Rüstem Anıl Uğan, Atatürk Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Farmakoloji Anabilim Dalı, 25240, Erzurum, Türkiye e-mail: anil.ugan@atauni.edu.tr / anilugan@hotmail.com

Abstract

Objective: Diabetes mellitus (DM) is a metabolic disease that occurs with complete or partial absence of insulin. Sepsis is the complex inflammatory response of the host against an infection or trauma. The clinical course of sepsis is more severe in patients with diabetes than in normal individuals. Pomegranate peel extract has high antioxidant capacity, anti-cancer, antimicrobial, anti-inflammatory and anti-diabetic activity. The aim of this study is to investigate the anti-oxidant and anti-cytokine properties of pomegranate peel extract in sepsis induced lung damage under diabetic conditions.

Method: The pomegranate peel was decorticated and dried. Extraction processes were applied. Ethanol was used as extraction solvent. After extraction, solvent was evaporated and the pomegranate peel extract was obtained. In our study, 30 rats were used. Our Groups are; Group 1: Control, Group 2: Sepsis, Group 3: DM + S (Diabetes + Sepsis), Group 4: DM + S + NKE250 (Diabetes + Sepsis + Pomegranate peel extract 250 mg / kg), Group 5: DM + S + NKE500 (Diabetes + Sepsis + Pomegranate peel extract 500 mg / kg). Diabetes was induced with a single dose of 55-mg/kg streptozocin. After 72 hours, fasting blood glucose levels were measured. Rats with fasting blood glucose higher than 250 mg/dl were considered as diabetes. The pomegranate peel extract was administered orally at doses of 250 mg/kg and 500 mg/kg for 10 days after diabetes detection. Lipopolysaccharide was intraperitoneal administered at the dose of 5 mg/kg at the end of the 10th day. Lung tissue was dissected out after 12 hours. SOD activity, GSH and MDA levels and TNF-α and IL-1β mRNA expression levels were measured in lung tissue.

Results: It was seen that SOD activity and GSH levels decreased in the sepsis group when compared with the control group. It was found that SOD activity and GSH level in diabetes + sepsis group decreased when compared to both control and sepsis groups. TNF-α and IL-1β mRNA expression and MDA level increased in the sepsis group when compared to the Control group. It was found that TNF-α and IL-1β mRNA expression and MDA level in diabetes + sepsis group increased when compared to both control and sepsis groups. When compared with the diabetes + sepsis group, it was observed that the SOD activity, GSH level increased and TNF-α, IL-1β mRNA expression and MDA levels decreased depending on the dose in groups that administered pomegranate peel.

Conclusion: Pomegranate peel extract shows anti-oxidant and anti-inflammatory activity by regulating the balance between antioxidants and oxidants and reducing the amount of cytokines. For these reasons, the use of pomegranate peel extract will yield beneficial results on lung damage in case that diabetes and sepsis diseases coexist, which the antioxidant/oxidant balance is disturbed and cytokine storm is intense.

Keywords: Pomegranate peel, diabetes, sepsis, lung, rat.

  Nar Kabuğu Ekstresinin Sıçanlarda Diyabetik Şartlarda Sepsis ile İndüklenen Akciğer Hasarına Karşı Etkileri

Öz

Amaç: Diabetes mellitus (DM), tam veya kısmi insülin yokluğuyla ortaya çıkan bir metabolik hastalıktır. Sepsis, konakçının enfeksiyona veya bir travmaya karşı göstermiş olduğu kompleks enflamatuvar yanıttır. Sepsisin klinik seyri diyabetli hastalarda normal bireylere nazaran daha ağır seyretmektedir. Nar kabuğu ekstresinin yüksek antioksidan kapasitesi, anti-kanser, antimikrobiyal, anti-enflamatuvar ve anti-diyabetik etkinliği vardır. Bu çalışmanın amacı, diyabetik şartlarda sepsis ile indüklenen akciğer hasarına karşı nar kabuğu ekstresinin anti-oksidan ve anti-sitokin özelliklerini araştırmaktır.

Yöntemler: Nar meyvesinin kabukları soyularak kurutuldu. Ekstraksiyon işlemleri uygulandı. Ekstraksiyon çözücüsü olarak etanol kullanıldı. Ekstraksiyon işlemlerinden sonra çözücü buharlaştırıldı ve nar kabuk ekstresi elde edildi. Bu Çalışmada, 30 adet sıçan kullanıldı. Gruplar; Grup 1: Kontrol, Grup 2: Sepsis, Grup 3: DM+S (Diyabet + Sepsis), Grup 4: DM+S+NKE250 (Diyabet + Sepsis + Nar kabuğu ekstresi 250 mg/kg), Grup 5: DM+S+NKE500 (Diyabet + Sepsis + Nar kabuğu ekstresi 500 mg/kg). Diyabet Tek doz 55 mg/kg streptozosin ile oluşturuldu. 72 saat sonra açlık kan şekerleri ölçüldü açlık kan şekerleri 250 mg/dl’den yüksek çıkan sıçanlar diyabet oldukları kabul edildi. Diyabet tespitinden sonra 10 gün boyunca nar kabuğu ekstresi 250 mg/kg ve 500 mg/kg dozlarında oral olarak uygulandı. 10. gün sonunda 5 mg/kg dozunda lipopolisakkarit intraperitoneal uygulandı. 12 saat sonra akciğer dokusu elde edildi. SOD aktivitesi, GSH ve MDA seviyeleri ile TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu seviyeleri akciğer dokusunda ölçüldü.

Bulgular: Kontrol grubuyla karşılaştırıldığında, sepsis grubunda, SOD aktivitesi ve GSH seviyesinin azaldığı görüldü. Diyabet+sepsis grubundaki SOD aktivitesi ve GSH seviyesinin hem kontrol hem de sepsis grubuna göre düştüğü bulundu. Sepsis grubunda TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu ile MDA seviyesinin Kontrol grubuna göre yükseldiği görüldü. Diyabet+sepsis grubundaki TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu ile MDA seviyesinin hem kontrol hem de sepsis grubuna göre arttığı bulundu. Diyabet+sepsis grubuyla karşılaştırıldığında, nar kabuğu ekstresi uygulanan gruplarda doza bağlı olarak SOD aktivitesinin, GSH seviyesinin arttığı ve TNF-α ve IL-1β mRNA ekspresyonu ve MDA seviyelerinin düştüğü görüldü.

Sonuç ve Yorum: Nar kabuğu ekstresi antioksidan ve oksidanlar arasındaki dengeyi düzenlemekte ve sitokin miktarını azaltmaktadır. Bu sebeplerle, antioksidan/oksidan dengesinin bozulduğu ve sitokin fırtınasının yoğun görüldüğü diyabet ve sepsis hastalıklarının birlikte olduğu durumlarda nar kabuğu ekstresinin kullanımı akciğer hasarında faydalı sonuçlar verecektir.

Anahtar kelimeler: Nar kabuğu, diyabet, sepsis, akciğer, sıçan    

Dicle Med J  2020; 47 (3): 678-686

Doi: 10.5798/dicletip.800270