Investigation of the Effect of Punicalin Administration on Secondary Kidney Injury in Experimental Rat Sepsis Model

Abstract

Yaptığımız bu çalışmada deneysel olarak LPS indüksiyonu ile oluşturulmuş sepsise karşı, antioksidan ve antienflamatuvar etkileri bilinen punicalinin (PUN) böbrek dokusundaki oksidatif stres ve enflamatuvar yanıtı ne ölçüde engelleyebileceği ortaya konulmaya çalışılmıştır. Çalışmamızda Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Deneysel Uygulama ve Araştırma Merkez Müdürlüğü'nden temin edilen en az 8 haftalık Wistar Albino cinsi, 42 adet dişi (150-200 gr) sıçan kullanılmıştır. Sıçanlar rastgele seçilerek her grupta 7'şer hayvan olacak şekilde 6 gruba ayrılmıştır. Bu gruplar sırasıyla; kontrol grubu, LPS grubu, PUN5 grubu, PUN10 grubu, LPS+PUN5 grubu ve LPS+PUN10 gruplarıdır. Kontrol grubuna herhangi bir uygulama yapılmamış olup çalışma sonunda sakrifiye edilmiştir. LPS grubuna çalışmanın 7. günü % 0.9'luk NaCl içinde çözülerek hazırlanan 5 mg/kg LPS (i.p.) uygulanmış olup çalışma sonunda sakrifiye edilmiştir. LPS+PUN5 ve LPS+PUN10 gruplarına çalışma boyunca sırasıyla her gün 5 ve 10 mg/kg PUN oral yolla uygulanmıştır. Ayrıca bu gruptaki hayvanlara çalışmanın 7. günü % 0.9'luk NaCl içinde çözülerek hazırlanan 5 mg/kg LPS (i.p.) uygulanmış olup çalışma sonunda sakrifiye edilmiştir. Çalışma sonunda 10 mg/kg/i.p. ksilazin ve 50 mg/kg/i.p. ketamin anestezisi altında sıçanların kardiak punction ile kanları alınarak, böbrek dokuları çıkartılmıştır. Alınan kanlar vakit geçirilmeden santrifüj edilerek serum elde edilmiştir. Serum örneklerinde üre, kreatinin ve kan üre azotu düzeyleri otoanalizörde ticari kit kullanılarak bakılmıştır. Böbrek dokularında ise lipid peroksidasyonunu belirlemek için malondialdehit (MDA) düzeyine, protein oksidasyonunu belirleyebilmek için protein karbonil düzeyine, DNA oksidasyonunun belirlenebilmesi için 8-hidroksi deoksi guanozin (8-OH dG) düzeyine, antioksidan durumun belirlenebilmesi için süperoksit dismutaz (SOD), katalaz, glutatyon peroksidaz (GSH-Px) ve glutatyon redüktaz (GSH-Rx) aktiviteleri ile redükte glutatyon (GSH) düzeyine, inflamatuvar yanıtın gözlenmesi için ise nitrik oksit (NOx) ve prostaglandin E2 (PGE2) düzeylerine bakılmıştır. Çalışmanın istatistiksel analizi SPSS v22.0 istatistik programı kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen veriler ortalama±standart sapma şeklinde ifade edilmiş ve p değeri 0.05 ve daha küçük olan veriler istatistiksel olarak anlamlı kabul edilmiştir. Biyokimyasal parametrelerin değerlendirilmesinde tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Tukey testi kullanılmıştır. LPS indüksiyonu sonucu oluşan sepsiste böbrek fonksiyon testlerinin bozulduğu, böbrek dokusundaki lipid peroksidasyonunun, protein ve DNA oksidasyonunun ve enflamatuvar yanıtın arttığı, antioksidan savunma sisteminin ise zayıfladığı görülmüştür (p<0.05). Punicalinin ise böbrek dokusundaki oksidatif stresi ve enflamasyonu önlediği gözlemlenmiştir (p<0.05). Yaptığımız bu çalışma antioksidan, antikanser, antiproliferatif, antimetastatik, antiviral ve antimikrobiyal etkisi kanıtlanmış olan punicalinin özellikle yüksek dozunun LPS ile oluşturulan sepsiste profilaktik olarak kullanılabileceğini, antienflamatuvar ve antioksidan etki gösterebileceğini ve nefrotoksisitenin önüne geçebileceğini ortaya koymaktadır.

In this study, we tried to determine to what extent punicalin (PUN), which is known to have antioxidant and anti-inflammatory effects, can prevent oxidative stress and inflammatory response in kidney tissue against sepsis induced experimentally by LPS induction. In our study, 42 female Wistar Albino rats (150-200 g), at least 8 weeks old, obtained from Van Yüzüncü Yıl University Experimental Application and Research Centre Directorate were used. The rats were randomly selected and divided into 6 groups with 7 animals in each group. These groups are respectively; control group, LPS group, PUN5 group, PUN10 group, LPS+PUN5 group and LPS+PUN10 group. No treatment was applied to the control group and they were sacrificed at the end of the study. The LPS group was administered 5 mg/kg LPS (i.p.) prepared by dissolving in 0.9% NaCl on the 7th day of the study and sacrificed at the end of the study. LPS+PUN5 and LPS+PUN10 groups were administered 5 and 10 mg/kg PUN orally every day throughout the study, respectively. In addition, animals in this group were administered 5 mg/kg LPS (i.p.) prepared by dissolving in 0.9% NaCl on the 7th day of the study and sacrificed at the end of the study. At the end of the study, rats were anaesthetised with 10 mg/kg/i.p. xylazine and 50 mg/kg/i.p. ketamine, blood was collected by cardiac punction and kidney tissues were removed. The blood samples were centrifuged immediately and serum was obtained. In serum samples, urea, creatinine and blood urea nitrogen levels were determined by using a commercial kit in an autoanalyser. In kidney tissues, malondialdehyde (MDA) level was determined to determine lipid peroxidation, protein carbonyl level to determine protein oxidation, 8-hydroxy deoxy guanosine (8-OH dG) level to determine DNA oxidation, Superoxide dismutase (SOD), catalase, glutathione peroxidase (GSH-Px) and glutathione reductase (GSH-Rx) activities and reduced glutathione (GSH) levels were determined to determine the antioxidant status, and nitric oxide (NOx) and prostaglandin E2 (PGE2) levels were determined to observe the inflammatory response. Statistical analysis of the study was performed using SPSS v22.0 statistical programme. The data obtained were expressed as mean±standard deviation and data with a p value of 0.05 or less were considered statistically significant. One-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey test were used for the evaluation of biochemical parameters. In LPS-induced sepsis, renal function tests were impaired, lipid peroxidation, protein and DNA oxidation and inflammatory response in renal tissue increased, and antioxidant defence system was weakened (p<0.05). Punicalin prevented oxidative stress and inflammation in kidney tissue (p<0.05). This study shows that punicalin, which has proven antioxidant, anticancer, antiproliferative, antimetastatic, antiviral and antimicrobial effects, can be used prophylactically in LPS-induced sepsis, may have anti-inflammatory and antioxidant effects and may prevent nephrotoxicity.