Protective mechanism of reduced water against alloxan-induced pancreatic beta-cell damage: Scavenging effect against reactive oxygen species

Akademik Çalışma • Hücre Kültürü

Protective mechanism of reduced water against alloxan-induced pancreatic beta-cell damage: Scavenging effect against reactive oxygen species

İndirgenmiş Suyun Alloksan Kaynaklı Pankreatik Beta Hücre Hasarına Karşı Koruyucu Mekanizması: Reaktif Oksijen Türlerini Temizleyici Etki

Bu çalışma, hidrojen açısından zengin elektrolizle indirgenmiş su dahil indirgenmiş suların, alloksanın oluşturduğu oksidatif stres altında pankreatik beta hücrelerini nasıl etkilediğini araştırıyor.

İndirgenmiş su, ROS ve pankreatik beta hücre korumasını gösteren bilimsel illüstrasyon

Çalışmanın Kimliği

DergiCytotechnology
Yıl / Cilt / Sayfa2002 • 40(1–3) • 139–149
Çalışma TipiIn vitro hücre kültürü çalışması
PMID19003114
PMCIDPMC3449533
DOI10.1023/A:1023936421448

Bu Çalışma Neden Önemli?

Alloksan, reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşumunu artırarak beta hücrelerinde oksidatif hasar meydana getiren deneysel bir bileşiktir. Araştırmacılar bu modeli kullanarak, hidrojen açısından zengin elektrolizle indirgenmiş su ve bazı doğal indirgenmiş suların HIT-T15 pankreatik beta hücrelerinde ROS, hücre içi kalsiyum, ATP, DNA bütünlüğü ve glukozla uyarılan insülin salınımı üzerindeki etkilerini değerlendirdi.

Çalışma Nasıl Yapıldı?

HIT-T15Hamster pankreatik beta hücre hattı.
AlloksanOksidatif beta hücre hasarı oluşturmak için kullanıldı.
ROSHücre içi oksidatif stres göstergelerinden biri.
ATP + İnsülinHücresel enerji ve fonksiyonel yanıt birlikte değerlendirildi.

Alloksan uygulanan hücrelerde canlılık, hücre içi ROS, sitozolik serbest Ca²⁺, DNA parçalanması, ATP düzeyi ve glukozla uyarılan insülin salınımı incelendi. İndirgenmiş su uygulanan gruplar bu hasar göstergeleri açısından karşılaştırıldı.

Öne Çıkan Bulgular

ROS oluşumu engellendi

İndirgenmiş su, alloksanın tetiklediği hücre içi ROS oluşumunu çalışmada tamamen engelledi.

Kalsiyum artışı ve ATP kaybı önlendi

Alloksanla yükselen sitozolik Ca²⁺ düzeyi ile düşen hücre içi ATP seviyesi indirgenmiş su uygulamasında korundu.

DNA parçalanması güçlü biçimde baskılandı

Alloksanın oluşturduğu DNA parçalanması belirgin biçimde bloke edilirken hücre canlılığındaki düşüş de kısmen baskılandı.

İnsülin yanıtı korundu

Glukozla uyarılan insülin salınımındaki düşüş önlendi; çalışma ayrıca bu yanıtın indirgenmiş suyla belirgin biçimde yükseldiğini bildirdi.

Rakamlarla Fonksiyonel Yanıt

2–3,5×Hücre içi ATP düzeylerinde bildirilen artış.
2–4×Glukozla uyarılan insülin salınımında bildirilen artış.
>1 ay4°C'de koruyucu aktivitenin stabil kaldığı süre.
OtoklavIsıl sterilizasyon sonrası koruyucu aktivite kayboldu.

Önerilen Koruyucu Mekanizma

Çalışmanın sonuçları, indirgenmiş suyun koruyucu etkisinin alloksan kaynaklı ROS oluşumunu baskılamasıyla bağlantılı olduğunu gösteriyor. ROS artışının engellenmesiyle birlikte hücre içi Ca²⁺ yükselişi, ATP kaybı, DNA hasarı ve insülin salgısındaki bozulmanın da önlendiği bildirildi. Araştırmacılar bu tabloyu beta hücre fonksiyonunun oksidatif stres altında korunmasıyla ilişkilendirdi.

Çalışmanın Temel Mesajı

İndirgenmiş su, alloksanla oksidatif strese maruz bırakılan HIT-T15 beta hücrelerinde ROS oluşumunu engelledi; ATP düzeyini ve glukozla uyarılan insülin yanıtını korudu, DNA parçalanmasını güçlü biçimde baskıladı. Çalışmanın mekanistik odağı, alloksan kaynaklı reaktif oksijen türlerinin oluşumunun önlenmesidir.

Bilimsel Çerçeve

Bu araştırma hamster kökenli HIT-T15 pankreatik beta hücre hattında yapılmış bir in vitro çalışmadır. Alloksan, deneysel olarak oksidatif beta hücre hasarı oluşturmak için kullanılmıştır.

Çalışmanın “tip 1 diyabetin önlenmesinde yararlı olabilir” şeklindeki sonucu araştırmacıların deneysel bulgulardan yaptığı bir öneridir. Bu çalışma insanlarda tip 1 diyabetin önlenmesini veya tedavisini doğrudan değerlendiren bir klinik çalışma değildir.

Yazarlar ve Kurum

Yuping Li, Tomohiro Nishimura, Kiichiro Teruya, Tei Maki, Takaaki Komatsu, Takeki Hamasaki, Taichi Kashiwagi, Shigeru Kabayama, Sun-Yup Shim, Yoshinori Katakura, Kazuhiro Osada, Takeshi Kawahara, Kazumichi Otsubo, Shinkatsu Morisawa, Yoshitoki Ishii, Zbigniew Gadek, Sanetaka Shirahata

Ana afiliasyon: Department of Genetic Resources Technology, Faculty of Agriculture, Kyushu University, Fukuoka, Japan.

Original Abstract

Reactive oxygen species (ROS) cause irreversible damage to biological macromolecules, resulting in many diseases. Reduced water (RW) such as hydrogen-rich electrolyzed reduced water and natural reduced waters like Hita Tenryosui water in Japan and Nordenau water in Germany that are known to improve various diseases, could protect a hamster pancreatic beta cell line, HIT-T15 from alloxan-induced cell damage. Alloxan, a diabetogenic compound, is used to induce type 1 diabetes mellitus in animals. Its diabetogenic effect is exerted via the production of ROS. Alloxan-treated HIT-T15 cells exhibited lowered viability, increased intracellular ROS levels, elevated cytosolic free Ca(2+) concentration, DNA fragmentation, decreased intracellular ATP levels and lowering of glucose-stimulated release of insulin. RW completely prevented the generation of alloxan-induced ROS, increase of cytosolic Ca(2+) concentration, decrease of intracellular ATP level, and lowering of glucose-stimulated insulin release, and strongly blocked DNA fragmentation, partially suppressing the lowering of viability of alloxan-treated cells. Intracellular ATP levels and glucose-stimulated insulin secretion were increased by RW to 2-3.5 times and 2-4 times, respectively, suggesting that RW enhances the glucose-sensitivity and glucose response of beta-cells. The protective activity of RW was stable at 4 degrees C for over a month, but was lost by autoclaving. These results suggest that RW protects pancreatic beta-cells from alloxan-induced cell damage by preventing alloxan-derived ROS generation. RW may be useful in preventing alloxan-induced type 1-diabetes mellitus.

Orijinal Kaynaklar

Akademik Arşivi Keşfedin

E-Bülten
İndirimli ürünler ve fırsatlardan ilk önce siz haberdar olmak istermisiniz?
x
Daha iyi bir alışveriş deneyimi sunabilmek için çerezler kullanıyoruz
Anladım
softtr® | Profesyonel E-Ticaret Sistemleri ile hazırlanmıştır.