Obez sıçan modelinde pioglitazonun kalp dokusundaki ve hücresindeki değişikliklerin incelenmesi

Özet Giriş ve Amaç: Obezite, metabolik ve kardiyovasküler hastalık riskini önemli ölçüde artıran küresel bir sağlık sorunudur. Bu komplikasyonlar genellikle dokular içerisinde meydana gelen ektopik yağlanma ile ilişkilidir. Çalışmamızda, obeziteye bağlı kardiyak steatozun gelişimini obez sıçan modeli üzerinde incelemeyi ve bu süreçte pioglitazon tedavisinin etkilerini araştırmayı hedefledik. Gereç ve Yöntem: Çalışmamız, obezite modeli oluşturmak amacıyla yüksek yağlı diyet (HFD) ile beslenen sıçanlar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Deney gruplarına pioglitazon, gavaj yöntemiyle uygulanmış ve sonuçlar kontrol gruplarıyla karşılaştırılmıştır. Antropometrik ölçümler ve serum analizlerinin yanı sıra, histolojik incelemeler ve PCR ile endoplazmik retikulum (ER) stres belirtileri değerlendirilmiştir. Ayrıca, Transmission Elektron Mikroskobu (TEM) kullanılarak kalp hücrelerindeki değişiklikler, lipid birikimi, ER ve mitokondri yapısındaki değişiklikler incelenmiştir. Bulgular: HFD ile beslenen sıçanlarda, normal diyetle beslenenlere kıyasla anlamlı düzeyde kilo artışı gözlenmiştir (206±43 gr. vs. 287±61gr, p<0.001). TEM incelemelerinde, HFD ile beslenip ilaç almayan grupta LD sayısında belirgin bir artış tespit edilmiştir. HFD ile beslenenlerde pioglitazon tedavisi, LD sayısını önemli ölçüde azaltmıştır. HFD ile beslenip ilaç almayan grupta, ER yapısında bozulma, mitokondri zarında deformasyon, krista düzensizlikleri, mitokondriyal şişme ve hücrelerde belirgin dejenerasyon bulguları gözlenmiştir. Ayrıca bu grupta hücresel arası mesafelerde ciddi bir inflamasyon saptanmıştır. Pioglitazon tedavisi, bu bozuklukları kısmen düzeltmiştir. PCR analizlerinde, HFD ile beslenen sıçanlarda ER stres belirteçlerinde belirgin bir artış saptanmıştır. Ancak, pioglitazon tedavisi alan grupta bu stres belirteçlerinin anlamlı düzeyde azaldığı görülmüştür. Sonuç: HFD ile beslenme, kalp hücrelerinde LD miktarında belirgin bir artışa, hücresel dejenerasyona, ER ve mitokondri yapılarında bozulmaya, hücreler arası mesafede belirgin inflamasyon artışına, ER stres belirteçlerinde yükselmeye yol açmıştır. Pioglitazon tedavisi, bu hücresel yapısal değişiklikleri kısmen düzeltmiş, hücreler arası inflamasyonu azaltmış ve ER stres belirteçlerini anlamlı şekilde iyileştirmiştir. Bu bulgular, pioglitazonun obezite kaynaklı kardiyak steatoz tedavisinde hücresel değişiklikleri düzeltme, ER stresini ve lipid birikimini azaltma potansiyeline sahip umut verici bir tedavi ajanı olabileceğini göstermektedir.

Abstract Introduction and Objective: Obesity is a global health issue that significantly increases the risk of metabolic and cardiovascular diseases. These complications are generally associated with ectopic fat accumulation within tissues. In our study, we aimed to investigate the development of obesity-related cardiac steatosis in an obese rat model and to investigate the effects of pioglitazone treatment on this process. Materials and Methods: The study was conducted on rats fed a high-fat diet (HFD) to establish an obesity model. Pioglitazone was administered to the experimental groups via gavage, and the results were compared with the control groups. Anthropometric measurements, serum analyses, and histological evaluations were conducted, and PCR analysis was utilized to assess markers of endoplasmic reticulum (ER) stress. Additionally, Transmission Electron Microscopy (TEM) was employed to investigate cellular alterations in cardiac cells, including lipid accumulation and structural changes in the ER and mitochondria. Results: In rats fed a HFD, a significant weight gain was observed compared to those fed a normal diet (206±43 g vs. 287±61 g, p<0.001). TEM analysis revealed a marked increase in the number of lipid droplets in the HFD-fed untreated group. Pioglitazone treatment significantly reduced the number of lipid droplets in HFD-fed rats. In the HFD-fed untreated group, structural disruptions in the ER, mitochondrial membrane deformation, cristae irregularities, mitochondrial swelling, and marked cellular degeneration were observed. Additionally, severe inflammation in the intercellular spaces was identified in this group. Pioglitazone treatment ameliorated these structural abnormalities. PCR analyses showed a significant increase in ER stress markers in the HFD-fed group. However, these markers were significantly reduced in the pioglitazone-treated group. Conclusion: HFD feeding resulted in a significant increase in the number of lipid droplets within cardiac cells, cellular degeneration, disruptions in the structures of the ER and mitochondria, increased intercellular inflammation, and elevated ER stress markers. Pioglitazone treatment ameliorated these cellular structural alterations, reduced intercellular inflammation, and significantly improved ER stress markers. These findings suggest that pioglitazone may serve as a promising therapeutic agent for the treatment of obesity-induced cardiac steatosis by mitigating cellular alterations, reducing ER stress, and decreasing lipid accumulation.