Berrin Zık, Ankara Medipol üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji- Embriyoloji AD, 06570 Ankara, Türkiye e-mail addresi: bzik@uludag.edu.tr

Investigation of the effects of capsaicin on histomorphological changes, IGF-I, EGFR expressions and cell proliferation in the duodenum

Abstract

Objective: Capsaicin (CAP) is the main active component of chili pepper, which has remarkable protective effects on the gastrointestinal tract against experimental gastric mucosal damage in animals and humans. Insulin like growth factor-I (IGF-I) is a growth factor that plays an important role in regulating cell proliferation, survival and differentiation in the digestive system. In this study, we aimed to determine IGF-I, epidermal growth factor receptor (EGFR) and Ki-67 immunoreactivity in the duodenum after low-dose capsaicin application and to examine the histomorphological changes caused by this treatment method in the rat duodenum.

Methods: At the end of the experiment, 30 female Sprague-Dawley rats, 21 days old, were divided into 3 groups. The first group was the control group (Control-A) that received no treatment, the second group was the low-dose Capsaicin group (20 days 0.5 mg/ kg/ day), and the third group was the vehicle group that received the solvent in which capsaicin was dissolved (Control-B, 20 days). At the end of the experiment, tissue samples were collected and both the expression levels of IGF-I, EGFR and Ki-67 were examined by immunohistochemical methods and histomorphological parameters were evaluated.

Result: The villus height, crypt depth, total mucosal thickness, villus/crypt ratio, and surface absorption area of the capsaicin treatment groups increased. In addition, both IGF-I and EGFR immunoreactivity were determined to be stronger in the surface epithelium, Lieberkühn crypts, Brunner glands, and smooth muscle layer of the treatment experimental group. Ki-67 showed moderate immunoreactivity in the surface epithelium, strong immunoreactivity in Lieberkühn crypts, and moderate immunoreactivity in Brunner glands in the experimental group. In addition, the proliferation index evaluated in the crypt glands was higher than in the control group.

Conclusion: We concluded that capsaicin application stimulates cell proliferation through the synthesis of growth factors in rats and facilitates digestive functions.

Keywords: Capsaicin; duodenum; EGFR; Ki-67; IGF-I.                

Kapsaisin’in duodenumda histomorfolojik değişiklikler, IGF-I, EGFR ifadeleri ve hücre proliferasyonu üzerine etkisinin incelenmesi    

Öz

Amaç: Kapsaisin, hayvanlarda ve insanlarda deneysel gastrik mukozal hasara karşı gastrointestinal sistemde dikkate değer koruyucu etkilere sahip olan acı biberin ana aktif bileşenidir. İnsülin benzeri büyüme faktörü-I (IGF-I), sindirim sisteminde hücre çoğalmasını, hayatta kalmasını ve farklılaşmasını düzenlemede önemli rol oynayan bir büyüme faktörüdür. Bu çalışmada düşük doz kapsaisin uygulaması sonrasında duodenumda IGF-I, epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR) ve Ki-67 immünoreaktivitesini belirlemeyi ve bu tedavi yönteminin sıçan duodenumunda neden olduğu histomorfolojik değişkiklikleri incelemeyi amaçladık.

Yöntemler: Deney sonunda 21 günlük 30 dişi Sprague-Dawley sıçan 3 gruba ayrıldı. Birinci grup; hiçbir tedavi uygulanmayan kontrol grubu (Kontrol-A), ikinci grup düşük doz Kapsaisin grubu (20 gün -0,5mg/ kg/ gün), üçüncü grup ise kapsaisinin çözdürüldüğü solventi alan vehicle grubu (Kontrol-B, 20-gün). Deney sonunda doku örnekleri toplandı ve hem immünohistokimyasal yöntemle IGF-I, EGFR ve Ki-67’nin ifade düzeyleri incelendi hem de histomorfolojik parametreler değerlendirildi.

Bulgular: Kapsaisin tedavi gruplarının villus yüksekliği, kript derinliği, total mukozal kalınlığı, villus/kript oranı, yüzey emilim alanı arttı. Ayrıca tedavi deney grubunun yüzey epitelinde, Lieberkühn kriptlerinde, Brunner bezlerinde ve düz kas tabakasında hem IGF-I hemde EGFR immünoreaksiyonu daha güçlü olarak belirlendi. Ki-67 ise deney grubunda yüzey epitelinde orta derecede immünreaktivite, Lieberkühn kriptlerinde güçlü immünreaktivite, Brunner bezlerinde orta derecede immünreaktivite gösterdi. Ayrıca kript bezlerinde değerlendirilen proliferasyon indeksi kontrol grubuna göre daha yüksekti.

Sonuç: Kapsaisin uygulamasının sıçanlarda büyüme faktörlerinin sentezi yoluyla hücre çoğalmasını uyardığı ve sindirim fonksiyonlarını kolaylaştırdığı sonucuna vardık.

Anahtar kelimeler: Kapsaisin; duodenum; EGFR; Ki-67; IGF-I.                      

Dicle Med J  2025; 52 (1): 145-154

Doi: 10.5798/dicletip.1657567