|
اثر حفاظتی کونژگه دکستران - کورکومین بر اختلال حافظه در مدل حیوانی ایسکمی مغزی فراگیر
|
هما طالبی1  ، اکبر حاجی زاده مقدم* 2، صدیقه خانجانی جلودار3 |
1- گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران
2- دانشکده بیوتکنولوژی و علوم زیستی، دانشگاه شهید بهشتی ، a.hajizadeh@umz.ac.ir
3- دانشکده بیوتکنولوژی و علوم زیستی، دانشگاه شهید بهشتی |
|
| واژه‌های کلیدی: ایسکمی مغزی فراگیر، دکستران، کورکومین، اختلال حافظه. |
|
|
متن کامل [PDF 724 kb]
(1031 دریافت)
| چکیده (HTML) (4140 مشاهده)
|
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي |
موضوع مقاله:
فیزیولوژی
دریافت: 1397/3/6 | پذیرش: 1397/5/20 | انتشار: 1397/9/24
|
|
|
|
|
|
|
متن کامل: (783 مشاهده) |
مقدمه
سکته مغزی بهعنوان پنجمین علت مرگ و دلیل اصلی ناتوانی جسمی و روحی در جهان است. سکته مغزی با عوارض مختلفی همچون اختلالات حرکتی و شناختی همراه می‌باشد (2-1). این بیماری ناشی از کاهش جریان خون به مغز بوده که به‌طور عمده به‌واسطه ترومبوز القا میشود. همچنین 5 دقیقه پس از ایسکمی مغزی به دلیل محرومیت سلول‌ها از اکسیژن و گلوکز، استرس اکسیداتیو و التهاب عصبی رخ می‌دهد (3-2). ایسکمی مغزی منجر به فعال شدن میکروگلیا و آزادسازی سیتوکین‌های التهابی مانند اینترلوکین - یک بتاIL-1β) ) و فاکتور نکروز توموری (TNF-α) از میکروگلیا و نورون‌ها میشود.
در طول دهه گذشته، درمان‌های بالینی باعث کاهش مرگ‌و‌میر در مراحل اولیه سکته مغزی شده است، اما اختلالات شناختی همچنان عواقب نامطلوبی را بر کیفیت زندگی بیماران دارد. سلول‌های ناحیه هیپوکامپ که نقش مهمی در شکل‌گیری حافظه ایفا میکنند، نسبت به ایسکمی مغزی بسیار آسیب‌پذیرند. سیتوکین‌های تولیدشده در ایسکمی مغزی منجر به از دست رفتن سلول‌های هرمی در بخش CA1 هیپوکامپ میگردد. همچنین خون‌رسانی مجدد باعث تولید گونه‌های واکنش‌دهنده اکسیژن (ROS) و آسیب سلول‌های نورونی میشود. اختلال حافظه و یادگیری، ممکن است ناشی از افزایش ROS و کاهش سطح آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی و غیرآنزیمی در هیپوکامپ باشد (7-4). کورکومین (1 و 7- بیس (4- هیدروکسی -3- میتوکسی فنیل)-1 و 6 هپارین- 3 و 5 - دیون) یکی از اجزای اصلی ریزوم Curcuma longa و پلی‌فنولی آنتی‌اکسیدانی است که امروزه بهعنوان عامل امیدوارکننده برای پیشگیری از سکته مغزی پیشنهاد شده است (8-7). اثرات محافظتی کورکومین شامل اثرات ضداکسیداتیو، ضدالتهابی و نوروژنز است. مطالعات متعدد در مدل‌های تجربی نشان داده‌اند کورکومین در غلظت‌های بالا می‌تواند از مغز در برابر ایسکمی محافظت کند. همچنین پیشگیری از سکته مغزی و درمان بعد از وقوع آن با کورکومین به‌طور مؤثر سبب کاهش حجم آسیب مغزی و بهبود رفتارهای حرکتی میشود (9-7).
با وجود خواص درمانی کورکومین، حلالیت پایین و محدودیت دسترسی زیستی آن، مانع توسعه کاربرد بالینی کورکومین شده است (12-10). فراهمی زیستی پایین کورکومین به سه عامل حلالیت آبی پایین، جذب ضعیف و تبدیل متابولیک وسیع مولکول آن بستگی دارد. طبیعت لیپوفیلی کورکومین نیز یکی از عوامل مهم برای جذب رودهای پایین آن می باشد؛ به‌طوری‌که مطالعات پیشین گزارش داده‌اند عمده حجم کورکومین مصرفی در کبد متابولیزه و متعاقب آن به کنگوات‌ها و متابولیت‌های دفعی تبدیل میگردد و در نهایت، 75% کورکومین خوراکی در جوندگان دفع میشود (13-8-7). ترکیبات پلیمری دارای ویژگی‌های مطلوبی مانند بهبود حلالیت در آب، همچنین افزایش اثربخشی درمانی می‌باشند. امروزه، پلی‌ساکاریدهای طبیعی به‌علت مزیت برجسته آن‌ها در سیستم تحویل دارو، مورد توجه محققین قرار گرفته‌اند. دکستران پلی‌ساکاریدی محلول در آب است که از پیوندهای گلیکوزیدی بین مولکول‌های گلوکز تشکیل میشود و بهعنوان حامل پلیمری در تحویل دارو مورد استفاده قرار می‌گیرد (8). از ویژگی‌های قابل‌ذکر دکستران بهعنوان سیستم حامل دارو می‌توان به تحویل بهینه و در نتیجه حداکثر اثر درمانی داروها اشاره کرد (15-14). مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر کورکومین و کونژگه دکستران - کورکومین بر اختلال حافظه و حجم آسیب مغزی در مدل حیوانی ایسکمی مغزی فراگیر انجام شد.
روش بررسی
در این مطالعه تجربی، 35 سر موش صحرایی نر نژاد ویستار (در محدوده وزنی 250-200گرم) از مرکز حیوانات دانشگاه علوم پزشکی بقیه‌اله تهران خریداری شد. حیوانات در شرایط استاندارد (دوره روشنایی و تاریکی 12 ساعته و دمای 3±24 درجه سانتیگراد) بدون محدودیت دسترسی به آب و غذا نگهداری شدند. تمامی آزمایش‌ها براساس منشور اخلاق زیستی کار با حیوانات آزمایشگاهی مصوب در دانشگاه مازندران (با کد R.UMZ.REC.1397.008) انجام شد.
برای ساخت کونژگه دکستران - کورکومین 5/0 گرم دکستران در آب مقطر حل گردید، سپس 1 میلی‌لیتر H2O2 و 4/1 میلی‌مول اسید آسکوربیک در دمای اتاق به آن افزوده شد. پس از گذشت 2 ساعت، کورکومین به مخلوط مذکور اضافه گردید. سپس، در غشای دیالیز به مدت 48 ساعت قرار گرفت. مخلوط حاوی دکستران – کورکومین در دمای 40- درجه سانتیگراد منجمد گردید.
حیوانات مورد مطالعه به‌صورت تصادفی به پنج گروه هفت تایی تقسیم شدند: گروه کنترل که تیمار نشدند؛ گروه کنترل مثبت که کورکومین را روزانه به مدت یک‌ماه به‌صورت خوراکی(گاواژ) دریافت کردند؛ گروه ایسکمی که مدل ایسکمی مغزی در آن‌ها القا شد و روزانه با آب مقطر به مدت یک ماه گاواژ شدند؛ گروه ایسکمی پیش‌تیمارشده با کورکومین که قبل از القای مدل به مدت یک‌ماه با کورکومین (دوز 15 میلی‌گرم برکیلوگرم وزن بدن) تیمار شدند و گروه ایسکمی پیش‌تیمارشده با کونژگه دکستران - کورکومین که قبل از القای مدل ایسکمی به مدت یک ماه روزانه با دکستران_کورکومین (دوز 15 میلی‌گرم برکیلوگرم وزن بدن کونژوگه) تیمار شدند.
برای ایجاد مدل ایسکمی فراگیر، حیوانات با تزریق داخل صفاقی مخلوطی از کتامین و زایلازین بیهوش شدند و با برش طولی به اندازه یک سانتی‌متر در ناحیه زیر گردن در هر طرف، به مدت 5 دقیقه انسداد شریان‌های کاروتید انجام شد. در ادامه، گیره‌ها به مدت 10 دقیقه برداشته شدند تا جریان خون برقرار شود، مجدداً به مدت 5 دقیقه شریان‌ها بسته شدند که در نهایت گردش خون در هر دو شریان کاروتید برقرار گردید (2). به‌منظور تعیین میزان اختلال در حافظه 48 ساعت بعد از القای مدل ایسکمی، تست رفتاری شناسایی شی جدید انجام شد. به‌طور خلاصه، این تست شامل سه مرحله عادت، آشنایی و تست اصلی است. حیوانات در روز اول برای عادت با محیط، 5 دقیقه درون محفظه خالی قرار گرفتند و در روز بعد، مرحله آشنایی با قرار دادن موش‌ها به‌مدت 5 دقیقه درون محفظه حاوی دو شی یکسان انجام شد. برای تست حافظه بلندمدت، 24 ساعت بعد از مرحله آشنایی حیوانات به مدت 5 دقیقه در حضور یک شی آشنا (A) و یک شی متفاوت (B) کاوش را انجام دادند. مسافت طی‌شده جهت لمس شی جدید و قدیم بهعنوان پارامتر فعالیت حرکتی ثبت شد و نسبت جستجو بهعنوان شاخص تشخیص با استفاده از فرمول زیر محاسبه گردید (16).
پس از ارزیابی اختلالات شناختی، حیوانات بیهوش شدند و بعد از انجام رپرفیوژن قلبی، بافت مغز خارج، سپس با استفاده از ماتریکس مغزی برش‌های عرضی (Coronal) به ضخامت 2 میلی‌متر برای رنگ‌آمیزی در محلول 2% تری فنیل تترازولیوم کلراید (TTC, Sigma) قرار گرفت. در این رنگ‌آمیزی ناحیه ایسکمی‌شده به رنگ سفید و نواحی سالم به رنگ قرمز درمی‌آید. برش‌ها برای تثبیت شدن به مدت 24 ساعت در فرمالین 10% بافر شده قرار گرفتند و با استفاده از نرم‌افزار (J Image) سطح ناحیه ضایعه‌دیده در قسمت‌های مختلف مغز به‌صورت جداگانه و برحسب میلی‌متر مربع برای هر قطعه اندازه‌گیری شد. میزان حجم آسیب براساس درصد حجم کل ناحیه آسیب‌دیده به حجم کل مغز محاسبه گردید (17،18). داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 20، آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه و آزمون توکی تجزیه و تحلیل شدند. سطح معنی‌داری، کمتر از ٠٥/٠ در نظر گرفته شد. نتایج به‌صورت Mean±SDبیان شدند و برای رسم نمودارها از نرم‌افزار سیگما پلات استفاده گردید.
یافته‌ها
در آزمون شناسایی شی جدید، شاخص تشخیص در گروه کنترل مثبت اختلاف معنی‌داری با گروه کنترل نشان نداد؛ درحالی‌که این شاخص در گروه ایسکمی نسبت به گروه کنترل، کاهش معنی‌داری نشان داد (01/0>p). همچنین در گروه‌های پیش‌تیمارشده با کورکومین و کونژگه دکستران - کورکومین به ترتیب با 05/0>p و 01/0>p نسبت به گروه ایسکمی در شاخص تشخیص، افزایش معنی‌داری مشاهده گردید (نمودار شماره 1)
نمودار شماره 1: بررسی تأثیر کورکومین و کونژگه دکستران - کورکومین بر شاخص تشخیص در آزمون شناسایی شی جدید (n=7, Mean ± SD) 01/0>p ** در مقایسه با گروه کنترل، 05/0>p + و 01/0>p ++ در مقایسه با گروه ایسکمی.
در این آزمون مسافت طی‌شده بهعنوان پارامتر کاوشگری در گروه کنترل مثبت در مقایسه با گروه کنترل، اختلاف معنی‌داری نشان نداد؛ درحالی‌که این پارامتر در گروه ایسکمی نسبت به گروه کنترل، کاهش معنی‌داری نشان داد (05/0>p). همچنین پارامتر کاوشگری نه تنها در گروه کونژوگه دکستران – کورکومین نسبت به گروه ایسکمی افزایش معنی‌داری نشان داد (01/0>p)؛ بلکه در مقایسه با کورکومین نیز این افزایش معنی دار (05/0>p) مشاهده گردید (نمودار شماره 2).
نمودار شماره 2: بررسی اثرات کورکومین و کونژگه دکستران - کورکومین برپارامتر کاوشگری در آزمون شناسایی شی جدید (n=7, Mean ± SD).
05/0>p * در مقایسه با گروه کنترل، 01/0>p++ در مقایسه با گروه ایسکمی و 05/0>#p در مقایسه با گروه کورکومین.
در ارزیابی حجم آسیب مغزی، گروه ایسکمی در مقایسه با گروه کنترل در میزان حجم آسیب، افزایش معنی‌داری نشان داد (001/0>p)؛ درحالی‌که حجم آسیب مغزی در گروه‌های پیش‌تیمارشده با کورکومین و کونژگه دکستران – کورکومین، کاهش معنی‌داری در مقایسه با گروه ایسکمی یافت (001/0>p). همچنین پیش‌تیمار با کونژگه دکستران – کورکومین نسبت به کورکومین سبب کاهش معنی‌دار حجم آسیب مغزی گردید (05/0>p) (نمودار شماره 3 و شکل).
نمودار شماره 3: بررسی اثرات کورکومین و کونژگه دکستران- کورکومین بر حجم آسیب مغزی (n=7, Mean ± SD).
001/0>p ***در مقایسه با گروه کنترل، 001 /0>p +++ در مقایسه با ایسکمی و 05/0>p # در مقایسه با گروه کورکومین.
شکل : اثرات کورکومین و کونژگه دکستران- کورکومین بر حجم آسیب مغزی.
بحث
کورکومین به عنوان ترکیب طبیعی در صنعت دارو و غذا استفاده میشود. پتانسیل درمانی این ترکیب در بسیاری از بیماری‌های عصبی و سرطان گزارش شده است. مطالعات نشان می‌دهند کورکومین می‌تواند از مغز در برابر آسیب‌های ناشی از ایسکمی محافظت کند. در مطالعه حاضر، مصرف کورکومین توانست منجر به کاهش حجم سکته و بهبود اختلالات یادگیری ناشی از ایسکمی گردد. در راستای این مطالعه، Shimatsu و همکاران گزارش کردند مصرف کورکومین سبب بهبود انعطاف‌پذیری شریان وکاهش میزان آسیب مغزی ناشی از ایسکمی میشود
(20-19). Alcantra و همکاران نیز در سال 2017 نشان دادند درمان با کورکومین (دوز 50 میلی‌گرم برکیلوگرم) پیش و پس از سکته مغزی فراگیر به‌طور مؤثری باعث کاهش حجم انفارکتوس، کاهش آسیب مغزی و بهبود رفتارهای حرکتی میگردد (21). Wu و همکاران در سال 2017 دریافتند ترکیب کورکومین با امگا -3 سبب محافظت از نورون‌های هیپوکامپی، بهبود توانایی یادگیری و حافظه میشود، همچنین کورکومین می‌تواند با حذف رادیکال‌های آزاد مانع وقوع استرس اکسیداتیو و پراکسیداسیون لیپیدی در این نورون‌ها شود (22). Chen و همکاران نیز در سال 2017 نشان دادند کورکومین به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای از افزایش Bax و کاسپاز-3 جلوگیری کرده و مانع کاهش در سطح Bcl-2 میشود؛ در نتیجه دارای اثرات محافظتی در برابر آپوپتوز نورون و فعال‌سازی Bax در ایسکمی مغزی است (23). مطالعات پیشین روی مدل‌های مختلف سکته نشان داد کورکومین عملکرد حفاظت نورونی خود را از طریق خواص آنتی‌اکسیدانی، تنظیم آپاپتوز سلولی و افزایش نورون‌زایی اعمال می‌کند (8).
در این مطالعه مصرف کونژگه دکستران - کورکومین به‌طور مؤثرتری نسبت به کورکومین، میزان آسیب در نواحی قشر و زیرقشری مغز را کاهش داد و سبب بهبود اختلال حافظه القاشده با ایسکمی گردید. دکستران به دلیل دارا بودن تراکم بالای گروه‌های هیدروکسیل و توانایی ترکیب شدن با داروها و پروتئین‌ها سبب بهبود حلالیت، افزایش زمان گردش و تثبیت عوامل درمانی میشود. در راستای مطالعه حاضر،Wu و همکاران در سال 2017 نشان دادند ترکیب دکستران با کورکومین به‌صورت کونژگه به دلیل هیدروفیل بودن، سبب سازگاری و پایداری کورکومین در محیط بدن میشود (11).Mitra و همکاران نیز گزارش دادند کونژگه دکستران - دوکستروبیسین با زیست سازگاری بالاتر، عوارض کمتری در درمان سلول‌های سرطانی دارد (24). Vittorio و همکاران با استفاده از کونژگه دکستران - کتچین جهت درمان آدنوکارسینومای پانکراس، گزارش کردند این کونژگه منجر به کاهش سمّیت کتچین در دوزهای مصرفی بالا شده و اثرات بهبودی را اعمال می‌کند (25).
نتیجه‌گیری
نتایج این مطالعه نشان داد غلظت پایین کونژگه دکستران - کورکومین به طور مؤثرتری نسبت به کورکومین، سبب بهبود اختلالات یادگیری شناختی و حجم آسیب بافتی ناشی از ایسکمی مغزی فراگیر میشود.
|
|
| ارسال پیام به نویسنده مسئول |
|
|
|
| ارسال نظر درباره این مقاله |
|
|
|
