POLİ KLORLU BİFENİLLERİN DİŞİ SIÇANLARDA KEMİK DOKUSU, PARATİROİD HORMONU, KALSİTONİN VE KEMİK DÖNÜŞÜM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİLERİ

Abstract

Poli klorlu bifeniller (PCB) endüstriyel amaçla üretilmiş ve doğada kalıcı oldukları belirlendikten sonra dünyanın birçok ülkesinde üretimleri yasaklanmıştır. Ancak, PCB içeren birçok ürün bugün hala kullanımda olduğu için çevre ve insan sağlığını tehdit etmektedir. Kimyasal kararlılıkları ve lipofilik özellikleri nedeniyle doğada ve canlı organizmada birikme eğilimi gösterirler. Bugüne kadar PCBlerin toksik, kanserojenik, imrnun baskılayıcı ve endokrin bozucu dahil birçok etkileri araştırılmıştır. Ancak, kemik dokusu üzerine etkilerini inceleyen araştırma sayısı yok denecek kadar azdır. Bu çalışmanın amacı, ticari PCB karışımları olan Aroclor 1221 (A1221) ve 1254 (A1254) ile östradiolün kemik dönüşüm belirteçleri olan deoksipiridinolin (DPD), osteokalsin, alkalen fosfataz (ALP), kalsitonin, paratiroid hormon (PTH) ve kalsiyum (Ca) ile inorganik fosfat seviyeleri üzerine etkileri; ayrıca kemik mineral yoğunluğuna (KMY) ve kemiğin histolojik yapısı üzerine etkilerini intak ve ovariektomize (OVX) sıçan modellerinde araştırmaktı. Deneylerde 200-220g ağırlığında dişi Wistar sıçanlar kullanıldı. Birinci deney düzeninde toplam 33 intak sıçan, dört gruba ayrıldı. Bunlara gün aşın olarak ve 46 gün süreyle subkutan yolla sırasıyla %4'lük DMSO, A1221 (10mg/kg), A1254 (10mg/kg) ve östradiol (30ug/kg) uygulandı, ikinci modelde kullanılan toplam 33 sıçan bilateral olarak OVX edildi ve dört ayrı gruba ayrıldı. Birinci gruptaki sham OVX sıçanlara taşıt solüsyonu, diğer gruplara ise sırasıyla A 1221, Al 254 ve östradiol gün aşın olarak 34 gün süreyle uygulandı. İdrar DPD seviyeleri ELISA yöntemiyle; serum osteokalsin, kalsitonin ve PTH seviyeleri immunoradiometrik metotla; ALP, Ca ve inorganik fosfat düzeyleri Olympusmarka kitler kullanılarak otoanalizörde ölçüldü. Diseksiyonla çıkartılan L2 vertebralann histolojik yapısı ışık mikroskobuyla incelendi. Femur ve tibia KMY değerleri kemik dansitometrisi ile belirlendi. İntak modelde Al 221 veya Al 254 uygulaması DPD, osteokalsin, kalsitonin, PTH, inorganik fosfat seviyeleri ile femur ve tibia KMY' de anlamlı değişiklikler oluşturmadı, fakat Ca ve ALP düzeylerinde artışlar gözlendi. Östradiol DPD, osteokalsin, ALP düzeylerinde azalmaya neden olurken, kalsitonin, PTH, Ca seviyelerinde ve tibia KMY'da anlamlı artışlara neden oldu. İntak kontrol değerlerine göre, sham OVX grubu DPD, osteokalsin ve kalsitonin düzeylerinde artış, Ca seviyesinde ise anlamlı azalma belirlendi. OVX sıçanlara Al 221 uygulaması idrar DPD seviyesinde azalmaya, inorganik fosfat ve femur KMY'da artışa neden oldu, osteokalsin, kalsitonin, PTH, Ca, ALP düzeylerinde ve tibia KMY'da anlamlı bir değişiklik oluşturmadı. A1254 ise DPD ve PTH düzeylerini anlamlı şekilde yükseltirken, L2 vertebra dokusunu da önemli oranda etkiledi. Östradiol uygulaması DPD, osteokalsin, kalsitonin seviyelerinde azalmaya, Ca, inorganik fosfat femur ile femur ve tibia KMY değerlerinde anlamlı artışa neden oldu. Sonuç olarak, A1221 ve A1254 kemik formasyon ve rezorbsiyonu üzerine etkilerinin olduğu, A1254'ün özellikle östrojen yokluğunda kemik organik matriks kaybım artırdığı kanısına varıldı. Anahtar Kelimeler: PCB, DPD, osteokalsin, PTH, kalsitonin, östradiolPolychlorinated biphenyls (PCBs) were produced for industrial purposes and banned in several countries in the world when they were determined to be persistent pollutants in the environment. However, many PCB-containing industrial products and equipments are still in use and thus pose a threat to the environment and human health. They tend to bio-accumulate both in the environment and living organisms due to their lipophilic features and chemical stability. Several effects of PCBs including toxicity, carcinogenicity, immunsuppression and endocrine disruption have been investigated. However, there is very limited data on their actions on the bone tissue. We have examined the effects of two industrial PCB mixtures, Aroclors 1221 (A 1221) and 1254 (A1254) and estradiol on bone turnover markers deoxypyridinolin (DPD), osteocalcin, alkaline phosphatase (ALP), calcitonin, parathyroid hormone (PTH), serum Ca and inorganic phosphate levels; in addition on bone mineral density (BMD) and histology in intact and ovariectomized (OVX) rat models. Adult female Wistar rats (200-220g) were used in this study. In the first experimental model, a total of 33 animals were divided into four groups. They were subcutaneously injected with DMSO (4%), A1221 (10mg/kg), A1254 (10mg/kg) and östradiol (30p,g/kg) at two daily intervals for a period of six weeks. In the second model, 33 rats were bilaterally OVX and divided into four groups. Sham OVX rats in the first group received vehicle alone, and the others A 1221, A1254 and estradiol, respectively, at two daily intervals for 34 days. At the end, all animals were decapitated. Serum PTH, calcitonin and osteocalcin levels weredetermined by immunoradiometric method. Urinary DPD was measured by ELISA and serum ALP, Ca and inorganic phosphate concentrations by autoanalyzer using Olympus kits. Lumbar vertebrae (L2) of all animals were dissected out and processed for light microscopy. BMD of femur and tibia were determined by bone densitometry. Administration of A1221 or 1254 to intact rats caused no significant changes in urinary DPD and serum osteocalcin, calcitonin, PTH, inorganic phosphate levels and femur and tibia BMD values, but increases in the serum levels of Ca and ALP were observed. Oestradiol injection resulted in significant reductions in DPD, osteokalsin and ALP levels and elevations in calcitonin, PTH, Ca and tibia BMD values. In the sham OVX group, DPD, osteocalcin and calcitonin levels were significantly increased and Ca concentrations decreased compared to the intact control group. Administration of A1221 to OVX animals caused significant reduction in urinary DPD and elevation in serum inorganic phosphate and femur BMD. However, it had no significant effect on serum ostocalcin, calcitonin, PTH, Ca, ALP levels and tibia BMD. A1254 administration significantly increased urinary DPD levels and also caused important changes in the L2 vertebral bone histology. Injection of estradiol to OVX rats resulted in significant reductions in DPD, osteocalcin and calcitonin levels, and increases in Ca, inorganic phosphate, femur and tibia BMD values. Our findings indicate that both Aroclor compounds may interfere with bone formation and resorption mechanisms. In particular, A1254 increased the loss of bone organic matrix in the absence of estrogen. Keywords: PCB, DPD, osteocalcin, PTH, calcitonin, estradiol