur ^5,8,9. BaP’ın biyolojik sistemlerde serbest radikaller oluşturmak suretiyle normal hücrenin işleyişini bozduğu ve akciğer kanseri başta olmak üzere çok sayıda kanser türüne neden olduğu belirtilmektedir ^5,10,11. Yeni doğan farelerin yaşamlarının ilk 15 gününde karın zarlarına ve deri altlarına BaP ve diğer PAH’lar enjekte edildiğinde altı ay içerisinde akciğer ve karaciğer tümörleri görülmüştür ^12,13.

BaP’ın tümör oluşturma etkisi E vitamini ve selenyum (Se) gibi antioksidanlar tarafından inhibe edilebilir. Antioksidanların bu etkilerini hidrokarbonların in vivo olarak kanserojen epoksitlere ve/veya diğer elektrofilik ürünlere dönüşümünü engelleyerek gösterdikleri belirtilmektedir ¹⁴.

E vitamininin en önemli fonksiyonu, biyolojik sistemlerde zincir kırıcı bir antioksidan olarak serbest radikal reaksiyonlarının yayılmasını önlemesi ve hücreleri lipit peroksidasyonuna (LPO) karşı korumasıdır ^5,15-17. Serbest radikallerin oluşturduğu LPO nedeniyle hücrelerin biyomoleküllerinde inhibisyon ve fonksiyon bozuklukları oluşur. Bunun sonucunda DNA hasarı gerçekleşir. E vitamininin, genotoksik etkili serbest radikallerle reaksiyona girerek, serbest radikalleri temizlediği ve böylece hücre membranını stabilize ettiği belirtilmiştir. E vitamini, hücrede gerçekleşen 35 oksidasyon-redüksiyon olaylarında etkilidir. Etkisini, tümör gelişimine neden olan aktif kanserojen maddelerin DNA’ya bağlanmasını ve kromozomlarda oluşturduğu kötü etkileri inhibe ederek gösterir ¹⁸. E vitamini Se metabolizmasında da önemli rol oynar. Se, E vitamininin lipoproteinler içinde tutulmasına yardımcı olur. E vitamini ise Se’un organizmadan kaybını önleyerek veya onu aktif şekilde tutarak Se ihtiyacını azaltır ^19,20.

Se, insan ve hayvanların normal gelişimini sürdürebilmeleri için gerekli olan, esansiyel iz elementlerden biridir. Vücudun en önemli antioksidan enzimi olan glutatyon peroksidazın (GSH-Px) bir komponentidir. Se biyolojik bir siklusla topraktan bitkilere, hayvanlara, insanlara geçer. Organizmada eser miktarda bulunduğu için dışardan alınması gerekmektedir ²¹. Emilen Se plazma proteinlerine bağlanarak taşınır ve ulaştığı dokuların yapısına girer. Plazma proteinlerine bağlanarak kemik, saçları içine alan tüm vücut dokularına özellikle de böbrek, karaciğer, kalp, pankreas dokularına ayrıca süt proteinlerine, alyuvar ve akyuvarlara taşınmaktadır ^21,22. Se, GSH-Px’in bir komponenti olması nedeniyle, lipitlerin oksidasyonu sonucunda oluşan peroksitlerin yıkımlanmasında önemli rol oynar. Böylece, hücre zarlarının bütünlüğünün sağlanması ve korunmasında etkin fizyolojik bir görev üstlenir ^22-24. Sıçanlarda Se eksikliği sonucu karaciğer nekrozu, testislerde dejenerasyon, gelişmede yavaşlama, böbreklerde tubüler dejenerasyonlar şekillenmektedir. Se yetersizliği nedeniyle, özellikle genç hayvanlarda meydana gelen bozukluklardan biri de beyaz kas hastalığıdır ²⁵. Se birçok biyolojik işlemde rol oynamasının yanı sıra ^26, pankreasın bütünlüğünü koruyarak yağ sindiriminin düzenli olmasını sağlar. E vitamininin kan plazmasında tutulmasına yardımcı olur. Serbest radikalleri suya dönüştürerek E vitamininin kullanımını azaltır. Se’un bu etkileri E vitamini ihtiyaçlarını olumlu yönde etkilemektedir ^27-29. Özellikle de E vitamini ve Se serbest radikallerin elimine edilmesinde önemli görevler üstlenmektedir ^30-32. Ayrıca yeterli düzeydeki Se, hücre proliferasyonunu ve benzer etki mekanizmasıyla protein sentezinin azalmasını önlemektedir ³³.

Bu projede benzo(a)piren uygulanan ratlarda E vitamini ve Se biyokimyasal parametreler üzerine olan etkileri araştırılmıştır.

Bu çalışmada ağırlıkları 200-250 g arasında değişen 10-12 haftalık 80 adet dişi Wistar albino rat kullanıldı. Araştırmada kullanılan dişi Wistar albino ratlar her grupta 20 adet rat olacak şekilde dört gruba ayrıldı. Ratlar çalışmaya başlamadan bir ay önce alınarak ortama adaptasyonları sağlandı. Araştırmada her birine beş adet rat konulabilen özel kafesler kullanıldı. Ratlara yem ve su ad libitum olarak verildi. Kontrol grubu hariç diğer gruplarda bulunan ratlara tricapyrylin içinde çözdürülerek 10.08 mg dozunda BaP deri altı yolla tek doz uygulandı. Bu gruplar aşağıda belirtilmiştir.

1. Grup (Kontrol Grubu): Plasebo olarak periton içi yolla serum fizyolojik uygulandı.

2. Grup (BaP Grubu): Tek doz BaP (10.08 mg, deri altı) uygulandı.

3. Grup (BaP+E vitamini grubu): Tek doz BaP (10.08 mg, deri altı) enjeksiyonuna ilaveten ratlara gün aşırı E vitamini (100 mg/kg, periton içi) uygulandı.

4. Grup (BaP+Selenyum grubu): Tek doz BaP (10.08 mg, deri altı) uygulamasına ilaveten ratlara gün aşırı Se (0.8 mg/kg, periton içi) verildi.

E vitamini ve Se uygulamaları 12 hafta süre ile devam etmiştir. Uygulama sonunda ratlardan kan örnekleri alınarak plazmaları çıkarılmış ve analiz edilinceye kadar –20 ⁰C’de saklanmıştır. Alınan plazma örneklerinde kan üre nitrojeni, kreatinin, total protein, albumin, total bilirubin, direk bilirubin, kolesterol, yüksek dansiteli lipoprotein, çok düşük dansiteli lipoprotein, alanin amino transferaz ve aspartat amino transferaz düzeyleri düzeyleri ticari test kitleri kullanılarak biyokimya analizörü (Bio Clinica, Advia 1650, İrlanda) kullanılarak belirlenmiştir.

Bulguların değerlendirilmesinde SPSS istatistik paket programı (IBM SPSS Versiyon 22.0) kullanılmıştır. Bulgular için parametrik testlerin ön şartlarından olan varyansların homojenliğine “Levene” testi ile normallik varsayımına ise “Shapiro Wilk” testi ile bakılmıştır. Gruplar arası farklılıkları belirlemek için tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve grupların çoklu karşılaştırmalarında post-hoc analizi olarak “Tukey” testi kullanılmıştır. Bulgular gruplar için ortalama ve standart sapma olarak sunulmuş olup, istatistiksel anlamlılık düzeyi P<0.05 olarak kabul edilmiştir ³⁴.

Büyütmek İçin Tıklayın

Tablo 1: Kontrol ve çalışma gruplarında saptanan biyokimyasal parametrelerin ortalama değerleri, standart sapmaları ve istatistiksel önem dereceleri

Bu tablo incelendiğinde kontrol grubu ile uygulama grupları arasında kreatinin, albumin, direk bilirubin, kolesterol, yüksek dansiteli lipoprotein ve aspartat amino transferaz düzeyleri bakımından fark olmadığı anlaşılmaktadır. Yine yukarda bahsedilen değerlerden albümin, kolesterol ve yüksek dansiteli lipoprotein düzeylerinin BaP grubunda diğer gruplara nazaran düşük, kreatinin, direk bilirubin ve AST düzeylerinin ise daha yüksek olduğu anlaşılmaktadır. Üre düzeyleri bakımından BAP grubunun diğer gruplardan istatistiksel olarak farklı olduğu (P<0.001); total protein ve total bilirubin düzeyleri bakımından kontrol grubu ile BAP grubu arasında istatistiksel önem olduğu (P<0.05); çok düşük dansiteli lipoproteinler (P<0.01) bakımından BAP+E grubunun diğer gruplardan istatistiksel olarak farklı olduğu; alanin aminotransferaz düzeyi bakımından ise BAP grubunun kontrol ve BAP+E grubundan istatistiksel olarak farklı olduğu (P<0.05) anlaşılmaktadır.

BaP radikallerinin redoks döngüsüne maruz kalma potansiyeli, süperoksit radikallerinin ve hidroksil radikallerinin üretimini uyararak böbreklerde oksidatif hasara neden olabilir ³⁸. Çalışma sonuçları incelendiğinde her ne kadar istatistiksel önem derecesi saptanmamış olsa da, BaP uygulanan gruplarda kreatinin düzeylerinin kontrol grubuna nazaran yüksek saptandığı görülmektedir. BaP grubundaki serum kreatinin konsantrasyonlarındaki bu artışın, böbreklerin BaP’ın reaktif metabolitlerine maruz kalması nedeniyle dereceli olarak fonksiyonlarının bozulmasından kaynaklandığı düşünülmüştür. Bu bulgu BaP uygulanan farelerde serum kreatinin düzeylerinde artış olduğunu bildiren yayınlarla da ^38,39 uyumlu bulunmuştur.

Böbrek fonksiyon bozukluğunu ve/veya hastalığını işaret eden klirens oranını aştığında kanda üre düzeyleri artar ⁴⁰. Mevcut çalışmanın sonuçları incelendiğinde kontrol grubuna nazaran BaP uygulanan diğer gruplarda kan üre (BUN) düzeylerinin daha yüksek olduğu ve özellikle en yüksek düzeyin sadece BaP uygulanan grupta olduğu dikkati çekmektedir. Serum üre konsantrasyonundaki artış, BaP uygulamasına bağlı olarak kanda reaktif oksijen türlerinin ortaya çıkması ile proteinlerin ve enzimlerin zarar görmesi nedeniyle gerçekleşmiş olabilir. Ayrıca bu olayda azalan böbrek fonksiyonları da etkili olmuş olabilir. Yapılan bir çalışmada da benzer şekilde BaP uygulanan sıçanların kan serumlarında üre düzeylerinde artış belirlenmiştir ³⁹.

Bu çalışmada karaciğer fonksiyonlarının bir göstergesi olarak belirlenen total protein ve albümin düzeyleri bakımından kontrol grubundaki değerlerin diğer gruplara nazaran yüksek olduğu dikkati çekmektedir. Her ne kadar albümin düzeyleri bakımından istatistiksel önem belirlenmemiş olsa da, bu durumun nedeni olarak uygulanan BaP’in karaciğer fonksiyonlarına vermiş olduğu hasar düşünülmektedir. Benzer şekilde total bilirubin düzeylerinin ve özellikle de direk bilirubin düzeylerinin kontrol hayvanlarına nazaran BaP uygulanan gruplarda yüksek saptanması, uygulamaya bağlı olarak karaciğer hücre fonksiyonlarındaki azalmanın göstergesi olarak kabul edilebilir. Bu öngörüyü destekleyen diğer bir bulgu da, ALT ve AST gibi enzimlerin kontrol hayvanlarına nazaran BaP uygulanan gruplardaki düzeylerinin artmış olmasıdır. Çünkü ALT ve özellikle AST' deki yükselme, kronik hepatosellüler disfonksiyonu göstermekte olup, fareler üzerinde yapılan bir çalışmada ^41, BaP uygulamasına bağlı olarak karaciğer enzimlerinde artış belirlenmiştir.

Kontrol grubundaki ratlarda kolesterol, HDL ve VLDL değerleri diğer gruplara nazaran yüksek saptanmıştır. Diğer gruplarda düzeylerin düşük olmasının nedeni olarak ta yine BaP uygulanan gruplarda muhtemelen oluşan karaciğer hasarı düşünülmüştür. Bu duruma özellikle yetersiz VLDL üretiminin neden olduğu düşünülmektedir, çünkü VLDL sentezinin azalması, bu maddeden köken alan LDL ve kolesterol düzeylerinin de azalmasına neden olmaktadır.

Sonuç olarak, düzeyleri belirlenen parametreler yönünden özellikle BaP yanında E vitamini ve Se uygulanan gruplarda karaciğer ve böbreklere ait parametrelerin gerek üretim gerekse salgılanma fonksiyonlarının daha az oranda etkilendiği ve bu durumun başlıca E vitamini ve Se’un serbest radikal oluşumu ve bunların eliminasyonu üzerine olan pozitif etkilerinden kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Dolayısı ile bu çalışma, BaP kaynaklı oksidatif hasara ve buna bağlı olarak oluşan böbrek ve karaciğer hasarına karşı E vitamini ve Se’un koruyucu etkisini de göstermektedir.

1) Sandeep A, Amar PK, Kanchan T. A comprehensive review of benzo alpha pyrene (B[A]P) toxicology. Res J Pharma Biol Chem Sci 2018; 9: 1049-1058.

2) Das UN. Effect of anti-oxidants, free radical quenchers and siklo oxigenase inhibitor on benzo(a)pyrene-induced suppression of human lymphocyte mitogenesis in vitro. Med Sci Monit 2002a; 8: 205-207.

3) Philips DH. Polysiclic aromatic hydrocarbons in the diet. Mutat Res 1999; 443: 139-147.

4) Das M, Mukhtar H, Seth P. Distribution of benzo(a)pyrene in discrete regions of the rat brain. Bull Environ Contam Toxicol 1985; 35: 500-504.

5) Evangelou A, Kalpouzos G, Karkabounas S, et al. Dose-related preventive and therapeutic effects of antioxidants-anticarcinogens on experimentally induced malignant tumors in Wistar rats. Cancer Letters 1997; 115: 105-111.

6) Chongying Q, Shuqun C, Yinyin X, et al. Effects of subchronic benzo(a)pyrene exposure on neurotransmitter receptor gene expression in the rats hippocampus related with spatial learning and memory change, Toxicology 2011; 289: 83-90.

7) Lipsa D, Bhupesh P, Manorama P. Adolescence benzo[a]pyrene treatment induces learning and memory impairment and anxiolytic like behavioral response altering neuronal morphology of hippocampus in adult male Wistar rats, Toxicol Rep 2019; 16: 1104-1113.

8) Badary OA, AbdEl-Gavad HM, Taha RA, Ali AA, Hamada FMA. Effects of benzo(a)pyrene on tissue activities of methabolising enzymes and antioxidant systeme in normal and protein-malnourished rats. J Biochem Mol Toxicol 2003; 17: 86-91.

9) Lee BM, Lee SK, Kim HS. Inhibition of oxidative DNA damage, 8-OhdG, and carbonyl contents in smokers treated with antioxidants (vitamin E, vitamin C, β-carotene and red ginseng). Cancer Lett 1998; 132: 219-227.

10) Boutin AC, Shirali P, Garçon G, et al. Peripheral markers (clara cell protein and α-glutathione S-transferase) and lipidperoxidation (malondialdehyde) assesment in sprague-dawley rats instilled with haematite and benzo(a)pyrene. J Appl Toxicol 1998; 18: 39-45.

11) Kim HS, Kwack SJ, Lee BM. Lipid peroxidation, antioxidant enzymes, and benzo(a)pyrene – quinones in the blood of rats treated with benzo(a)pyrene. Chem-Biol Interact 2000; 127: 139-150.

12) Platt KL, Pfeiffer E, Petrovic P, et al. Comparative tumorigenicity of picene and dibenz[a,h]anthracene in the mouse. Carcinogenesis 1990; 11: 1721-1726.

13) Busby WF, Stevens EK, Martin CN, Chow FL, Garner RC. Comparative lung tumorigenicity of parent and mononitro-polynuclear aromatic hydrocarbons in the BLU: Ha newborn mouse assay. Toxicol Appl Pharmacol 1989; 99: 555-563.

14) Liou GY, Storz P. Reactive oxygen species in cancer. Free Radic Res 2010; 44: 479-496.

15) Ricciarelli R, Zingg JM, Azzi A. Vitamin E: Protective role of a janus molecule. FASEB J 2001; 15: 2314-2325.

16) Hidiroglou N, Cave N, Atwall AS, Farnworth ER, McDowell LR. Comparative vitamin E requirements and metabolism in livestock. Ann Rech Vet 1992; 23: 337-359.

17) Valko M, Rhodes CJ, Moncol J, Izakovıc M, Mazur M. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stres-İnduced cancer. Chem-Biol Interact 2006; 160: 1-40.

18) Politis I. Reevaluation of vitamin E supplementation of dairy cows: bioavailability, animal health and milk quality. Animal 2012; 6: 1427-1434.

19) Scholz RW, Minicucci LA, Reddy CC. Effects of vitamin E and selenium on antioxidant defense in rat heart. Biochem Mol Biol Int 1997; 42: 997-1006.

20) Melinda AB. Selenium and vitamin E status: Impact on viral pathogenicity. J Nutr 2007; 137: 1338-1340.

21) Karakılçık AZ, Aksakal M. Selenyumun bazı fizyolojik işlevleri, metabolizması ve E vitamini ile arasındaki ilişkileri. Gaziantep Üniv Tıp Fak Derg 1993; 4: 283-291.

22) Youcef M, Hornick JL, Istasse L, Dufrasne I. Selenium in the environment, metabolism and involvement in body functions. Molecules 2013; 18: 3292-3311.

23) Reka T, Janos C. The role of selenium in nutrition – A review. Acta Universitatis Sapientiae Alimentaria 2018; 11: 128-144.

24) Sies H, Stahl W, Sundquist AR. Antioxidant functions of vitamins. Ann NY Acad Sci 1992; 669: 7-15.

25) Rita S, Nancy LM. A review of dietary selenium intake and selenium status in Europe and the Middle East. Nutrients 2015; 7: 1494-1537.

26) Nazıroğlu M, Karaoğlu A, Aksoy AO. Selenium and high dose vitamin E administration protects cisplatin-induced oxidative damage to renal, liver and lens tissues in rats. Toxicology 2004; 195: 221-230.

27) Finch JM, Turner RJ. Effects of selenium and vitamin E on the immune responses of domestic animals. Res Vet Sci 1996; 60: 97-106.

28) El-Hammady AKI, Seham AI, El-Kasheif MA. Synergistic reactions between vitamın E and selenium in diets of hybrid tilapia (oreochromis niloticus x oreochromis aureus) and their effect on the growth and liver histological structure. Egypt J Aquat Biol & Fish 2007; 11: 53-81.

29) Wilson RL. Vitamin, selenium, zinc and copper interactions in free radical protection against ill-placed iron. Proc Nutr Soc 1987; 46: 27-34.

30) Wahiba A, Nesrine A, Fatiha B, et al. Modulatory role of selenium and vitamin E, natural antioxidants, against bisphenol a-induced oxidative stress in wistar albinos rats. Toxicol Res 2018; 34: 231-239.

31) Dreher D, Junot AF. Role of oxygen free radicals in cancer development. Eur J Cancer 1996; 32: 30-38.

32) El Demerdash FM. Antioxidant effect of vitamin E and selenium on lipid peroxidation, enzyme activities and biochemical parameters in rats exposed to aluminium. J Trace Elements Med Biol 2004; 18: 113-121.

33) Jia XA, Zhou LH, Wu, YN, et al. Relationship between selenium and protein synthesis in cells and subcellular fractions in rat liver. J Trace Elem Electrolytes Health Dis 1989; 3: 29-34.

34) Sümbüloğlu K, Sümbüloğlu V. Biyoistatistik. 9. Baskı, Ankara: Hatipoğlu Yayınları, 2000.

35) Briede JJ, Godschalk RW, Emans MT, et al. In vitro and in vivo studies on oxygen free radical and DNA adduct formation in rat lung and liver during benzo[a]pyrene metabolism. Free Radic Res 2004; 38: 995-1002.

36) Shen J, Desai M, Agrawal M, et al. Polymorphisms in nucleotide excision repair genes and DNA repair capacity phenotype in sisters discordant for breast cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2006; 15: 1614-1619.

37) Karami S, Boffetta P, Brennan P, et al. Renal Cancer Risk and Occupational Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Plastics. J Occup Environ Med 2011; 53: 218-223.

38) Ogbonna CU, Ujowundu CO, Okwu GN, et al. Biochemical and histological evaluation of benzo[a]pyrene induced nephrotoxicity and therapeutic potentials of Combretum zenkeri leaf extract. African J Pharmacy and Pharmacol 2016; 10: 873-882.

39) Cosan D, Basaran A, Degirmenci I, Gunes HV, Aral E. The effect of paclitaxel on rats following benzopyrene treatment. Saudi Med J 2008; 29: 657-661.

40) Reddy TS, Shama KP, Nirmala P, Shastry CS. Biochemical studies on hepato and nephroprotective effect of butterfly tree (Bauhinia purpurea Linn.) against acetaminophen-induced toxicity. IJRAP 2012; 3: 455-460.

41) Chun D, Fan D, Jianghong G, et al. Acute benzo[a]pyrene treatment causes different antioxidant responseand DNA damage in liver, lung, brain, stomach and kidney. Heliyon 2018; e00898.