Investigation of Antioxidant Effect of Thymoquinone Application on Lungs

Abstract

Plants have been used in treating diseases for many years, apart from their flavoring properties. The plants used for phytotherapy are quite numerous. One of the most commonly used herbs is black cumin (Nigella sativa). The most essential and common ingredient in Nigella sativa is thymoquinone, which is produced from its seeds. In most studies, thymoquinone was used directly, or the oils derived from the seeds were used. We aimed to study the potential effects of thymoquinone on the lungs, affected by numerous diseases, after oral and intraperitoneal administration in vivo. In our study, 35 Sprague Dawley rats were used. The rats were divided into five groups, a control group, and four test groups, and the experiment lasted 42 days.1 ml/kg, 2 mg/kg (intraperitoneal) and 10 mg/kg, 20 mg/kg (oral gavage) thymoquinone were administered to the experimental groups on a daily basis. Different intensities of immune reactions were observed in the lung tissues of rats in all groups. In conclusion, this study investigated the possible immunomodulation effects on the lungs after oral and intraperitoneal administration of different doses of thymoquinone. The localization and expression of iNOS and SOD-1, which are among the most important markers in the antioxidant mechanism, in the lungs have been demonstrated in vivo, and the antioxidant effects of thymoquinone in the system have been demonstrated. The observation of different immune reactions in all groups led to the conclusion that there were differences in thymoquinone cytokine type, application methods and dose.

Keywords

• Antioxidant effect
• Immunohistochemistry
• Lung
• Rat
• Thymoquinone

Timokinon Uygulamasının Akciğerler Üzerine Antioksidan Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Bitkiler uzun yıllardan bu yana lezzet verici özelliklerinin dışında, hastalıkların tedavilerinde kullanılmıştır. Fitoterapi amaçlı olarak kullanılan bitkiler oldukça fazladır ve en yaygın kullanılanlarından biri de Çörek otudur. Nigella sativanın en önemli ve en yaygın kullanılan etken maddesi tohumlarından elde edilen timokinon (thymoquinone)’dur. Yapılan çalışmaların büyük bir çoğunluğunda ise timokinon ya direkt olarak kullanılmış ya da tohumdan elde edilen yağlar kullanılmıştır. Çalışmamızda farklı hastalıklar üzerine etkisi olan timokinon’un antioksidan etkisinin ağız yoluyla ve intraperitoneal yolla uygulamaları sonrasında akciğerler üzerine olan olası etkilerinin invivo olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada 35 adet Sprague Dawley soyu rat kullanıldı. Ratlar, bir kontrol ve dört deney grubu olmak üzere toplam 5 gruba ayrıldı ve deney 42 gün sürdürüldü. Deney gruplarına her gün düzenli olarak 1mg/kg, 2 mg/kg (intraperitoneal); 10 mg/kg, 20 mg/kg (oral gavaj) timokinon uygulaması yapıldı. Tüm gruplardaki ratların akciğer dokularında farklı şiddetlerde immun reaksiyonlar gözlendi. Sonuç olarak timokinon’un farklı dozlarının hem ağız yoluyla hem de intraperitoneal yolla uygulamaları sonrasında akciğerler üzerine olan olası immunomodülasyon etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Antioksidan mekanizmada oldukça önemli belirteçler arasında olan iNOS ve SOD-1’in akciğerlerdeki lokalizasyon ve ekspresyonları in vivo olarak gösterilmiş ve timokinonun sistemdeki antioksidan etkileri gösterilmiştir. Tüm gruplarda farklı immun reaksiyonların gözlenmesi, timokinonun sitokin türüne, uygulama şekillerine ve doza göre farklılıklar olduğu sonucuna varılmıştır.

Keywords

• akciğer
• antioksidan etki
• immunohistokimya
• rat
• timokinon

References

1. Referans1 Abuharfeil NM, Salim M, Von Kleist S, 2001: Augmentation of natural killer cell activity in vivo against tumour cells by some wild plants from Jordan. Phytother Res, 15, 109-113.
2. Referans2 Aslankoç R, Demirci D, İnan U, Yıldız M, Ozturk A, Cetin M, Şirin S, Yılmaz B, 2019: Oksidatif Stres Durumunda Antioksidan Enzimlerin Rolü- Süperoksit Dismutaz (SOD), Katalaz (CAT) ve Glutatyon Peroksidaz (GPx). SDÜ Tıp Fak Derg, 26(3), 362-369.
3. Referans3 Beydilli H, Yilmaz N, Cetin ES, Topal Y, Topal H, Sozen H, Altuntas I, Cigerci IH, 2015: The Effects of Thymoquinone on Nitric Oxide and Superoxide Dismutase Levels in a Rat Model of Diazinon- induced Brain Damage. Stud EthnoMed, 9(2), 191-195.
4. Referans4 Darakhshan S, Bidmeshki Pour A, Hosseinzadeh Colagar A, Sisakhtnezhad S, 2015: Thymoquinone and its therapeutic potentials. Pharmacol Res, 95-96, 138-58.
5. Referans5 Desai SD, Saheb SH, Das KK, Haseena S, 2015: Effect of Thymoquinone on MDA and SOD levels in Sterptozotocine Induced Diabetic Albino Rats. Int J Pharm Sci Res, 7(8), 523-526.
6. Referans6 El-Sheikh AAK, Morsy MA, Abdalla AM, Hamouda AH, Alhaider IA, 2015: Mechanisms of Thymoquinone Hepatorenal Protection in Methotrexate-Induced Toxicity in Rats. Mediat Inflamm, 2-13.
7. Referans7 Farooqui Z, Shahid F, Khan AA, Khan F, 2017: Oral administration of Nigella sativa oil and thymoquinone attenuates long term cisplatin treatment induced toxicity and oxidative damage in rat kidney. Biomed Pharmacother, 96, 912-23.
8. Referans8 Ghosheh OA, Houdi AA, Crooks PA,19999: High performance liquid chromatographic analysis of the pharmacologically active quinones and related compounds in the oil of the black seed (Nigella sativa L.) J. Pharm. Biomed, 19, 757-762.

9. Referans9 Güzelsoy P, Aydın S, Başaran N, 2018: Çörek Otunun (Nigella Sativa L.) aktif bileşeni timokinonun insan sağlığı üzerine olası etkileri. J Lit Pharm Sci, 7(2), 118-35.
10. Referans10 Hojna S, Kunes J, Zicha J, 2010: Alterations of NO Synthase Isoforms in Brain and Kidney of Rats With Genetic and Salt Hypertension. Physiol Res, 59, 997-1009.
11. Referans11 Hosseinzadeh H, Parvardeh S, 2004: Anticovulsant effects of thymoquinone, the major constituent of Nigella Sativa seeds, in mice. Phytomedicine, 11, 56-64.
12. Referans12 Kahraman A, Çakar H, Vurmaz A, Gürsoy F, Koçak S, Serteser M, 2003: Ağir Egzersizin Oksidatif Stres Üzerindeki Etkisi. Kocatepe Tıp Dergisi, 4 (2).
13. Referans13 Khalife KH, Lupidi G, 2007: Nonenzymatic reduction of thymoquinone in physiological conditions. Free Radic Res, 41(2), 153-61.
14. Referans14 Mollazadeh H, Hosseinzadeh H, 2014: The protective effect of Nigella sativa against liver injury: a review. Iran J Basic Med Sci, 17(12), 958-66.
15. Referans15 Parlar A, Arslan SO, 2019: Thymoquinone exhibits anti-inflammatory, antioxidant, and immunomodulatory effects on allergic airway inflammation. Clin Exp Med, 4(2), 60-65.
16. Referans16 Rahmani AH, Aly SM, 2015: Nigella Sativa and its active contituents thymoquinone shows pivotal role in the diseases prevention and treatment. Asian J Pharm Clin Res, 8(1), 48-53.
17. Referans17 Randhawa MA, Alghamdi MS, 2011: Anti-cancer activity of Nigella sativa (black seed) A Review. Am J Chin Med, 39, 1075-1091.
18. Referans18 Rasheed Z, Altorbag AA, Al-Bossier AS, Alnasser NA, Alkharraz OS, Altuwayjiri KM, 2018: Protective potential of thymoquinone against peroxynitrite induced modifications in histone H2A: in vitro studies. Int J Biol Macromol, 112, 169-174.
19. Referans19 Salemai ML, Hossainb MS, 2000: Protective effect of black seed oil from Nigella sativa against murine cytomegalovirus infection. Int Immunopharmacol, 22, 729-40.
20. Referans20 Sultan MT, Butt MS, Anjum FM, Jamil A, Akhtar S, Nasır M, 2009: Nutritional profile of indigenous cultivar of Black cumin seeds and antioxidant potential of its fixed and essential oil. Pak J Bot, 41, 1321-1330.
21. Referans21 True LD, 1990: Principles of Immunohistochemistry. 2nd ed., Gower Medical Publishing New York, USA.
22. Referans22 Turna G, Kılıç N, Sarı ZYS, 2011: Ehrlich Asit Solid Tümör Modeli Oluşturulmuş Farelerde Thymus sipyleus ve Taurinin Karaciğer MDA, GSH, AOPP Düzeylerine ve SOD Aktivitesine Etkileri. Turk Klin J Med, 31(5), 1153-1159.
23. Referans23 Usta A, Dede S, Çetin S, 2018: Deneysel Diyabetli Ratlarda Timokinon Uygulanmasının Doku Total Oksidan ve Antioksidan Düzeyine Etkisi. Ataturk Univ Vet Bilim Derg, 13(1), 84-91.
24. Referans24 Yildiz F, Coban S, Terzi A, Ates M, Aksoy N, Cakir H, 2008: Nigella sativa relieves the deleterious effects of ischemia reperfusion injury on liver. World J Gastroenterol, 14(33), 5204-9.
25. Referans25 Yüncü M, Şahin M, Bayat N, Sarı İ, 2013:. Effects of Nigella sativa oil on rat liver development. Gaziantep Medical Journal, 19(3), 180-184.