YÜKSEK YAĞLI DİYETLE BESLENEN SIÇANLARDA MAGNEZYUM BİYOTİNAT VE ARJİNİN SİLİKATIN BÖBREK DOKU VE FONKSİYONLARI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Yüksek Yağlı Diyet (YYD) ve obezite, renal lipotoksisite, oksidatif stres ve düşük dereceli inflamasyon yoluyla böbrek yapısı ve fonksiyonlarını bozarak glomerüler ve tübüler düzeyde hasara neden olur. Bu süreçte glukoz geri emilimini artıran SGLT2 (Sodium-Glucose Co-Transporter 2)'nin aşırı ekspresyonu, organik anyon taşıyıcılarından OAT3 (Organic Anion Transporter 3)'ün baskılanması ve PI3K (Phosphoinositide 3-kinase)/Akt (PKB, Protein kinase B) ile PEPCK (Phosphoenolpyruvate Carboxykinase) gibi metabolik/sinyal yolaklarının düzensizleşmesi, renal fonksiyon kaybının ilerlemesine zemin hazırlar. Antioksidan ve metabolik düzenleyici özellikleri tanımlanan magnezyum biyotinat (MgB) ile vasküler/endotel fonksiyon ve hücresel stres yanıtlarını olumlu etkilediği bildirilen arjinin silikat (ASI), bu patobiyolojik eksenlerde koruyucu bir yaklaşım potansiyeli taşır. Bu çalışma, YYD ile indüklenen sıçan böbrek hasarında MgB ve ASI'nin tek başına ve kombinasyon halinde renoprotektif etkilerini araştırmayı amaçladı. Bingöl Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulu tarafından değerlendirilip 23.01.2025-195117 sayılı karar doğrultusunda, çalışmanın etik kurul onayı gerektirmediğine dair onam alındıktan sonra toplam 40 erkek Wistar albino sıçan rastgele beş gruba ayrıldı: Kontrol, YYD, YYD+MgB, YYD+ASI ve YYD+MgB+ASI. Renal fonksiyonlar BUN (Blood Urea Nitrogen), kreatinin ve glikoz düzeyleriyle değerlendirildi. Böbrek dokusunda SGLT2, OAT3, PI3K, P-AKT ve PEPCK protein düzeyleri incelendi. Yapısal değişiklikler; glomerüler bütünlük, tübüler dejenerasyon, sitoplazmik vaküolizasyon, lümen dilatasyonu ve interstisyel hücresellik artışı gibi parametreleri içeren histopatolojik skor ile puanlandı. YYD grubunda glikoz, BUN ve kreatinin anlamlı yükselirken (p<0,05), histopatolojik olarak yaygın tübüler vaküolizasyon, hidropik dejenerasyon ve interstisyel hücresellik artışı izlendi; SGLT2 ekspresyonu arttı, OAT3 baskılandı ve PI3K/AKT/PEPCK ekseninde bozulma bulguları saptandı. MgB ve ASI tek başına uygulandığında biyokimyasal ve dokusal göstergelerde belirgin iyileşme gözlendi. Histopatolojik skorlar YYD'ye göre anlamlı olarak düşüktü (p<0,05). En belirgin düzelme MgB+ASI kombinasyonunda gözlenmişti. Böbrek fonksiyon testleri kontrol değerlerine en çok bu grupta yaklaşmıştı, SGLT2 azalırken OAT3 düzeyi artarak kontrol grubuna yaklaşmıştı, PI3K/AKT ve PEPCK üzerindeki olumsuz etkiler azalmıştı. Histolojik olarak kombinasyon grubunda hafif tubulointerstisyel değişiklikler dışında belirgin patoloji izlenmemişti ve toplam hasar skoru en düşük değerde seyretmişti. Sonuç olarak, YYD ile indüklenen böbrek hasarında MgB ve ASI nin renoprotektif etkileri doğrulanmış; kombinasyon tedavisi biyokimyasal, moleküler ve histopatolojik düzeylerde en güçlü koruyucu etkiyi göstermiştir. Bu veriler, MgB+ASI'nin metabolik böbrek hasarının önlenmesi veya azaltılmasında umut vadeden adjuvan bir yaklaşım olabileceğini göstermektedir. Bu bulgular ileri translasyonel çalışmalarla desteklenmelidir.High-fat diet (HFD) and obesity impair renal structure and function via renal lipotoxicity, oxidative stress, and low-grade inflammation, leading to glomerular and tubular injury. In this process, overexpression of SGLT2 (sodium–glucose cotransporter 2), which augments glucose reabsorption, suppression of the organic anion transporter OAT3 (organic anion transporter 3), and dysregulation of metabolic/signaling pathways such as PI3K (phosphoinositide 3-kinase)/AKT (PKB, protein kinase B) and PEPCK (phosphoenolpyruvate carboxykinase) further exacerbate loss of renal function. Magnesium biotinate (MgB), characterized by antioxidant and metabolic regulatory properties, and arginine silicate (ASI), reported to favorably modulate vascular/endothelial function and cellular stress responses, may offer protection along these pathobiological axes. This study aimed to investigate the renoprotective effects of MgB and ASI, alone and in combination, in HFD-induced kidney injury in rats. Following ethics committee approval, forty male Wistar albino rats were randomly allocated into five groups: Control, HFD, HFD+MgB, HFD+ASI, and HFD+MgB+ASI. Renal function was assessed by blood urea nitrogen (BUN), creatinine, and glucose levels; renal tissue protein levels of SGLT2, OAT3, PI3K, p-AKT, and PEPCK were examined. Structural alterations were scored histopathologically using parameters that included glomerular integrity, tubular degeneration, cytoplasmic vacuolization, luminal dilatation, and increased interstitial cellularity. In the HFD group, glucose, BUN, and creatinine increased significantly (p<0,05); histopathology revealed widespread tubular vacuolization, hydropic degeneration, and increased interstitial cellularity; SGLT2 expression was elevated, OAT3 was suppressed, and disruption was detected in the PI3K/AKT/PEPCK axis. Administration of MgB or ASI alone produced marked improvements in biochemical and tissue indices. Histopathological scores were significantly lower than in HFD (p<0,05). The most pronounced improvement occurred with the MgB+ASI combination: functional tests approached control values most closely, SGLT2 decreased while OAT3 increased toward control levels, and adverse effects on PI3K/AKT and PEPCK were attenuated. Histologically, aside from mild tubulointerstitial "changes, no prominent pathology was observed in the combination group, which exhibited the lowest total injury score. Conclusion: In HFD-induced kidney injury, the renoprotective effects of MgB and ASI were confirmed; combination therapy demonstrated the strongest protective impact at biochemical, molecular, and histopathological levels. These data suggest that MgB+ASI may be a promising adjuvant approach for preventing or mitigating metabolic kidney injury these findings should be supported by further translational studies.