Yıl 2019, Cilt 14 , Sayı 2, Sayfalar 316 - 326 2019-11-30

İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri
Effects of In Vitro Zinc Treatment on the DNA Damage, Lipid Peroxidation and Erythrocyte Stability

Tuğba DEMİRAL [1] , Muhammet Yusuf TEPEBAŞI [2] , Furkan CALAPOĞLU [3] , Ayşe BÜLBÜL [4] , Mustafa CALAPOĞLU [5]


Çinko; büyüme, hücre bölünmesi, metabolizma, yara iyileşmesi, bağışıklık, üreme, tat ve görme fonksiyonlarının işleyişi gibi birçok fizyolojik süreç için gerekli olan iki değerlikli bir geçiş iyondur. Çinko maruziyetinin insan eritrosit zarının bazı özellikleri üzerindeki etkisi in vitro olarak çalışıldı. Ayrıca, insan periferal kan lenfositlerinde, çinkonun genotoksik potansiyelini ortaya koymak için alkali comet analizi yapılmıştır. Farklı derişimdeki tüm Zn2+ çözeltilerinin, doza bağımlı bir şekilde lipit oksidasyonunu inhibe etmede oldukça zayıf bir etki göstermiştir. Eritrositlerin çinko ile inkübasyonunun ardından, çinkonun hücrelerin hemolitik direncini belirgin bir şekilde azalmaya yol açtığını da saptadık. Çalışmalarımız, yüksek derişimde çinkonun insan eritrositleri için toksik olabileceğini ve hemolitik direncin değişmesine neden olabildiğini göstermektedir. Comet sonuçları, kontrolle karşılaştırıldığında yüksek dozlardaki çinko, doz-bağımlı olarak anlamlı düzeyde DNA hasarı oluşturdu (p <0.05). Bu çalışmanın in vitro verileri yüksek dozda çinko alımının faydadan daha fazla zarara neden olabileceğini düşündürmektedir.

Zinc is a divalent transition ion essential for many physiological processes including: the growth and cell division, metabolism, wound healing, immunity, reproduction, functioning of taste and eyesight. The effect of zinc exposure on some properties of the human erythrocyte membrane was studied in vitro. In addition, the alkaline comet assay was used to investigate genotoxicity potential of the zinc in the peripheral blood lymphocytes. In this study, all the various concentrations of Zn2+ solutions showed quite weak efficacy to inhibit lipid oxidation in dose dependent manner. We also detected that incubation of erythrocytes with zinc lead to the marked decrease of haemolytic resistance of the cells. Our studies demonstrate that zinc at higher concentrations may be toxic to human erythrocytes causing changes in the haemolytic resistance. The comet results indicated a significant DNA damage at higher doses after treatment with zinc when compared to controls showing a clear dose-dependent response (p<0.05). The in vitro data of the present study suggest that high dosage intake of zinc may cause more harm than benefit.

  • [1] D. A. Scott, and A. M. Fisher, “The insulin and the zinc content of normal and diabetic pancreas,” The Journal of Clinical Investigation, 17 (6), 725–728, 1938.
  • [2] J. Miller, A. D. McLachan, and A. Klug, “Repetitive zinc-binding doains in the protein transcription factor IIA from Xenopus oocytes,” EMBO J., 4 (6), 1609–1614, 1985.
  • [3] C. Andreini, I. Bertini, and G. Cavallaro, “Minimal functional sites allow a classification of zinc sites in proteins,” PLoS One, 6 (10), e26325, 2011.
  • [4] J. M. Berg and Y. Shi, “The galvanization of biology: A growing appreciation for the roles of zinc,” Science, 271 (5252), 1081–1085, 1996.
  • [5] S. S. Krishna, “Structural classification of zinc fingers: Survey and Summary,” Nucleic Acids Res., 31 (2), 532–550, 2003.
  • [6] W. Maret, “Zinc and Sulfur: A Critical Biological Partnership,” Biochemistry, 43 (12), 3301–3309, 2004.
  • [7] J. C. King, K. H. Brown, R. S. Gibson, N. F. Kreps, N. M. Lowe, J. H. Siekmann, and D. J. Raiten, “Biomarkers of Nutrition for Development (BOND)--Zinc Review,” J. Nutr., 146 (4), 858S–885S, 2016.
  • [8] R. R. Briefel, K. Bialostosky, J. Kennedy-Stephenson, M. A. McDowell, R. B. Ervin, and J. D. Wright, “Zinc intake of the U.S. population: findings from the third National Health and Nutrition Examination Survey, 1988-1994.,” J. Nutr., 130 (5), 1367S–73S, 2000.
  • [9] European Food Safety Authority (EFSA) Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA) “Scientific Opinion on Dietary Reference Values for zinc,” EFSA J., 12 (10), 3844, 2014.
  • [10] C. Abad, A. Teppa-Garrán, T. Proverbio, S. Piñero, F. Proverbio, and R. Marín, “Effect of magnesium sulfate on the calcium-stimulated adenosine triphosphatase activity and lipid peroxidation of red blood cell membranes from preeclamptic women,” Biochem. Pharmacol., 70, (11), 1634–1641, 2005.
  • [11] J. Stocks and T. L. Dormandy, “The autoxidation of human red cell lipids induced by hydrogen peroxide.,” Br. J. Haematol., 20 (1), 95–111, 1971.
  • [12] S. Nandhakumar, S. Parasuraman, M. M. Shanmugam, K. R. Rao, P. Chand, and B. V. Bhat, “Evaluation of DNA damage using single-cell gel electrophoresis (Comet Assay),” J. Pharmacol. Pharmacother., 2 (2), 107–111, 2011.
  • [13] B. M. Gyori, G. Venkatachalam, P. S. Thiagarajan, D. Hsu, and M. V. Clement, “OpenComet: An automated tool for comet assay image analysis,” Redox Biol., 2 (1), 457–465, 2014.
  • [14] Y. P. Tu and H. Xu, “Zn2+ inhibits the anion transport activity of Band 3 by binding to its cytoplasmic tail,” Biosci. Rep., 14 (4), 159-169, 1994.
  • [15] A. R. Collins, “The comet assay for DNA damage and repair,” Mol. Biotechnol., 26 (3), 249–261, 2004.
  • [16] A. Jenner, M. Ren, R. Rejendran, P. Ning, B. T. K. Huat, F. Watt, and B. Halliwell, “Zinc supplementation inhibits lipid peroxidation and the development of atherosclerosis in rabbits fed a high cholesterol diet.,” Free Radic. Biol. Med., 42 (4), 559–566, 2007.
  • [17] H. Tapiero and K. D. Tew, “Trace elements in human physiology and pathology: zinc and metallothioneins,” Biomed. Pharmacother., 57 (9), 399–411, 2003.
  • [18] S. Taysi, F. Akcay, C. Uslu, Y. Dogru, and I. Gulcin, “Trace elements and some extracellular antioxidant protein levels in serum of patients with laryngeal cancer,” Biol. Trace Elem. Res., 91 (1), 11–18, 2003.
  • [19] A. S. Prasad, F. W. Beck, B. Bao, J. T. Fitzgerald, D. C. Snell, J. D. Steinberg, and L. J. Cardozo, “Zinc supplementation decreases incidence of infections in the elderly: Effect of zinc on generation of cytokines and oxidative stress,” Am. J. Clin. Nutr., 85 (3), 837–844, 2007.
  • [20] A. Pagani, L. Villarreal, M. Capdevila, and S. Atrian, “The Saccharomyces cerevisiae Crs5 Metallothionein metal-binding abilities and its role in the response to zinc overload,” Mol. Microbiol., 63 (1), 256–269, 2007.
  • [21] D. J. Eide, “Zinc transporters and the cellular trafficking of zinc,” Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Cell Research, 1763 (7), 711–722, 2006.
  • [22] T. M. Bray and W. J. Bettger, “The physiological role of zinc as an antioxidant,” Free Radic. Biol. Med., 8 (3), 281–291, 1990.
  • [23] W. Maret, “Metallothionein redox biology in the cytoprotective and cytotoxic functions of zinc,” Experimental Gerontology, 43 (5), 363–369, 2008.
  • [24] D. J. Eide, “The oxidative stress of zinc deficiency.,” Metallomics, 3 (11), 1124–9, 2011.
  • [25] P. I. Oteiza, K. L. Olin, C. G. Fraga, and C. L. Keen, “Zinc deficiency causes oxidative damage to proteins, lipids and DNA in rat testes.,” J. Nutr., 125(4), 823–9, 1995.
  • [26] A. S. Prasad, B. Bao, F. W. J. Beck, O. Kucuk, and F. H. Sarkar, “Antioxidant effect of zinc in humans,” Free Radic. Biol. Med., 37 (8), 1182–1190, 2004.
  • [27] E. Ho, “Zinc deficiency, DNA damage and cancer risk,” J. Nutr. Biochem., 15 (10), 572–578, 2004.
  • [28] Y. Song, S. W. Leonard, M. G. Traber, and E. Ho, “Zinc deficiency affects DNA damage, oxidative stress, antioxidant defenses, and DNA repair in rats.,” J. Nutr., 139 (9), 1626–31, 2009.
  • [29] J. B. Kirkland, “Niacin requirements for genomic stability,” Mutation Research - Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 733 (1-2), 14-20, 2012.
  • [30] S. H. Zeisel, “Nutritional Genomics: Defining the Dietary Requirement and Effects of Choline,” J. Nutr., 141 (3), 531–534, 2011.
Birincil Dil tr
Konular Biyoloji
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-9745-9368
Yazar: Tuğba DEMİRAL
Kurum: SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-1087-4874
Yazar: Muhammet Yusuf TEPEBAŞI
Kurum: SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0001-5678-8333
Yazar: Furkan CALAPOĞLU
Kurum: SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-5527-3992
Yazar: Ayşe BÜLBÜL
Kurum: SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-6539-1335
Yazar: Mustafa CALAPOĞLU (Sorumlu Yazar)
Kurum: SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 30 Kasım 2019

Bibtex @araştırma makalesi { sdufeffd436490, journal = {Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi}, issn = {}, eissn = {1306-7575}, address = {}, publisher = {Süleyman Demirel Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {14}, pages = {316 - 326}, doi = {10.29233/sdufeffd.436490}, title = {İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri}, key = {cite}, author = {DEMİRAL, Tuğba and TEPEBAŞI, Muhammet Yusuf and CALAPOĞLU, Furkan and BÜLBÜL, Ayşe and CALAPOĞLU, Mustafa} }
APA DEMİRAL, T , TEPEBAŞI, M , CALAPOĞLU, F , BÜLBÜL, A , CALAPOĞLU, M . (2019). İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi , 14 (2) , 316-326 . DOI: 10.29233/sdufeffd.436490
MLA DEMİRAL, T , TEPEBAŞI, M , CALAPOĞLU, F , BÜLBÜL, A , CALAPOĞLU, M . "İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi 14 (2019 ): 316-326 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/sdufeffd/issue/50336/436490>
Chicago DEMİRAL, T , TEPEBAŞI, M , CALAPOĞLU, F , BÜLBÜL, A , CALAPOĞLU, M . "İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi 14 (2019 ): 316-326
RIS TY - JOUR T1 - İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri AU - Tuğba DEMİRAL , Muhammet Yusuf TEPEBAŞI , Furkan CALAPOĞLU , Ayşe BÜLBÜL , Mustafa CALAPOĞLU Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.29233/sdufeffd.436490 DO - 10.29233/sdufeffd.436490 T2 - Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 316 EP - 326 VL - 14 IS - 2 SN - -1306-7575 M3 - doi: 10.29233/sdufeffd.436490 UR - https://doi.org/10.29233/sdufeffd.436490 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri %A Tuğba DEMİRAL , Muhammet Yusuf TEPEBAŞI , Furkan CALAPOĞLU , Ayşe BÜLBÜL , Mustafa CALAPOĞLU %T İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri %D 2019 %J Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi %P -1306-7575 %V 14 %N 2 %R doi: 10.29233/sdufeffd.436490 %U 10.29233/sdufeffd.436490
ISNAD DEMİRAL, Tuğba , TEPEBAŞI, Muhammet Yusuf , CALAPOĞLU, Furkan , BÜLBÜL, Ayşe , CALAPOĞLU, Mustafa . "İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi 14 / 2 (Kasım 2019): 316-326 . https://doi.org/10.29233/sdufeffd.436490
AMA DEMİRAL T , TEPEBAŞI M , CALAPOĞLU F , BÜLBÜL A , CALAPOĞLU M . İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri. SDÜFEFFD. 2019; 14(2): 316-326.
Vancouver DEMİRAL T , TEPEBAŞI M , CALAPOĞLU F , BÜLBÜL A , CALAPOĞLU M . İn Vitro Çinko Uygulamasının DNA Hasarı, Lipid Peroksidasyonu ve Eritrosit Stabilitesi Üzerine Etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi. 2019; 14(2): 326-316.