Investigation of the Hypoglycemic and Antioxidant Effects of Lycopene in Chlorpyrifos-Treated Diabetic Rats

Bu Tez Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu Tarafından 10.VF.17 Proje Numarası İle Desteklenmiştir.Son yıllarda yapılan çalışmalar, artmış serbest radikallerin ve lipid peroksidasyonun, diyabet gibi birçok hastalığın patogenezinde ve pestisidlerin toksisitesinde rol aldığını göstermektedir. İnsan ve hayvanların organik fosforlu bileşiklere maruziyetinin yan etkilerinden birisinin de hiperglisemi olduğu bilinmektedir. Bu nedenle çalışmada, organik fosforlu bileşiklerden Klorprifos etil’in, normal ve STZ ile diyabet oluşturulmuş ratlarda oluşturduğu oksidatif stres ve hiperglisemi üzerine likopenin olası antioksidan ve hipoglisemik etkisini araştırma amaçlandı. Bu amaçla 56 yetişkin Wistar albino rat kullanıldı. Ratlar her grupta 7 adet olacak şekilde rastgele 8 gruba ayrıldı ve gruplar K (0,5 ml mısır yağı), D, KP (2,7 mg/kg klorprifos etil), L (10 mg/kg likopen), D+KP (2,7 mg/kg klorprifos etil), D+L (10 mg/kg likopen), L (10 mg/kg likopen) + KP (2,7 mg/kg klorprifos etil), D+L (10 mg/kg likopen) + KP (2,7 mg/kg klorprifos etil) olarak isimlendirildi. D grubuna tek doz 50 mg/kg STZ periton içi yolla uygulandı. Mısır yağı, KP ve L ratlara oral gavaj ile 28 gün boyunca verildi. Çalışma süresince (4 hafta), her hafta rat ağırlık artışları ve açlık kan şekeri düzeyleri ölçüldü. Çalışma sonunda tam kanda MDA ve GSH düzeyleri, plazmada; SOD, CAT, GPx, insülin, AkE, NO düzeyleri ve AST, ALT, glikoz, TNF-α ve TAK düzeyleri de serumda belirlendi. Bu çalışmada kontrol grubu ile karşılaştırıldığında STZ ve klorprifos etil uygulamalarının açlık kan şekeri, serum glikoz düzeylerini yükselttiği, plazma insülin düzeylerini ise azalttığı görüldü. Ayrıca STZ ve klorprifos etil uygulamalarının MDA düzeylerini önemli oranda artırdığı, antioksidan enzim aktiviteleri (SOD, CAT, GPx) ile birlikte GSH ve TAK düzeylerini ise önemli oranda azalttığı ortaya konuldu. Likopen uygulamalarının D ve KP gruplarındaki glikoz düzeylerinde bir azalma, insülin düzeylerinde bir artışa neden olduğu, D+KP gruplarındaki glikoz ve insülin düzeylerine ise bir etkisinin olmadığı görüldü. Ayrıca likopenin D grubundaki ratların MDA düzeylerini azalttığı, antioksidan enzim aktiviteleri (SOD, CAT, GPx) ile birlikte GSH ve TAK düzeylerini artırdığı tespit edildi. Bu çalışmada kullanılan likopen dozunun ise KP ve D+KP gruplarında meydana gelen oksidatif stres üzerine olumlu bir etkisinin olmadığı belirlendi. Sonuç olarak likopenin diyabet ve klorprifos etil tarafından oluşturulan hiperglisemi ve buna bağlı olarak ortaya çıkabilecek komplikasyonların tedavisine yardımcı, güvenli ve etkili bir alternatif olabileceği önerilebilir. Ayrıca diyabetli insan ve hayvanlarda oluşabilecek pestisid toksikasyonunda likopenin daha yüksek dozlarda veya diğer antioksidanlarla kombine kullanımının bundan sonraki çalışmalarda araştırılması gerektiği kanaatine varıldı.Recent studies indicate that increased free radicals and lipid peroxidation play a major role in the toxicity of pesticides and pathogenesis of many diseases like diabetes. It has been know that one of adverse effects in human and animals exposure to organophosphorus compounds is hyperglycemia. For this reason, we aimed to investigate the possible antioxidant and hypoglycaemic effect of lycopene on chlorpyrifos induced oxidative stres and hyperglycemia in normal (non-diabetic) rats and STZ-induced diabetic rats. In this study, 56 adult Wistar albino rats were used. Rats were randomly divided into eight groups, n=7: These groups were named as K (0,5 ml corn oil), D, KP (2,7 mg/kg chlorpyrifos ethyl), L (10 mg/kg lycopene), D+KP (2,7 mg/kg chlorpyrifos), D+L (10 mg/kg lycopene), L (10 mg/kg lycopene) + KP (2,7 mg/kg chlorpyrifos ethyl), D+L (10 mg/kg lycopene) + KP (2,7 mg/kg chlorpyrifos ethyl). D group rats received a single dose of STZ (50 mg/kg) intraperitoneally. K, KP and L groups rats were given corn oil, chlorpyrifos and lycopene by oral gavage for 28 consecutive days. Rat weight gains and fasting blood glucose were measured every week for 4 weeks. At the end of the study MDA and GSH were assessed in whole blood. SOD, CAT, GPx, insulin, AkE and NO were determined in plasma. AST, ALT, glucose, TNF-α and TAK were assessed in serum. In this study, the treatment of rats with a single dose of STZ (50 mg/kg body weight) and chlorpyrifos was showed that decreased in plasma insulin level while fasting blood glucose and serum glucose increased compared to the control group. Moreover the treatment of rats with a single dose of STZ (50 mg/kg body weight) and chlorpyrifos was revealed significant increased in MDA while TAK and GSH levels was decreased with a consistently significant decreased in the activity of antioxidative enzymes (SOD, CAT, GPx). Administration of lycopene to rats in D and KP groups was showed that cause a decreased in glucose level, an increased of insulin concentration but had not effect on D+KP group. Moreover administration of lycopene to rat in D group was found that decrease in MDA while TAK and GSH levels was increased with a consistently increased in the activity of antioxidative enzymes (SOD, CAT, GPx). Also, lycopene dose that used present study had not a positive effect on KP and D+KP induced oxidative stres. This study suggests that lycopene acts as an safe and efficient choice in helper to treatment of diabetes and chlorpyrifos induced hyperglycemia and their complications. Furthermore it concluded that need for further research on utilization of lycopene at higher doses or in combination with other antioxidants in pesticide toxication with diabetic human and animals