Hippocampal Oxidative Damage Due To Formaldehyde Neurotoxicity and Protective Effect of Melatonin Hormone: An Experimental Study

Yıl 2007, Cilt: 12 Sayı: 4, 256 - 260, 01.08.2007

İlter Kuş İsmail Zararsız Murat Ögetürk H. Ramazan Yılmaz

Öz

Objectives: In this study, neurotoxicity of formaldehyde on hippocampus and protective effects of melatonin hormone against these toxic effects were investigated. Materials and Methods: Twenty one adult male Wistar-Albino rats were divided into three equal groups. Rats in group I were used as control. Rats in group II were injected with formaldehyde every other day. Rats in group III were received melatonin daily with administration of formaldehyde. At the end of two-week experimental period, all rats were killed by decapitation. Then the brain tissues of rats were removed. Superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) enzyme activities and malondialdehyde (MDA) levels were determined in the hippocampus specimens by using spectrophotometric methods. Results: The hippocampal tissue activities of SOD and GSH-Px were significantly decreased in formaldehyde-exposed rats compared to controls, while MDA contents were significantly increased. It was observed an increase in activities of SOD and GSH-Px enzymes and a decrease of MDA levels in animals treated with formaldehyde plus melatonin. Conclusion: In this experimental study, it was determined that exposure of formaldehyde caused oxidative damage in hippocampus and this damage was suppressed by administration of melatonin. ©2007, Fırat University, Medical Faculty

Anahtar Kelimeler

-

Formaldehit Nörotoksisitesine Bağlı Hipokampusta Gelişen Oksidatif Hasar ve Melatonin Hormonunun Koruyucu Etkisi: Deneysel Bir Çalışma

Öz

Giriş: Bu çalışma, formaldehitin hipokampus üzerindeki nörotoksisitesinin ve bu toksisiteye karşı melatonin hormonunun koruyucu etkilerinin araştırılması amacıyla yapıldı. Gereç ve Yöntem: 21 adet Wistar-Albino cinsi erkek sıçan üç eşit gruba ayrıldı. Grup I'deki sıçanlar kontrol olarak kullanıldı. Grup II'deki hayvanlara gün aşırı olarak formaldehit enjeksiyonu yapıldı. Grup III'deki sıçanlara ise, formaldehit uygulaması ile birlikte günlük olarak melatonin enjekte edildi. İki haftalık deney süresi sonunda bütün sıçanlar dekapitasyon yöntemi ile öldürüldü. Daha sonra sıçanların beyin dokuları çıkartılarak, hipokampus doku örneklerinde süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GSH-Px) enzim aktiviteleri ve malondialdehit (MDA) seviyeleri spektrofotometrik olarak belirlendi. Bulgular: Formaldehit enjeksiyonu yapılan sıçanlara ait hipokampus doku örneklerindeki SOD ve GSH-Px aktivitelerinin kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde azaldığı, MDA düzeylerinin ise arttığı tespit edildi. Formaldehit enjeksiyonu ile birlikte melatonin uygulanan hayvanlarda, SOD ve GSH-Px enzim aktivitelerinde bir artışın meydana geldiği, MDA değerlerinde ise anlamlı bir düşüşün olduğu gözlendi. Sonuç: Deneysel olarak yapılan bu çalışmada, formaldehitin hipokampus dokusunda oksidatif hasara neden olduğu ve bu hasarın melatonin uygulaması ile baskılandığı tespit edildi. ©2007, Fırat Üniversitesi, Tıp Fakültesi

Anahtar Kelimeler

Formaldehit, Melatonin, Hipokampus, Nörotoksisite, Oksidatif Hasar

Kaynakça

• Arıncı K, Elhan A. Anatomi. 3. Baskı, Ankara: Güneş Kitabevi, 2001: 318-321.
• Songur A, Özen OA, Sarsılmaz M. Hipocampus. J Med Sci 2001; 21: 427-431.
• Guyton AC, Hall JE. Tıbbi Fizyoloji. Çavuşoğlu H (Çev. Ed.). 1. Baskı, İstanbul: Nobel, 2001.
• Smith AE. Formaldehyde. Occup Med 1992; 42: 83-88.
• Usanmaz SE, Akarsu ES, Vural N. Neurotoxic effects of acute and subacute formaldehyde exposures in mice. Envir Toxicol Pharmacol 2002; 11: 93-100.
• Kilburn KH, Warshaw R, Thornton JC. Formaldehyde impairs memory, equilibrium, and dexterity in histology technicians: effects which persist for days after exposure. Arch Environ Health 1987; 42: 117-120.
• Kilburn KH. Neurobehavioral impairment and seizures from formaldehyde. Arch Environ Health 1994; 49: 37- 44.
• Stroup NE, Blair A, Erikson GE. Brain cancer and other causes of deaths in anatomists. J Natl Cancer Inst 1986; 77: 1217-1224.
• Pitten FA, Kramer A, Herrmann K, Bremer J, Koch S. Formaldehyde neurotoxicity in animal experiments. Pathol Res Pract 2000; 196: 193-198.
• Kuş İ, Sarsılmaz M. Pineal bezin morfolojik yapısı ve fonksiyonları. T Klin J Med Sci 2002; 22: 221-226.
• Kus I, Akpolat N, Ozen OA, et al. Effects of melatonin on Leydig cells in pinealectomized rat: an immunohistochemical study. Acta Histochem 2002; 104: 93-97.
• Guerrero JM, Reiter RJ. A brief survey of pineal gland-immune system interrelationships. Endocr Res 1992; 18: 91-113.
• Ayar A, Kutlu S, Yilmaz B, Kelestimur H. Melatonin inhibits spontaneous myometrium in vitro. Neuroendocrinol Lett 2001; 22: 301-306. contractions of rat
• Korean medical students. Arch Environ Health 1999; 54: 115- 118.
• Sarsılmaz M, Özen OA. Subkronik dönem boyunca formaldehit soluyan değişiklikler. Fırat Tıp Dergisi 2000; 2: 1-5. hücrelerindeki histopatolojik
• Nilsson JA, Zheng X, Sundqvist K, et al. Toxicity of formaldehyde to human oral fibroblasts and epithelial cells: influences of culture conditions and role of thiol status. J Dent Res 1998; 77: 1896-1903.
• Thrasher JD, Kilburn KH. Embryo toxicity and teratogenicity of formaldehyde. Arch Environ Health 2001; 56: 300-311.
• Kuo H, Jian G, Chen C, Liu C, Lai J. White blood cell count as an indicator of formaldehyde exposure. Bull Environ Contam Toxicol 1997; 59: 261-267.
• Reiter L. Behavioral toxicology: effects of early postnatal exposure to neurotoxins on development of locomotor activity in the rat. J Occup Med 1977; 19: 200-204.
• Sorg BA, Bailie TM, Tschirgi ML, Li N, Wu WR. Exposure to repeated low-level formaldehyde in rats increases basal corticosteron levels and enhances the corticosterone response to subsequent formaldehyde. Brain Res 2001; 898: 314-320.
• Sorg BA, Hochstatter T. Behavioral sensitization after repeated formaldehyde exposure in rats. Toxicol Ind Health 1999; 15: 346- 355.
• Akyol Ö. Beyin tümörlerinde doku SOD, CAT ve GSH-Px aktiviteleri. Uzmanlık tezi, Ankara: Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyokimya Bölümü, Ankara 1994.
• Zararsiz I, Kus I, Akpolat N, et al. Protective effects of omega-3 essential fatty acids against formaldehyde-induced neuronal damage in prefrontal cortex of rats. Cell Biochem. Funct 2006; 24: 237-244.
• Kuş İ, Zararsız İ, Yılmaz HR., ve ark. Sıçan prefrontal korteksinde formaldehit maruziyetiyle oluşan oksidatif hasara karşı Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi 2004; 13: 1-7. koruyucu etkisi. Erciyes
• Teng S, Beard K, Pourahmad J, et al. The formaldehyde metabolic detoxification enzyme systems and molecular cytotoxic mechanism in isolated rat hepatocytes. Chem Biol Interact 2001; 130-132: 285-296.
• Kamal AA, Gomaa A, el Khafif M, Hammad AS. Plasma lipid peroxides among workers exposed to silica or asbestos dust. Environ Res 1989; 49: 173-180.
• Kabuto H, Yokoi I, Ogawa N. Melatonin inhibits iron-induced epileptic discharges in rats by suppressing peroxidation. Epilepsia 1998; 39: 237-243.
• Tan DX, Manchester LC, Reiter RJ, et al. Melatonin protects hippocampal neurons in vivo against kainic acid-induced damage in mice. J Neurosci Res 1998; 54: 382-389.
• Mason RP, Leeds PR, Jacob RF, et al. Inhibition of excessive neuronal apoptosis by the calcium antagonist amlodipine and antioxidants in cerebellar granule cells. J Neurochem 1999; 72: 1448-1456.
• Kaptanoglu E, Palaoglu S, Demirpence E, et al. Different responsiveness of central nervous system tissues to oxidative conditions and to the antioxidant effect of melatonin. J Pineal Res 2003; 34: 32-35.
• Erol FS, Topsakal C, Ozveren MF, et al. Protective effects of melatonin and vitamin E in brain damage due to gamma radiation: an experimental study. Neurosurg Rev 2004; 27: 65-69.
• Kabul Tarihi: 17.05.2007