Sophora alopecuroides'in farklı ekstraktlarının oksidatif strese dayalı hepatotoksisite mekanizması üzerine çalışma
Sophora alopecuroides L. Fabaceae familyasına ve Sophora cinsine aittir. 1977 yılında Çin Halk Cumhuriyeti Farmakopesi'ne dahil edilmiştir ve Gansu, İç Moğolistan ve Ningxia gibi eyaletlerde geleneksel Çin tıbbı bitki kaynaklarının ve ekolojik bitki örtüsünün önemli bir bileşenidir. Kudou fasulyesi ısıyı temizleme, detoksifiye etme ve nem alma işlevlerine sahiptir. Alkaloidler, flavonoidler ve şekerler, gastrointestinal hastalıklar üzerinde iyi terapötik etkilere sahip olan ana aktif bileşenlerdir. Wang ve arkadaşları, Sophora alopecuroides'teki alkaloidlerin esas olarak antioksidan, antiparazitik ve antibakteriyel aktivitelerde önemli rol oynayan kinolonlar olduğunu bulmuşlardır. Çalışma, Sophora alopecuroides'in flavonoidlerinin hepatit B virüsü üzerinde belirli bir antagonistik etkiye sahip olduğunu bulmuştur. Şu anda, iç pazarda ekolojik çevre koruma, karakteristik ürün geliştirme ve bölgesel kalkınmaya odaklanan bir acı fasulye bitkisi endüstrisi zinciri oluşturulmuştur.

Geleneksel uygulamalarda, acı fasulye toksisitesi nedeniyle hiçbir zaman dikkat çekmemiştir. Son yıllarda, ilaca bağlı karaciğer hasarı Çin'de ikinci en büyük bulaşıcı olmayan karaciğer hastalığı ve Avrupa ve Amerika ülkelerinde akut karaciğer yetmezliğinin önde gelen nedeni haline gelmiştir ve vakaların 60%'sini oluşturmaktadır. Geleneksel Çin tıbbının neden olduğu hepatotoksisite ile ilgili klinik vaka raporları giderek artmaktadır ve potansiyel toksisitesi hem yurt içinde hem de uluslararası alanda sıcak bir araştırma konusu haline gelmiştir. İlk akut toksisite deneyleri, Sophora alopecuroides ekstraktının sıçan karaciğeri için belirli toksisiteye sahip olduğunu bulmuştur. Vücutta metabolizma ve detoksifikasyon için ana organ olan karaciğerin toksisitesinin incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Şu anda, Sophora alopecuroides'in neden olduğu karaciğer toksisitesinin spesifik mekanizması hala belirsizdir. Bu nedenle, bu çalışmada su kaynatma (WD), su ultrasonu (WU), etanol geri akış (ER) ve etanol ultrasonu (EU) olmak üzere dört ekstraktın uygulamadan sonra sıçanların genel davranışları, doku morfolojisi ve oksidatif stres göstergeleri üzerindeki etkilerini gözlemlemek için subakut toksisite deneyleri yapılmıştır. Uygulamadan sonra sıçanların serumundaki aspartat aminotransferaz (AST) ve alanin aminotransferaz (ALT) içeriğinin yanı sıra indirgenmiş glutatyon (GSH), süperoksit dismutaz (SOD) ekspresyonu ve dağılımı, malondialdehit (MDA) ve karaciğerdeki nükleer faktör eritroid 2 ile ilişkili faktör 2 (Nrf2), heme oksijenaz-1 (HO-1), SOD1 ve SOD2 proteinleri, Sophora alopecuroides'in sıçanlar üzerindeki etkilerini araştırmak için ölçülmüştür. Farelerdeki hepatotoksisite mekanizması, Sophora alopecuroides ile ilgili klinik temel araştırmalar için bilimsel veri ve referans sağlamaktadır.

Karaciğer katsayısındaki değişim, karaciğer lezyonlarının önemli bir göstergesi olabilir. Sophora alopecuroides'in farklı ekstrelerinin uygulanmasından sonra, sıçanların karaciğer katsayısı önemli ölçüde artmıştır. Karaciğer katsayısındaki artış, karaciğerin ödem ve inflamasyon gibi reaksiyonlara maruz kalabileceğini düşündürmektedir. Karaciğer dokusunun patolojik gözlemi, karaciğer hücrelerinde nekroz ve inflamatuar hücrelerde artış olduğunu ortaya koymuştur. ALT ve AST için karaciğer hasarı duyarlılık göstergelerinin tespiti yoluyla, her gruptaki sıçanların serumundaki ALT ve AST seviyelerinin farklı ekstraktların uygulanmasından sonra değişen derecelerde arttığı bulunmuştur. Bu durum, Sophora alopecuroides ekstraktının uzun süreli uygulamasının karaciğer fonksiyonlarında hasara neden olabileceğini göstermektedir ki bu da literatür raporlarıyla tutarlıdır. Sophora alopecuroides'in farklı ekstraktlarının karaciğer toksisitesini daha fazla araştırmak için, bu makale karaciğerin mikroskobik morfolojik gözlemlerini yapmış ve sıçan karaciğer mitokondrilerinin şiştiğini, hatta kristaların kaybolduğunu ve belirgin otofaji sergilediğini bulmuştur. Bunlar arasında otofaji, yabancı maddeleri ortadan kaldırmak ve olumsuz dış faktörlere yanıt vermek için vücudun verdiği bir yanıttır. Sophora alopecuroides özütünün uygulanmasından sonra, sıçanların karaciğerinde önemli ölçüde otofaji meydana gelmiştir. Otofajinin bazal seviyeleri hücreler üzerinde koruyucu bir etkiye sahiptir, ancak aşırı otofaji otofajik hücre ölümüne neden olabilir ve hatta hastalığın ilerlemesini hızlandırabilir. Bu arada, Ravanan ve arkadaşları otofajiyi inhibe etmenin NF κ B yolunun neden olduğu enflamatuar yanıtı azaltabileceğini göstermiştir. Sophora alopecuroides'in farklı ekstraktlarının uygulanmasından sonra, sıçan karaciğerindeki otofaji derecesi artmıştır, bu da Sophora alopecuroides'in otofajiyi artırarak karaciğer toksisitesini hızlandırmasından kaynaklanıyor olabilir.

Mitokondri, hücrelerin enerji metabolizması merkezleridir ve hücre çoğalması, genetik bilgi aktarımı, bağışıklık düzenlemesi, hücre büyüme döngüsü düzenlemesi, apoptoz ve diğer süreçlerde önemli roller oynar. Aynı zamanda hücrelerin ROS benzeri maddeler üretmesi için kilit bir bölgedir ve mitokondriyal hasar ve işlev bozukluğu vücutta metabolik anormalliklere ve organ işlev bozukluğuna neden olabilir. Bu nedenle, mitokondriyal hasar da karaciğer toksisitesinin önemli bir nedeni olabilir. Morfolojik gözlem yoluyla, bu çalışma, Sophora alopecuroides'in farklı ekstraktlarının uygulanmasından sonra, sıçan karaciğer mitokondrisinin şiştiğini ve hatta özellikle WD grubunda kristaların kaybolduğunu bulmuştur. Bunun nedeni, ROS serbest radikal üretiminde artışa yol açan ve sonuçta vücutta organ işlev bozukluğuna neden olan mitokondriyal hasar olabilir. Bu çalışma, MDA, GSH, SOD gibi ilgili oksidatif stres göstergelerini ölçerek sıçan karaciğer toksisitesi ile oksidatif stres arasında önemli bir korelasyon bulmuştur. Sophora alopecuroides'in farklı ekstraktları, uygulamadan sonra dişi ve erkek sıçanlarda oksidatif stres göstergelerinde değişen derecelerde önemli değişikliklere neden olabilir ve boş gruba kıyasla MDA'da önemli bir artış ve SOD'da önemli bir azalma olabilir. MDA, lipid peroksidasyonunun nihai ürünüdür ve lipid peroksidasyonunun derecesini ve dolayısıyla karaciğer hücresi hasarının derecesini yansıtabilir. Normal şartlar altında, SOD süperoksiti H2O2'ye, CAT H2O2'yi H2O'ya dönüştürebilir ve GSH, H+ sağlayarak, vücuttaki süperoksit iyonlarını ve diğer serbest radikalleri temizleyerek ve böylece karaciğer hücresi hasarını önleyerek serbest oksijen radikallerinin toksisitesine doğrudan karşı koyabilir. Aslında, oksidatif stres kolit, ateroskleroz ve Alzheimer hastalığı gibi birçok hastalığın patogenezinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışma, acı fasulyenin karaciğer hasarına neden olduğu ana mekanizmanın oksidatif stres olduğunu bulmuştur.
Nrf2 sinyal yolu, vücuttaki oksidatif stres ve antioksidan aktivite için ana yoldur. Normal koşullar altında, Nrf2 esas olarak Keap1'e bağlanarak sitoplazmada bulunan ve hücresel homeostazı korumak için düşük seviyede tutulan bir kompleks oluşturur. Vücut, ilaç uyarımı ve serbest oksijen radikallerinin varlığı gibi dış uyaranlara maruz kaldığında, Nrf2 ve Keap1 tarafından oluşturulan kompleks ayrılır ve Nrf2 proteini birikerek çekirdeğe taşınır. Çekirdekte, Nrf2 antioksidan yanıt elementi ARE'ye bağlanarak aşağı akış antioksidan proteinleri HO-1 ve SOD1'in ekspresyonunu indükler. SOD2 esas olarak mitokondride dağılır ve mitokondriyal ortamın stabilitesini korumak için serbest oksijen radikallerini temizleyen anahtar bir proteindir. Aktivitesi vücuttaki ROS değişiklikleri ile değişir. HO-1 ve SOD1 bilirubin, CO ve Fe2+ üretmek için hemoglobinin parçalanmasını katalize edebilir ve bunların hepsi pozitif antioksidan etkiler gösterebilir. Zn SOD olarak da bilinen SOD2, süperoksit anyonlarını temizleyebilir. Western blot sonuçları, WD, WU ve EU ekstraktlarının uygulanmasından sonra erkek sıçanların karaciğerinde Nrf2 protein ekspresyonunda boş gruba kıyasla anlamlı bir fark olduğunu göstermiştir. HO-1 protein ekspresyonu, uygulamadan sonra dört ekstrakt grubunda da önemli ölçüde azalmıştır (P<0.05, bkz. Şekil 6). SOD1 protein ekspresyonu dişi sıçanların karaciğerinde önemli ölçüde azalırken, WD ve ER grupları en belirgin olmak üzere erkek sıçanların karaciğerinde de azalma eğilimi göstermiştir (P<0,05). SOD2 protein ekspresyonu erkek sıçanların karaciğerinde önemli ölçüde azalırken, dişi sıçanların her grubunda artan bir eğilim göstermiş ve WD, WU ve ER'de boş gruba kıyasla önemli farklılıklar göstermiştir. Erkek ve dişi sıçanlar arasındaki göstergelerin değişiminde farklılıklar olmasına rağmen, her ikisi de sıçanların karaciğer oksidatif stres göstergelerini etkileyerek karaciğer toksisitesine neden olabilir. Dişi sıçanlar, oksidatif stres altında iç dengeyi korumak için telafi edici mekanizmalar yoluyla antioksidan işlevi geri kazanabilir. Akut toksisite deneylerinin erken aşamasında, erkek farelerin farklı ekstraktların toksisitesine karşı daha duyarlı olduğu, daha yüksek ölüm oranına sahip olduğu ve erkek ve dişi sıçanların fizyolojik yapılarının farklı olduğu, bunun da erkek ve dişi sıçanlar arasında çeşitli göstergelerde belirli farklılıklara yol açabileceği bulunmuştur. Chen ve arkadaşları da fare ve sıçanlarda altın demir kilidi ekstresi üzerinde akut ve subakut toksisite deneyleri yaparken erkek ve dişi sıçanlar arasındaki göstergelerde önemli farklılıklar bulmuştur.
Özetle, Sophora alopecuroides ekstresi, esas olarak Nrf2/HO-1 yolağındaki ilgili proteinleri düzenleyerek vücutta oksidatif strese yol açarak karaciğer toksisitesine neden olabilir.