دوره 16، شماره 8 - ( آبان 1401 )
جلد 16 شماره 8 صفحات 653-640 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Ethics code: IR.Shahed.REC.1396.15
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Jafari A, Joneidi E, Roghani M. The Protective Effect of Berberine Against Memory Impairment Induced by Intrahippocampal Injection of Aluminium Chloride in Rats. Qom Univ Med Sci J 2022; 16 (8) :640-653
URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-3443-fa.html
URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-3443-fa.html
جعفری عاطفه، جنیدی انسیه، روغنی مهرداد. اثر حفاظتی بربرین در نوروتوکسیسیته القاشده با تزریق داخل هیپوکمپی کلرورآلومینیوم در موش صحرایی. مجله دانشگاه علوم پزشکی قم. 1401; 16 (8) :640-653
عاطفه جعفری1 
، انسیه جنیدی2 ، مهرداد روغنی* 3
، انسیه جنیدی2 ، مهرداد روغنی* 3
1- گروه پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران.
2- گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد، تهران، ایران
3- مرکز تحقیقات نوروفیزیولوژی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران ،mehjour@yahoo.com
2- گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد، تهران، ایران
3- مرکز تحقیقات نوروفیزیولوژی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران ،
واژههای کلیدی: آلومینیوم، بربرین، سندرم سمیت عصبی، حافظه، استرس اکسیداتیو
متن کامل [PDF 6242 kb]
(208 دریافت)
| چکیده (HTML) (448 مشاهده)
متن کامل: (175 مشاهده)
مقدمه
فلزات سنگین و تجمع آنها در زنجیرههای غذایی یکی از اصلیترین معضلات زیستمحیطی و بهداشتی جوامع مدرن است و سلامت انسان، حیوانات و گیاهان را به خطر انداخته است. مشکل مسمومیت با فلزات سنگین یک مشکل همهگیر بوده و تقریباً در تمامی کشورها چه توسعهیافته و چه درحالتوسعه به چشم میخورد و جان بسیاری از انسانها را به خطر انداخته است [1]. بیماریهای ناشی از مسمومیت با فلزات سنگین به دفعات گزارش شده است [1، 2]. آلومینیوم در کنار سرب از آلایندههای محیطی میباشد. ترکیبات آلومینیوم، نوروتوکسیک هستند و بهطور تجربی مشخص شد سبب دژنرسانس عصبی میشوند؛ گرچه مکانیسم این عمل بهخوبی شناخته نشده است [2].
آلومینیوم توسط پروتئین انتقالدهنده آهن منتقل میشود. ترانسفرین با باندشدن به رسپتورهای ترانسفرین وارد مغز میشود. قرارگرفتن مغز در معرض آلومینیوم ممکن است تغییرات نامطلوب مرتبط با سن را در مغز تشدید کند و درنتیجه میتواند سبب پیشرفت دژنرسانس عصبی شود. آلومینیوم دارای توانایی ایجاد نوروتوکسیسیته توسط مکانیسمهای زیادی است؛ ازجمله افزایش تولید و تجمع پپتیدهای آمیلویید نامحلول آبتا و tau هایپرفسفوریله. آلومینیوم سبب تغییرات تطابقی در پروتیین آبتا بهصورت افزایش تجمع و نفوذ میشود و سبب پیشرفت تصاعدی دژنراسیون و مرگ سلول عصبی میشود. پلاکهای مرتبط با سن توسط رسوبات مغزی از فیبرهای آبتا تولید شدهاند. همچنین آلومینیوم تاحدی کار انتقالدهندههای عصبی کولینرژیک کورتکس را تقلید میکند [3].
آلومینیوم اثر سمیاش را با تغییر دادن انتقالدهندههای کولینرژیک نشان میدهد که درنهایت در بعضی رفتارهای عصبی منعکس میشود. اعتقاد براین است که اختلال عملکرد سلولهای عصبی کولینرژیک در درجه اول در پاسخ به نقص شناختی بعد از این توکسیسیته داخل مغزی آلومینیوم است. نورونهای کولینرژیک برخلاف دیگر سلولهای مغزی از استیلکوآ نهتنها برای تولید انرژی بلکه برای سنتز استیلکولین هم استفاده میکنند. بنابراین مهار متابولیسم استیلکوآ با ورود نوروتوکسیکهای مختلف ممکن است بهویژه برای این سلولها مضر باشد. مطالعات آزمایشگاهی نشان دادهاند که استیلکولین استراز یک مارکر عملکرد سیستم عصبی کولینرژیک است که ممکن است به همراه آبتا سبب تجمع رسوب پلاکهای آمیلوییدی در مغز بعد از القا سمیت عصبی با آلومینیوم شود [4].
بربرین در گروه آلکالوئیدهای مشتق از گیاهان نظیر زرشک محسوب میشود و خواص درمانی سودمند آن در بیماریهای مختلف اثبات شده است. در این خصوص، بربرین بهعنوان یک داروی ضدباکتری، ضددرد و مسکن معده و ضدالتهاب معرفی شده است [5، 6]. بهعلاوه، اثرات کاهشدهندگی استرس اکسیداتیو آن و پائینآورندگی قند خون آن قبلاً تأیید شده است [7]. همچنین اثر حفاظت عصبی این ماده نیز تأیید شده است. در این ارتباط، بربرین اثرات مفیدی بر روی سیستم اعصاب مرکزی دارد. نتایج مطالعات حاکی از آن است که بربرین اثرات مثبتی علیه اختلالات افسردگی، دوقطبی و اسکیزوفرنی داشته است و میتواند بهعنوان محافظ عصبی در اختلالات نورودژنراتیو تأثیر بسزایی داشته باشد. بربرین از طریق مهار کولین استراز و مسیر بتاآمیلوئیدی و احتمالاً اثرات آنتی اکسیدانی در پیشگیری از بیماری آلزایمر تأثیرگذار بوده است. مطالعات اخیر حاکی از اثرات ضدتشنجی بربرین نیز بوده است. بهنظر میرسد بربرین با تأثیر بر نوروترنسمیترها ازجمله سروتونین، نیتریک اکساید و انمتیل دیآسپارتات از حمله تشنجی جلوگیری میکند [6، 8].
هدف تحقیق حاضر بررسی اثر حفاظتی بربرین در نوروتوکسیسیته القاشده با آلومینیوم در موش صحرایی میباشد.
روش بررسی
در این تحقیق از موشهای صحرایی نر نژاد ویستار در محدوده وزنی 180-230 گرم به تعداد 32 سر، استفاده شد. موشها از مرکز تکثیر دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی خریداری و در حیوانخانه دانشکده پزشکی شاهد با شرایط روشنایی و تاریکی طبیعی در دمای 22 تا 24 درجه سانتیگراد با دسترسی آزاد به غذا و آب نگهداری شدند. روش کار با حیوانات آزمایشگاهی براساس دستورالعملهای توصیهشده مؤسسه ملی بهداشت آمریکا انجام شد.
در این تحقیق، حیوانات بهصورت تصادفی به 4 گروه یکسان تقسیم شدند که عبارت بودند از:
1-گروه شم یا Sham-operated، در این گروه موشهای سالمی قرار داشتند که بر روی آنها جراحی استریوتاکسیک با تزریق داخل هیپوکامپی نرمال سالین انجام شد؛
2-گروه شم و دریافتکننده بربرین این ماده را به میزان 100 میلیگرم بر کیلوگرم از یک ساعت قبل از جراحی بهطور روزانه تا 1 هفته بعد از جراحی و به فرم خوراکی حلشده در حلال کالیفور دریافت کرد؛
3-گروه Lesion یا AlCl3، در این گروه برای القا نوروتوکسیسیتی، محلول آلومینیوم کلرید حلشده در محلول نرمال سالین به میزان 5 میکرولیتر و با دُز 37 درصد میلیگرم بر کیلوگرم به درون ناحیه هیپوکامپ پشتی بهصورت یکطرفه (سمت چپ) تزریق شد. تزریق بدینصورت انجام شد که به سمت چپ مغز با مختصات
Anteroposterior: -3.5، Lateral: -2 و Deep: -2.8، µl 5 از محلول فوق تزریق شد؛
4- گروه Lesion یا AlCl3 دریافتکننده بربرین که این ماده را به میزان 100 میلیگرم بر کیلوگرم از یک ساعت قبل از جراحی بهطور روزانه تا 1 هفته بعد از جراحی و به فرم خوراکی حلشده در حلال کالیفور دریافت کرد. در زمان جراحی نیز محلول آلومینیوم کلرید را مشابه گروه 3 دریافت کرد. پس از 3 هفته بعد از جراحی و در هفته چهارم، تمامی گروهها مورد آزمایش رفتاری مربوط به یادگیری و حافظه قرار گرفتند.
جراحی استریوتاکسیک
برای انجام جراحی استریوتاکسیک، موشهای صحرایی نر با استفاده از تزریق درون صفاقی کتامین (100 میلیگرم بر کیلوگرم وزن بدن) و زایلازین (20 میلیگرم بر کیلوگرم وزن بدن) بیهوش شدند. پس از تراشیدن موهای سر حیوان، در داخل دستگاه استریوتاکس قرار داده شدند. پوست سر حیوان با استفاده از بتادین ضدعفونی شد و چشم حیوان با استفاده از پمادهای استریل چشمی مرطوب نگهداشته شد. پس از آمادهسازی حیوان، شکافی بر روی پوست سر حیوان ایجاد شد و سطح استخوان جمجمه کاملاً تمیز و خشک شد. در این حالت محل برگما و درز سهمی بهخوبی قابل تشخیص بود. پس از تعیین نقطه برگما در محل تلاقی درز تاجی (محل اتصال استخوانهای آهیانه و پیشانی) و درز سهمی (درز بین استخوانهای آهیانه) مختصات محلهای موردنظر برای تزریق داخل هیپوکامپی تعیین شد. طبق اطلس پاکسینوس مختصاتهای مذکور برابر بودند با:
قدامیخلفی=5/3-، جانبی= 2- و عمق 8/2
پس از علامتگذاری نقاط موردنظر، این نقاط با استفاده از مته دستی سوراخ شدند.
در این مرحله با استفاده از سرنگ هامیلتون تزریق داخل هیپوکامپی انجام شد. تزریق بهگونهای انجام شد که در هر دقیقه 1 میکرولیتر از مایع موردنظر تزریق شد. پس از اتمام تزریق حدود 5 دقیقه سرنگ در مختصات موردنظر باقی ماند تا مایع تزریق شده پس زده نشود. سپس با سرعت 1 میلیمتر در دقیقه سرنگ هامیلتون از محل خود خارج شد. پس از اتمام تزریق، محل جراحی بخیهزده و استریل شد.
آزمایش رفتاری
برای بررسی رفتار اجتنابی (احترازی) غیرفعال، از یک دستگاه به ابعاد 20×80 ×20 سانتیمتر (شاتل باکس) دارای یک محفظه روشن و یک محفظه تاریک استفاده شد. از میلههای فلزی موجود در کف محفظه تاریک برای شوک دادن به پای حیوان استفاده شد. برای اعمال تحریک به محفظه تاریک، از دستگاه استیمولاتور خاص (بهبودپرداز، تهران) استفاده شد. بدینمنظور، تکتحریکی بهشدت 1 میلی آمپر و بهمدت 1 ثانیه اعمال شد. در این مطالعه، روش بررسی رفتار اجتنابی (احترازی) غیرفعال پس از بررسی به شرح زیر بود:
سازش
در این مرحله، قبل از شروع آزمایش، هر حیوان برای 2 روز متوالی حداقل به مدت 5 دقیقه در داخل دستگاه قرار داده شد.
اکتساب
در این مرحله (روز سوم) حیوان در محفظه روشن قرار داده شد و بهمدت 5 دقیقه، این محفظه تاریک نگهداشته شد. در این مدت، درب گیوتینی ارتباطدهنده محفظه روشن و تاریک کاملاً بسته بود. در انتهای دوره، لامپ محفظه روشن و درب گیوتینی باز شد. به محض بازکردن درب، کرونومتر بهکار انداخته شد و مدتزمانی که طول کشید تا حیوان از محفظه روشن به محفظه تاریک برود، یادداشت شد؛ این تأخیر اولیه زمانی با عنوان تأخیر اولیه اطلاق شد (ملاک برای ورود حیوان به محفظه تاریک، عبور اندامهای حرکتی پشتی حیوان از درب ارتباطدهنده 2 محفظه بود). سپس، درب پایین آورده شد و یک تکشوک به حیوان وارد شد. در پایان کار، پس از 1 دقیقه، حیوان به قفس منتقل شد. در ارتباط با این مرحله، موشهای با تأخیر اولیه، بیشتر از 60 ثانیه از آزمایشات حذف شدند.
نگهداری اطلاعات
این مرحله 24 ساعت پس از مرحله دوم در روز چهارم انجام شد. این مرحله مشابه مرحله قبل بود؛ با این تفاوت که زمانیکه حیوان به محفظه تاریک وارد میشد، هیچگونه شوکی را دریافت نمیکرد. در این مرحله، تأخیر در حین عبور اندازهگیری شد. منظور از تأخیر در حین عبور، مدتزمانی است که قبل از آن که حیوان وارد محفظه تاریک شود، در محفظه روشن باقی میماند. زمان قطع آزمایش نیز 300 ثانیه درنظر گرفته شد.
بررسیهای بیوشیمیائی
در پایان کار موشها بهطور عمیق بیهوش شدند و سپس بدون انجام پرفیوژن، سر حیوان توسط گیوتین جدا شد و مغز بهطور کامل از جمجمه خارج شد؛ پس از تهیه بلوک هیپوکمپ سمت چپ، هموژنه بافتی با استفاده از دستگاه هموژنایزر تهیه شد. برای تهیه هموژنه بافتی، ابتدا بلوک توزین شد و سپس به آن بهصورت جداگانه، نرمال سالین 9 درصد متناسب با وزن آنها اضافه و بهمدت 2 دقیقه با دستگاه هموژنایزر با دور 5000 در دقیقه هموژنیزه شد و محلول هموژنیزهشده توسط سانتریفوژ یخچالدار با دور 3000 در دقیقه و بهمدت 5 دقیقه سانتریفوژ شد. برای جلوگیری از تخریب آنزیمها و پروتئینها، تمامی مراحل بالا در دمای 4 درجه سانتیگراد انجام شد. پس از انجام سانتریفوژ، محلول رویی شفاف از بقیه محلول جدا و درون میکروتیوب 2 سیسی جمعآوری شد و از این محلول برای سنجش شاخصها استفاده شد.
سنجش مالون دیآلدئید
اندازهگیری سطح مالون دیآلدئید براساس روشی است که اساس آن واکنش تیوباربیتوریک اسید است. این واکنش در دمای جوش انجام میشود. در این روش، مالون دیآلدئید و یا مواد مشابه آن با تیوباربیتوریک اسید واکنش داده و رنگ صورتی ایجاد میکنند که حداکثر جذب نوری آنها، در طول موج 532 نانومتر است. برای این کار از نمونههای سانتریفوژشده به مقدار 100 میکرولیتر برداشته و به 2 سیسی معرف (شامل 1 سیسی محلول تری کلرو استیک اسید) 20 درصد و 1 سیسی تیوباربیتوریک اسید، 1 درصد اضافه شد. تمامی نمونهها و لولههای استاندارد (فالکونها) را با رقتهای مختلف، بهمدت 80 دقیقه در بنماری آب جوش قرار داده تا واکنش صورت بگیرد. سپس محلولها از بنماری خارج شدند و بعد از سردکردن نمونهها، درون لوله آزمایش ریخته شدند و در دور 3000 بهمدت 5 دقیقه سانتریفوژ و جذب نوری آنها در طول موج 532 نانومتر در دستگاه اسپکتروفتومتر خوانده شد. منحنی استاندارد نیز براساس رقتهای تترا اتوکسی پروپان تهیه شد و جذبهای نوری بهدستآمده از نمونهها بر روی منحنی استاندارد تطبیق داده شد.
سنجش پروتئین بهروش برادفورد
روش زیر برای 1 حجم نمونه 100 میکرو لیتری با استفاده از 5 میلیلیتر معرف رنگ توصیف شده است. این مقدار به 5 تا 200 میکروگرم پروتئین (بستگی به کیفیت رنگ دارد) حساس میباشد. با استفاده از 5 میلیلیتر از معرف رنگ تهیهشده در آزمایشگاه، محدوده حساسیت هنگام سنجش، بین 5 تا 100 میکروگرم پروتئین است. برای تهیه معرف برادفورد، 100 میلی گرم coomassie brilliant blue G-250 در 50 میلیلیتر اتانول 95 درصد حل شد و 100 میلیلیتر فسفریک اسید 85 درصد به آن اضافه شد. وقتی که رنگ کاملاً حل شد، حجم آن را به 1 لیتر رساندیم و قبل از استفاده، محلول مذکور را از صافی کاغذی عبور دادیم. دستگاه اسپکتروفتومتر روشن و آماده شد. درون هر لوله آزمایش، 2 سیسی از محلول معرف برادفورد به اضافه 100 میکرولیتر نمونه را ریختیم و 5 دقیقه در دمای 25 درجه انکوبه کردیم. درنهایت، محلول حاوی نمونه اضافهشده، درون کووت دستگاه اسپکتروفتومتر ریخته شد و جذب نوری نمونهها توسط دستگاه در طول موج 595 نانومتر خوانده شد.
سنجش رادیکالهای آزاد اکسیژن
سطوح رادیکالهای آزاد اکسیژن با رنگ لیپوفیلیک غیرفلورسانس، دیکلروفلورسین دی استات که بهصورت غیرفعال از غشای سلولی عبور میکند و در حضور رادیکالهای آزاد اکسیژن های درونسلولی توسط آنزیمهای استراز درون سلولی به دیکلروفلورسین شکافته شده و ایجاد فلورسانس میکند، اندازهگیری شد. نسبت میزان فلورسانس با رادیکالهای آزاد اکسیژن مستقیم درنظر گرفته میشود. روش کار به این صورت بود که 10میکرولیتر از دیکلروفلورسین دیاستات 10میکرومولار به 150 میکرولیتر از هموژنه بافتی اضافه شد و بهمدت 40 دقیقه در دمای 37 درجه سانتیگراد و در تاریکی انکوبه شد. میزان فلورسانس در 488 نانومتر تحریک و 525 نانومتر نشر اندازه گیری شد.
سنجش فعالیت استیل کولین استراز
فعالیت آنزیم کولین استراز میتواند نشانگری از نقصان وسیع سیستم کلی نرژیک در ناحیه مغز جلویی باشد. عموماً برای اندازهگیری فعالیت استیلکولین استراز، از روش المان Ellman استفاده میشود؛ بهطور خلاصه 4/0 میلیلیتر از محلول هموژن بافتی رقیقشده به کووت حاوی 6/2 میلی لیتر بافر فسفات (8=pH، 1/0 مولار) اضافه کردیم. سپس 100 میکرولیتر از واکنشگر المان دی تیو بیس نیتروبنزوئیک اسید به فوتوسل اضافه و سپس جذب نوری در طول موج 412 نانومتر خوانده شد. پس از گذشت 2 دقیقه، جذب را صفر کرده و 20 میکرو لیتر سوبسترا به آن اضافه شد. تغییرات جذب در هر 2 دقیقه تا 10 دقیقه ثبت شد و براساس معادله المان میزان فعالیت کولین استراز محاسبه شد.
روش تجزیهوتحلیل دادهها
در این تحقیق نتایج بهصورت میانگین±انحرافمعیار بیان شدند. برای مقایسه بین گروهی، نتایج با استفاده از آزمون آنووای یکطرفه و تست توکی انجام شد و P کمتر از 05/0 بهعنوان سطح معنادار درنظر گرفته شد. از نسخه 5/3نرمافزار سیگمااستات برای تحلیل نتایج و از نسخه 2016 برنامه اکسل برای رسم نمودارها استفاده شد.
یافتهها
تصویر شماره 1 نتایج مربوط به اندازهگیری تأخیر اولیه در آزمون رفتار اجتنابی غیرفعال را در موشهای گروههای مختلف نشان میدهد. تأخیر اولیه که خود نشاندهنده توانایی حیوان برای فراگیری رفتار مربوطه است، درگروههای مختلف تفاوت معنادار نشان نداد. هرچند در گروههای دریافتکننده آلومینیومکلرید به درجات مختلف کمتر از گروه کنترل (شم) بود. در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز از این نظر تفاوتی یافت نشد. تصویر شماره 1 همچنین نتایج مربوط به اندازهگیری تأخیر در حین عبور را در موشهای گروههای مختلف نشان میدهد. تأخیر در حین عبور شاخصی از توانایی حیوان برای تثبیت اطلاعات در انبارهای حافظه و به یادآوری آنها میباشد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم (کنترل) کمتر بود (01/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در 2 گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک افزایش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیومکلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوتی یافت نشد.
تصویر شماره 2 نتایج مربوط به میزان پراکسیداسیون لیپیدی هیپوکامپ (میزان مالون دی آلدئید) در موشهای گروههای مختلف را نشان میدهد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم بیشتر بود (05/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوت معنادار یافت نشد.
تصویر شماره 3 نتایج مربوط به فعالیت استیلکولین استراز در موشهای گروههای مختلف را نشان میدهد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم (کنترل) بیشتر بود (01/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در 2 گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوت معنادار یافت نشد.
تصویر شماره 4 نتایج مربوط به میزان رادیکالهای آزاد اکسیژن در موشهای گروههای مختلف را نشان میدهد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم بیشتر بود (01/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوت معنادار یافت نشد.
بحث
این مطالعه با هدف تعیین اثر حفاظتی بربرین در نوروتوکسیسیتی القاشده با تزریق داخل هیپوکمپی کلرورآلومینیوم در موش صحرایی انجام شد. نتایج این مطالعه نشان داد تأخیر اولیه که نشاندهنده توانایی حیوان برای یادگیری رفتار است، در گروههای دریافتکننده آلومینیومکلرید کمتر از گروه کنترل بود، اما این ارتباط ازنظر آماری معنادار نبود. همچنین تأخیر در حین عبور که نشاندهنده توانایی حیوان برای حافظه و یادآوری بود، در گروه آلومینیوم کلرید بهطور معناداری کمتر از گروه کنترل بود؛ درحالیکه در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین افزایش معناداری را در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد، اما در گروه کنترل دریافتکننده بربرین نسبت به گروه کنترل تفاوتی یافت نشد.
نتایج این مطالعه مؤید این موضوع بود که یادگیری در موشهای تحتدرمان تفاوت معناداری با گروه کنترل نداشت، اما توانایی حافظه و به یادآوری بهطور معناداری در گروه تحتدرمان بیشتر بود.
اثرات نامطلوب فلزات سنگین بهخصوص آلومینیوم بر سیستم عصبی و حافظه و یادگیری بررسی شده است. دراینرابطه علائی و همکاران در سال 1380 به ارزیابی اثرات حاد و مزمن آلومینیوم بر روی یادگیری و حافظه موش صحرایی پرداختند و نشان دادند که دُزهای 1 و 5 و 10 میلیگرم بهطور واضح سرعت یادگیری و تثبیت حافظه را در موش کاهش میدهد که میزان کاهش با مدت و دُز تزریقی رابطه مستقیمی دارد و در این مطالعه نتیجهگیری شد که آلومینیوم بر روی اعمال و فعالیتهای طبیعی سلولهای عصبی تأثیر می گذارد و باعث یک سری تغییرات در سرعت یادگیری و تثبیت حافظه میشود. این تغییرات تابع غلظت و مدت زمانی میباشد که سلولها تحت تأثیر این عنصر قرار میگیرند [9].
در همین راستا نیز هوانگ و همکاران در سال 2021 به مطالعه دخالت میتوفاژی در اختلالات یادگیری و حافظه ناشی از نانوذرات اکسید آلومینیوم در موشها پرداختند و گزارش کردند که قرارگرفتن در معرض نانوآلومینیوم، یادگیری و حافظه فضایی موشها را مختل میکند. همچنین در آزمایشهای آنها، سطح مالون دیآلدهید افزایش و سطح سوپراکسید دیسموتاز کاهش نشان داد و گزارش کردند اختلال یادگیری و حافظه ناشی از نانوآلومینیوم میتواند با میتوفاژی مرتبط باشد [10].
نتایج این مطالعه مؤید این نکته بود که بربرین میتواند اثرات سمی ناشی از فلزات سنگین را تعدیل بخشد. در این راستا منعیم در سال 2015 نشان داد بربرین بر بهبود سمیت عصبی ناشی از جیوه در موش صحرایی موثر است و این تأثیر ناشی از نقش آن بر تقویت آنتیاکسیدانی و کاهش استرس اکسیداتیو و پر اکسیداسیون لیپیدی میباشد [11]. نتایج مطالعه ما در رابطه با اثر بربرین بر حافظه و یادگیری موشهای صحرایی با نتایج مطالعه حقانی و همکاران در سال 2015 که به بررسی پتانسیل درمانی بربرین در برابر خواص ذاتی تغییریافته نورون CA1 ناشی از مسمومیت عصبی Aβ پرداختند، همراستا میباشد.
نتایج مطالعه حقانی نشان داد بربرین موجب پیشگیری از اختلال حافظه در موشهای گروه مسمومیت عصبی Aβ میشود [12]. همچنین مطالعه نارنجکار و همکاران در سال 1393 که با هدف تعیین ارزیابی یادگیری و حافظه موش صحرایی صرعیشده توسط تزریق داخل هیپوکمپی اسیدکاینیک پس از دریافت بربرین انجام شد، نشان داد تأخیر اولیه بین گروهها تفاوت معنادار نداشت. تأخیر در حین عبور در گروه صرعی تحت تیمار با بربرین این پارامتر در حد معنادار بیشتر از گروه صرعی بود. درزمینه رفتار تناوبی در گروه صرعیشده کاهش معنادار تناوب مشاهده شد و در گروه پیشتیمار با بربرین این پارامتر بهبود نیافت؛ این امر مؤید این موضوع بود که تجویز بربرین در صرع لوب گیجگاهی سبب بهبود حافظه و یادگیری در آزمون رفتار اجتنابی غیرفعال میشود، اما موجب بهبود حافظه فضایی نمیشود [13].
نتایج مطالعه نارنجکار و همکاران با نتایج مطالعه حاضر همخوانی دارد. بهعلاوه نتایج مطالعه کلالیانمقدم و همکاران که در سال 1393 به بررسی تأثیر توام بربرین هیدروکلراید و ویتامین E بر اختلالات یادگیری و حافظه در موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند، نشان دادند در گروه دیابتی درمانشده با ویتامین E و بربرین هیدروکلراید بهبودی معناداری در انجام آزمونهای رفتاری، در مقایسه با گروه دیابتی کنترل، دیابتی درمانشده با ویتامین E و گروه دیابتی تحتدرمان با بربرین هیدروکلراید مشاهده شد که با نتایج مطالعه حاضر همراستا میباشد [14].
واعظی و همکاران در سال 1392 در مطالعهای مشابه به بررسی اثر بربرین هیدروکلراید بر حافظه و یادگیری موشهای دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند و نشان دادند درصد تناوب در گروه دیابتی تحتدرمان با بربرین 100میلیگرم بر کیلوگرم نسبت به گروه دیابتی بهطور معناداری افزایش یافت. STL در گروه دیابتی تحتدرمان با بربرین 100 میلیگرم بر کیلوگرم بهطور معناداری نسبت به گروه دیابتی افزایش یافت و درنهایت نتیجهگیری شد درمان با بربرین به مدت 7 هفته، حافظه فضایی کوتاهمدت، یادگیری و حافظه اجتنابی غیرفعال را در موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین بهبود میبخشد که با نتایج مطالعه ما همخوانی دارد [15].
در جای دیگر، نتایج مطالعه هوانگ و همکاران در سال 2017 که به بررسی اثر بربرین بر بهبود مشکلات شناختی موشهای مبتلا به آلزایمر پرداختند، حاکی از آن بود که بربرین بهطور معناداری یادگیری فضایی موشها و ظرفیت نگهداری حافظه آنها را بهبود بخشید. فعالیت اتوفاژی را با افزایش LC3-II, beclin-1, hVps34 و Cathepsin-D و کاهش P62 و Bcl-2 مغزی تسریع کرد و سطوح بتاآمیلوئید و APP و همچنین پلاک بتاآمیلوئیدی در هیپوکامپ موشهای آلزایمری را کاهش داد و بیان آنزیم BACE1 را مهار کرد. درنهایت، نتیجهگیری شد، بربرین با اثرات حفاظت عصبی خود میتواند بهعنوان یک داروی چندهدفی در درمان آلزایمر مؤثر واقع شود [16].
در همین راستا اکبر و همکاران در سال 2021 به ارزیابی پتانسیل محافظت عصبی بربرین در تعدیل بیماری آلزایمر از طریق مسیرهای سیگنالینگ متعدد پرداختند و نشان دادند که بربرین، التهاب عصبی و استرس اکسیداتیو در بیماری آلزایمر را محدود میکند و میتواند یک عامل درمانی و پیشگیری از آلزایمر باشد [17].
در مطالعه دیگری، وانگ و همکاران در سال 2019 به بررسی تأثیر بربرین بر توانایی یادگیری و حافظه در موشهای صحرایی با اختلالات شناختی عروقی پرداختند و دریافتند که بربرین میتواند بهطور قابلتوجهی تواناییهای یادگیری فضایی و حافظه موشهای مبتلا به اختلال شناختی عروقی را بهبود بخشد. این مکانیسم ممکن است به اثرات بربرین بر استرس آنتیاکسیدانی هیپوکامپ، پاسخ ضدالتهابی و سیستم انتقالدهنده عصبی مونوآمین در قشر جلوی مغز مربوط باشد [18]. همچنین وانگ و همکاران در سال 2018 به بررسی اثر حافظتی عصبی بربرین در برابر نقصهای یادگیری و حافظه در آسیب منتشر آکسون پرداختند و گزارش کردند بربرین از طریق سرکوب التهاب، رگزایی و آپوپتوز در مدل موش صحرایی، یک اثر محافظتکننده عصبی در برابر نقصهای یادگیری و حافظه در آلزایمر شدید نشان میدهد [19]. نتایج مطالعات اخیر دررابطهبا بهبود حافظه و یادگیری هم راستا با نتایج مطالعه حاضر میباشد.
اثرات حفاظت عصبی بربرین در قسمتهای مختلف سیستم عصبی در مطالعات مختلفی در ایران و سرتاسر دنیا نشان داده شده است. در این راستا، ملکی و همکاران که در سال 2018 به بررسی حفاظت عصبی بربرین در موشهای مبتلا به ایسکمی مغزی کانونی پرداختند و نشان دادند تجویز بربرین بهطور معناداری ادم مغزی را کاهش میدهد و به بهبود عملکرد حرکتی منجر میشود. در مطالعه ملکی بربرین ازطریق ایجاد خودتنظیمی منفی سایتوکائینهای پیش التهابی و خودتنظیمی مثبت سایتوکائینهای ضدالتهابی موجب حفاظت عصبی در ناحیه حرکتی مغز شد [20].
در سال 1395، صداقت به بررسی اثر بربرین بر بیان GFAP (پروتئین اسیدی رشتهای گلیالی (GFAP : glial fibrillary acid protein)) و (NCAM مولکول چسبندگی سلول عصبی Neural cell adhesion molecule ) در مدل تجربی صرع لب گیجگاهی در موش صحرایی پرداخت و نشان داد پیشدرمان با بربرین در جهت حفاظت عصبی در گروه صرعیشده موجب کاهش معنادار رفتار تشنجی و سطح GFAP و NCAM بافت هیپوکامپ در گروه صرعی دریافتکننده بربرین در مقایسه با گروه صرعی میشود [21]. بهعلاوه نتایج مطالعه کلالیان مقدم و همکاران که در سال 1394 به بررسی اثر بربرین در تنظیم آستروسیتهای GFAP+ ناحیه هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند، نشان دادند که درمان با بربرین در جهت حفاظت عصبی بهطور معناداری منجر به کاهش آستروسیتهای GFAP+ در هیپوکامپ موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین میشود [22].
در مطالعهای دیگر، کلالیانمقدم و همکاران در سال 1393 که به بررسی اثر بربرینکلراید بر تقویت طولانیمدت در شکنج دندانهدار موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند، نشان دادند درمان با بربرین در روندی وابسته به دُز، اختلال شناختی و الکتروفیزیولوژیکی را در موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین بهبود میبخشد [23].
بهعلاوه شن و همکاران در سال 2016 با هدف تعیین تأثیر بربرین بر بیان فاکتور نوروتروفیک مغزی هیپوکامپ و رفتارهای شبهافسردگی در موشهای افسردهشده توسط کورتیکواسترون، نشان دادند درمان با بربرین موجب کاهش رفتارهای شبه افسردگی در موشها شد که احتمالاً این پاسخ بهعلت افزایش سطح فاکتور نوروترفیک مشتق از مغز رخ داده است [24].
همچنین سو و همکاران که در سال 2013 به بررسی اثر بربرین بهعنوان یک داروی ضددیابت بر سمیت عصبی ناشی از گلوکز پرداختند، نشاندادند بربرین دارای اثرات سودمند دیگری بر عوارض ناشی از دیابت میباشد که ناشی از اثرات حفاظت عصبی آن میباشد [25].
نتایج مطالعه چن و همکاران در سال 2016 به بررسی تأثیر بربرین بر کاهش ضایعه پرفیوژن مجدد در ایسکمی مغزی پرداختند، حاکی از آن بود که پیشدرمانی موشها با بربرین میتواند باعث کاهش عوارض پرفیوژن مجدد ایسکمی شود و این عمل بهعلت خواص آنتیآپوپوتوتیک بربرین بهواسطه کاهش فعالسازی آدنوزین 5 مونوفسفات کیناز میباشد [26].
در جای دیگر، ژو و همکاران در سال 2016 با هدف تعیین اثرات حفاظت عصبی بربرین در نوروپاتی ناشی از دیابت در موش صحرایی نشان دادند بربرین دارای اثرات مفیدی بر علیه نوروپاتی دیابتی و بهبود میکروآنژیوپاتی و افزایش بیان نوریتین با مسیر سیگنالی پروتئین کیناز فعالشده میتوژنی میباشد [27]. در این مطالعه، نتایج مربوط به میزان پراکسیداسیون لیپیدی هیپوکامپ در گروه آلومینیومکلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیومکلرید نشان داد. بهعلاوه در مورد استیلکولین استراز در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد.
نتایج این مطالعه بیانگر این است که احتمالاً اثرات محافظت عصبی بربرین و همچنین بهبود حافظه و یادگیری موشهای ضایعهدیده با آلومینیومکلرید ناشی از نقش آنتیاکسیدانی آن و کاهش استرس اکسیدایتو و پراکسیداسیون لیپیدی و ازطرف دیگر افزایش فعالیت استیلکولین استراز در گروه تحتدرمان باشد. چنانچه اثرات ضداسترس اکسیداتیو بربرین در مطالعات دیگر نشان داده شده است. در این راستا کلالیانمقدم و همکاران که در سال 1393 به بررسی اثر بربرین بر استرس اکسیداتیو هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوسین پرداختند، نشان دادند تجویز بربرین (100، 50 میلیگرم بر کیلوگرم روزانه) سبب بهبودی استرس اکسیداتیو در مغز موشهای دیابتی میشود [23].
بهعلاوه نتایج مطالعه پاتیل و همکاران که در سال 2015 به بررسی تأثیر بربرین بر اختلال حافظه و استرس اکسیداتیو القا شده با اتانول پرداختند، نشان دادند درمان خوراکی مزمن با بربرین به مدت 45 روز باعث بهبود عملکرد شناختی و کاهش معنادار پراکسیداسیون لیپیدی و سطح کولین استراز میشود که با نتایج مطالعه ما همخوانی دارد[28].
بهعلاوه اولیویرا و همکاران که در سال 2016 به بررسی تأثیر بربرین بر اختلال حافظه و رفتار شبهاضطرابی در موشهای صحرایی آلزایمری پرداختند، نشان دادند تجویز بربرین موجب پیشگیری در از دست رفتن حافظه، رفتار اضطرابی، افزایش فعالیت استیل کولین استراز و مرگ سلولی ناشی از استرپتوزوتوسین میشود [29]. درنهایت، نتیجهگیری شد بربرین در پیشگیری از پیشرفت بیماری نورودژنراتیو شامل آلزایمر دارای اثرات سودمندی است و میتواند در حفاظت عصبی نقش مهمی داشته باشد. نتایج این مطالعه در رابطه با تأثیر بربرین بر بهبود حافظه، یادگیری و همچنین افزایش فعالیت استیلکولین استراز با مطالعه حاضر همراستا میباشد.
نتیجهگیری
نتایج این مطالعه نشان داد درمان با بربرین در گروه ضایعهدیده توسط آلومینیوم کلرید سبب تفاوت معناداری در یادگیری موشها نشد، اما موجب بهبود معنادار حافظه، کاهش معنادار مالون دی آلدئید، کاهش معنادار سطح رادیکال های آزاد اکسیژن و کاهش معنادار فعالیت استیلکولین استراز شد.
اثرات سودمند بربرین بر محافظت عصبی ناشی از اثرات آن در کاهش رادیکالهای آزاد اکسیژن، استرس اکسیداتیو و پراکسیداسیون لیپیدی ناشی از نوروتوکسیسیته ایجادشده با آلومینیوم کلرید میباشد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این مطالعه توسط کمیته اخلاق دانشگاه شاهد با کدIR.Shahed.REC.1396.15 تصویب شده است
حامی مالی
مطالعه حاضر حاصل پایاننامه دانشجوی پزشکی عاطفه جعفری بوده که با حمایت مالی معاونت پژوهشی دانشگاه شاهد انجام شده است.
مشارکت نویسندگان
انجام آزمایشها، کمک در تجزیهوتحلیل دادهها و کمک به نوشتن پیشنویس اولیه مقاله: عاطفه جعفری؛ تجزیهوتحلیل دادهها و نگارش مقاله: انسیه جنیدی؛ طراحی مطالعه، نظارت بر آزمایشها و تجزیهوتحلیل دادهها و نهاییسازی مقاله: مهرداد روغنی؛ همه نویسندگان نسخه نهایی را خوانده و تأیید کردند.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
فلزات سنگین و تجمع آنها در زنجیرههای غذایی یکی از اصلیترین معضلات زیستمحیطی و بهداشتی جوامع مدرن است و سلامت انسان، حیوانات و گیاهان را به خطر انداخته است. مشکل مسمومیت با فلزات سنگین یک مشکل همهگیر بوده و تقریباً در تمامی کشورها چه توسعهیافته و چه درحالتوسعه به چشم میخورد و جان بسیاری از انسانها را به خطر انداخته است [1]. بیماریهای ناشی از مسمومیت با فلزات سنگین به دفعات گزارش شده است [1، 2]. آلومینیوم در کنار سرب از آلایندههای محیطی میباشد. ترکیبات آلومینیوم، نوروتوکسیک هستند و بهطور تجربی مشخص شد سبب دژنرسانس عصبی میشوند؛ گرچه مکانیسم این عمل بهخوبی شناخته نشده است [2].
آلومینیوم توسط پروتئین انتقالدهنده آهن منتقل میشود. ترانسفرین با باندشدن به رسپتورهای ترانسفرین وارد مغز میشود. قرارگرفتن مغز در معرض آلومینیوم ممکن است تغییرات نامطلوب مرتبط با سن را در مغز تشدید کند و درنتیجه میتواند سبب پیشرفت دژنرسانس عصبی شود. آلومینیوم دارای توانایی ایجاد نوروتوکسیسیته توسط مکانیسمهای زیادی است؛ ازجمله افزایش تولید و تجمع پپتیدهای آمیلویید نامحلول آبتا و tau هایپرفسفوریله. آلومینیوم سبب تغییرات تطابقی در پروتیین آبتا بهصورت افزایش تجمع و نفوذ میشود و سبب پیشرفت تصاعدی دژنراسیون و مرگ سلول عصبی میشود. پلاکهای مرتبط با سن توسط رسوبات مغزی از فیبرهای آبتا تولید شدهاند. همچنین آلومینیوم تاحدی کار انتقالدهندههای عصبی کولینرژیک کورتکس را تقلید میکند [3].
آلومینیوم اثر سمیاش را با تغییر دادن انتقالدهندههای کولینرژیک نشان میدهد که درنهایت در بعضی رفتارهای عصبی منعکس میشود. اعتقاد براین است که اختلال عملکرد سلولهای عصبی کولینرژیک در درجه اول در پاسخ به نقص شناختی بعد از این توکسیسیته داخل مغزی آلومینیوم است. نورونهای کولینرژیک برخلاف دیگر سلولهای مغزی از استیلکوآ نهتنها برای تولید انرژی بلکه برای سنتز استیلکولین هم استفاده میکنند. بنابراین مهار متابولیسم استیلکوآ با ورود نوروتوکسیکهای مختلف ممکن است بهویژه برای این سلولها مضر باشد. مطالعات آزمایشگاهی نشان دادهاند که استیلکولین استراز یک مارکر عملکرد سیستم عصبی کولینرژیک است که ممکن است به همراه آبتا سبب تجمع رسوب پلاکهای آمیلوییدی در مغز بعد از القا سمیت عصبی با آلومینیوم شود [4].
بربرین در گروه آلکالوئیدهای مشتق از گیاهان نظیر زرشک محسوب میشود و خواص درمانی سودمند آن در بیماریهای مختلف اثبات شده است. در این خصوص، بربرین بهعنوان یک داروی ضدباکتری، ضددرد و مسکن معده و ضدالتهاب معرفی شده است [5، 6]. بهعلاوه، اثرات کاهشدهندگی استرس اکسیداتیو آن و پائینآورندگی قند خون آن قبلاً تأیید شده است [7]. همچنین اثر حفاظت عصبی این ماده نیز تأیید شده است. در این ارتباط، بربرین اثرات مفیدی بر روی سیستم اعصاب مرکزی دارد. نتایج مطالعات حاکی از آن است که بربرین اثرات مثبتی علیه اختلالات افسردگی، دوقطبی و اسکیزوفرنی داشته است و میتواند بهعنوان محافظ عصبی در اختلالات نورودژنراتیو تأثیر بسزایی داشته باشد. بربرین از طریق مهار کولین استراز و مسیر بتاآمیلوئیدی و احتمالاً اثرات آنتی اکسیدانی در پیشگیری از بیماری آلزایمر تأثیرگذار بوده است. مطالعات اخیر حاکی از اثرات ضدتشنجی بربرین نیز بوده است. بهنظر میرسد بربرین با تأثیر بر نوروترنسمیترها ازجمله سروتونین، نیتریک اکساید و انمتیل دیآسپارتات از حمله تشنجی جلوگیری میکند [6، 8].
هدف تحقیق حاضر بررسی اثر حفاظتی بربرین در نوروتوکسیسیته القاشده با آلومینیوم در موش صحرایی میباشد.
روش بررسی
در این تحقیق از موشهای صحرایی نر نژاد ویستار در محدوده وزنی 180-230 گرم به تعداد 32 سر، استفاده شد. موشها از مرکز تکثیر دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی خریداری و در حیوانخانه دانشکده پزشکی شاهد با شرایط روشنایی و تاریکی طبیعی در دمای 22 تا 24 درجه سانتیگراد با دسترسی آزاد به غذا و آب نگهداری شدند. روش کار با حیوانات آزمایشگاهی براساس دستورالعملهای توصیهشده مؤسسه ملی بهداشت آمریکا انجام شد.
در این تحقیق، حیوانات بهصورت تصادفی به 4 گروه یکسان تقسیم شدند که عبارت بودند از:
1-گروه شم یا Sham-operated، در این گروه موشهای سالمی قرار داشتند که بر روی آنها جراحی استریوتاکسیک با تزریق داخل هیپوکامپی نرمال سالین انجام شد؛
2-گروه شم و دریافتکننده بربرین این ماده را به میزان 100 میلیگرم بر کیلوگرم از یک ساعت قبل از جراحی بهطور روزانه تا 1 هفته بعد از جراحی و به فرم خوراکی حلشده در حلال کالیفور دریافت کرد؛
3-گروه Lesion یا AlCl3، در این گروه برای القا نوروتوکسیسیتی، محلول آلومینیوم کلرید حلشده در محلول نرمال سالین به میزان 5 میکرولیتر و با دُز 37 درصد میلیگرم بر کیلوگرم به درون ناحیه هیپوکامپ پشتی بهصورت یکطرفه (سمت چپ) تزریق شد. تزریق بدینصورت انجام شد که به سمت چپ مغز با مختصات
Anteroposterior: -3.5، Lateral: -2 و Deep: -2.8، µl 5 از محلول فوق تزریق شد؛
4- گروه Lesion یا AlCl3 دریافتکننده بربرین که این ماده را به میزان 100 میلیگرم بر کیلوگرم از یک ساعت قبل از جراحی بهطور روزانه تا 1 هفته بعد از جراحی و به فرم خوراکی حلشده در حلال کالیفور دریافت کرد. در زمان جراحی نیز محلول آلومینیوم کلرید را مشابه گروه 3 دریافت کرد. پس از 3 هفته بعد از جراحی و در هفته چهارم، تمامی گروهها مورد آزمایش رفتاری مربوط به یادگیری و حافظه قرار گرفتند.
جراحی استریوتاکسیک
برای انجام جراحی استریوتاکسیک، موشهای صحرایی نر با استفاده از تزریق درون صفاقی کتامین (100 میلیگرم بر کیلوگرم وزن بدن) و زایلازین (20 میلیگرم بر کیلوگرم وزن بدن) بیهوش شدند. پس از تراشیدن موهای سر حیوان، در داخل دستگاه استریوتاکس قرار داده شدند. پوست سر حیوان با استفاده از بتادین ضدعفونی شد و چشم حیوان با استفاده از پمادهای استریل چشمی مرطوب نگهداشته شد. پس از آمادهسازی حیوان، شکافی بر روی پوست سر حیوان ایجاد شد و سطح استخوان جمجمه کاملاً تمیز و خشک شد. در این حالت محل برگما و درز سهمی بهخوبی قابل تشخیص بود. پس از تعیین نقطه برگما در محل تلاقی درز تاجی (محل اتصال استخوانهای آهیانه و پیشانی) و درز سهمی (درز بین استخوانهای آهیانه) مختصات محلهای موردنظر برای تزریق داخل هیپوکامپی تعیین شد. طبق اطلس پاکسینوس مختصاتهای مذکور برابر بودند با:
قدامیخلفی=5/3-، جانبی= 2- و عمق 8/2
پس از علامتگذاری نقاط موردنظر، این نقاط با استفاده از مته دستی سوراخ شدند.
در این مرحله با استفاده از سرنگ هامیلتون تزریق داخل هیپوکامپی انجام شد. تزریق بهگونهای انجام شد که در هر دقیقه 1 میکرولیتر از مایع موردنظر تزریق شد. پس از اتمام تزریق حدود 5 دقیقه سرنگ در مختصات موردنظر باقی ماند تا مایع تزریق شده پس زده نشود. سپس با سرعت 1 میلیمتر در دقیقه سرنگ هامیلتون از محل خود خارج شد. پس از اتمام تزریق، محل جراحی بخیهزده و استریل شد.
آزمایش رفتاری
برای بررسی رفتار اجتنابی (احترازی) غیرفعال، از یک دستگاه به ابعاد 20×80 ×20 سانتیمتر (شاتل باکس) دارای یک محفظه روشن و یک محفظه تاریک استفاده شد. از میلههای فلزی موجود در کف محفظه تاریک برای شوک دادن به پای حیوان استفاده شد. برای اعمال تحریک به محفظه تاریک، از دستگاه استیمولاتور خاص (بهبودپرداز، تهران) استفاده شد. بدینمنظور، تکتحریکی بهشدت 1 میلی آمپر و بهمدت 1 ثانیه اعمال شد. در این مطالعه، روش بررسی رفتار اجتنابی (احترازی) غیرفعال پس از بررسی به شرح زیر بود:
سازش
در این مرحله، قبل از شروع آزمایش، هر حیوان برای 2 روز متوالی حداقل به مدت 5 دقیقه در داخل دستگاه قرار داده شد.
اکتساب
در این مرحله (روز سوم) حیوان در محفظه روشن قرار داده شد و بهمدت 5 دقیقه، این محفظه تاریک نگهداشته شد. در این مدت، درب گیوتینی ارتباطدهنده محفظه روشن و تاریک کاملاً بسته بود. در انتهای دوره، لامپ محفظه روشن و درب گیوتینی باز شد. به محض بازکردن درب، کرونومتر بهکار انداخته شد و مدتزمانی که طول کشید تا حیوان از محفظه روشن به محفظه تاریک برود، یادداشت شد؛ این تأخیر اولیه زمانی با عنوان تأخیر اولیه اطلاق شد (ملاک برای ورود حیوان به محفظه تاریک، عبور اندامهای حرکتی پشتی حیوان از درب ارتباطدهنده 2 محفظه بود). سپس، درب پایین آورده شد و یک تکشوک به حیوان وارد شد. در پایان کار، پس از 1 دقیقه، حیوان به قفس منتقل شد. در ارتباط با این مرحله، موشهای با تأخیر اولیه، بیشتر از 60 ثانیه از آزمایشات حذف شدند.
نگهداری اطلاعات
این مرحله 24 ساعت پس از مرحله دوم در روز چهارم انجام شد. این مرحله مشابه مرحله قبل بود؛ با این تفاوت که زمانیکه حیوان به محفظه تاریک وارد میشد، هیچگونه شوکی را دریافت نمیکرد. در این مرحله، تأخیر در حین عبور اندازهگیری شد. منظور از تأخیر در حین عبور، مدتزمانی است که قبل از آن که حیوان وارد محفظه تاریک شود، در محفظه روشن باقی میماند. زمان قطع آزمایش نیز 300 ثانیه درنظر گرفته شد.
بررسیهای بیوشیمیائی
در پایان کار موشها بهطور عمیق بیهوش شدند و سپس بدون انجام پرفیوژن، سر حیوان توسط گیوتین جدا شد و مغز بهطور کامل از جمجمه خارج شد؛ پس از تهیه بلوک هیپوکمپ سمت چپ، هموژنه بافتی با استفاده از دستگاه هموژنایزر تهیه شد. برای تهیه هموژنه بافتی، ابتدا بلوک توزین شد و سپس به آن بهصورت جداگانه، نرمال سالین 9 درصد متناسب با وزن آنها اضافه و بهمدت 2 دقیقه با دستگاه هموژنایزر با دور 5000 در دقیقه هموژنیزه شد و محلول هموژنیزهشده توسط سانتریفوژ یخچالدار با دور 3000 در دقیقه و بهمدت 5 دقیقه سانتریفوژ شد. برای جلوگیری از تخریب آنزیمها و پروتئینها، تمامی مراحل بالا در دمای 4 درجه سانتیگراد انجام شد. پس از انجام سانتریفوژ، محلول رویی شفاف از بقیه محلول جدا و درون میکروتیوب 2 سیسی جمعآوری شد و از این محلول برای سنجش شاخصها استفاده شد.
سنجش مالون دیآلدئید
اندازهگیری سطح مالون دیآلدئید براساس روشی است که اساس آن واکنش تیوباربیتوریک اسید است. این واکنش در دمای جوش انجام میشود. در این روش، مالون دیآلدئید و یا مواد مشابه آن با تیوباربیتوریک اسید واکنش داده و رنگ صورتی ایجاد میکنند که حداکثر جذب نوری آنها، در طول موج 532 نانومتر است. برای این کار از نمونههای سانتریفوژشده به مقدار 100 میکرولیتر برداشته و به 2 سیسی معرف (شامل 1 سیسی محلول تری کلرو استیک اسید) 20 درصد و 1 سیسی تیوباربیتوریک اسید، 1 درصد اضافه شد. تمامی نمونهها و لولههای استاندارد (فالکونها) را با رقتهای مختلف، بهمدت 80 دقیقه در بنماری آب جوش قرار داده تا واکنش صورت بگیرد. سپس محلولها از بنماری خارج شدند و بعد از سردکردن نمونهها، درون لوله آزمایش ریخته شدند و در دور 3000 بهمدت 5 دقیقه سانتریفوژ و جذب نوری آنها در طول موج 532 نانومتر در دستگاه اسپکتروفتومتر خوانده شد. منحنی استاندارد نیز براساس رقتهای تترا اتوکسی پروپان تهیه شد و جذبهای نوری بهدستآمده از نمونهها بر روی منحنی استاندارد تطبیق داده شد.
سنجش پروتئین بهروش برادفورد
روش زیر برای 1 حجم نمونه 100 میکرو لیتری با استفاده از 5 میلیلیتر معرف رنگ توصیف شده است. این مقدار به 5 تا 200 میکروگرم پروتئین (بستگی به کیفیت رنگ دارد) حساس میباشد. با استفاده از 5 میلیلیتر از معرف رنگ تهیهشده در آزمایشگاه، محدوده حساسیت هنگام سنجش، بین 5 تا 100 میکروگرم پروتئین است. برای تهیه معرف برادفورد، 100 میلی گرم coomassie brilliant blue G-250 در 50 میلیلیتر اتانول 95 درصد حل شد و 100 میلیلیتر فسفریک اسید 85 درصد به آن اضافه شد. وقتی که رنگ کاملاً حل شد، حجم آن را به 1 لیتر رساندیم و قبل از استفاده، محلول مذکور را از صافی کاغذی عبور دادیم. دستگاه اسپکتروفتومتر روشن و آماده شد. درون هر لوله آزمایش، 2 سیسی از محلول معرف برادفورد به اضافه 100 میکرولیتر نمونه را ریختیم و 5 دقیقه در دمای 25 درجه انکوبه کردیم. درنهایت، محلول حاوی نمونه اضافهشده، درون کووت دستگاه اسپکتروفتومتر ریخته شد و جذب نوری نمونهها توسط دستگاه در طول موج 595 نانومتر خوانده شد.
سنجش رادیکالهای آزاد اکسیژن
سطوح رادیکالهای آزاد اکسیژن با رنگ لیپوفیلیک غیرفلورسانس، دیکلروفلورسین دی استات که بهصورت غیرفعال از غشای سلولی عبور میکند و در حضور رادیکالهای آزاد اکسیژن های درونسلولی توسط آنزیمهای استراز درون سلولی به دیکلروفلورسین شکافته شده و ایجاد فلورسانس میکند، اندازهگیری شد. نسبت میزان فلورسانس با رادیکالهای آزاد اکسیژن مستقیم درنظر گرفته میشود. روش کار به این صورت بود که 10میکرولیتر از دیکلروفلورسین دیاستات 10میکرومولار به 150 میکرولیتر از هموژنه بافتی اضافه شد و بهمدت 40 دقیقه در دمای 37 درجه سانتیگراد و در تاریکی انکوبه شد. میزان فلورسانس در 488 نانومتر تحریک و 525 نانومتر نشر اندازه گیری شد.
سنجش فعالیت استیل کولین استراز
فعالیت آنزیم کولین استراز میتواند نشانگری از نقصان وسیع سیستم کلی نرژیک در ناحیه مغز جلویی باشد. عموماً برای اندازهگیری فعالیت استیلکولین استراز، از روش المان Ellman استفاده میشود؛ بهطور خلاصه 4/0 میلیلیتر از محلول هموژن بافتی رقیقشده به کووت حاوی 6/2 میلی لیتر بافر فسفات (8=pH، 1/0 مولار) اضافه کردیم. سپس 100 میکرولیتر از واکنشگر المان دی تیو بیس نیتروبنزوئیک اسید به فوتوسل اضافه و سپس جذب نوری در طول موج 412 نانومتر خوانده شد. پس از گذشت 2 دقیقه، جذب را صفر کرده و 20 میکرو لیتر سوبسترا به آن اضافه شد. تغییرات جذب در هر 2 دقیقه تا 10 دقیقه ثبت شد و براساس معادله المان میزان فعالیت کولین استراز محاسبه شد.
روش تجزیهوتحلیل دادهها
در این تحقیق نتایج بهصورت میانگین±انحرافمعیار بیان شدند. برای مقایسه بین گروهی، نتایج با استفاده از آزمون آنووای یکطرفه و تست توکی انجام شد و P کمتر از 05/0 بهعنوان سطح معنادار درنظر گرفته شد. از نسخه 5/3نرمافزار سیگمااستات برای تحلیل نتایج و از نسخه 2016 برنامه اکسل برای رسم نمودارها استفاده شد.
یافتهها
تصویر شماره 1 نتایج مربوط به اندازهگیری تأخیر اولیه در آزمون رفتار اجتنابی غیرفعال را در موشهای گروههای مختلف نشان میدهد. تأخیر اولیه که خود نشاندهنده توانایی حیوان برای فراگیری رفتار مربوطه است، درگروههای مختلف تفاوت معنادار نشان نداد. هرچند در گروههای دریافتکننده آلومینیومکلرید به درجات مختلف کمتر از گروه کنترل (شم) بود. در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز از این نظر تفاوتی یافت نشد. تصویر شماره 1 همچنین نتایج مربوط به اندازهگیری تأخیر در حین عبور را در موشهای گروههای مختلف نشان میدهد. تأخیر در حین عبور شاخصی از توانایی حیوان برای تثبیت اطلاعات در انبارهای حافظه و به یادآوری آنها میباشد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم (کنترل) کمتر بود (01/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در 2 گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک افزایش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیومکلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوتی یافت نشد.
تصویر شماره 2 نتایج مربوط به میزان پراکسیداسیون لیپیدی هیپوکامپ (میزان مالون دی آلدئید) در موشهای گروههای مختلف را نشان میدهد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم بیشتر بود (05/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوت معنادار یافت نشد.
تصویر شماره 3 نتایج مربوط به فعالیت استیلکولین استراز در موشهای گروههای مختلف را نشان میدهد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم (کنترل) بیشتر بود (01/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در 2 گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوت معنادار یافت نشد.
تصویر شماره 4 نتایج مربوط به میزان رادیکالهای آزاد اکسیژن در موشهای گروههای مختلف را نشان میدهد. این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید بهصورت معنادار و بارز نسبت به گروه شم بیشتر بود (01/0>P). بهعلاوه، این پارامتر در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد (05/0>P). در گروه شم دریافتکننده بربرین نیز نسبت به گروه شم تفاوت معنادار یافت نشد.
بحث
این مطالعه با هدف تعیین اثر حفاظتی بربرین در نوروتوکسیسیتی القاشده با تزریق داخل هیپوکمپی کلرورآلومینیوم در موش صحرایی انجام شد. نتایج این مطالعه نشان داد تأخیر اولیه که نشاندهنده توانایی حیوان برای یادگیری رفتار است، در گروههای دریافتکننده آلومینیومکلرید کمتر از گروه کنترل بود، اما این ارتباط ازنظر آماری معنادار نبود. همچنین تأخیر در حین عبور که نشاندهنده توانایی حیوان برای حافظه و یادآوری بود، در گروه آلومینیوم کلرید بهطور معناداری کمتر از گروه کنترل بود؛ درحالیکه در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین افزایش معناداری را در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد، اما در گروه کنترل دریافتکننده بربرین نسبت به گروه کنترل تفاوتی یافت نشد.
نتایج این مطالعه مؤید این موضوع بود که یادگیری در موشهای تحتدرمان تفاوت معناداری با گروه کنترل نداشت، اما توانایی حافظه و به یادآوری بهطور معناداری در گروه تحتدرمان بیشتر بود.
اثرات نامطلوب فلزات سنگین بهخصوص آلومینیوم بر سیستم عصبی و حافظه و یادگیری بررسی شده است. دراینرابطه علائی و همکاران در سال 1380 به ارزیابی اثرات حاد و مزمن آلومینیوم بر روی یادگیری و حافظه موش صحرایی پرداختند و نشان دادند که دُزهای 1 و 5 و 10 میلیگرم بهطور واضح سرعت یادگیری و تثبیت حافظه را در موش کاهش میدهد که میزان کاهش با مدت و دُز تزریقی رابطه مستقیمی دارد و در این مطالعه نتیجهگیری شد که آلومینیوم بر روی اعمال و فعالیتهای طبیعی سلولهای عصبی تأثیر می گذارد و باعث یک سری تغییرات در سرعت یادگیری و تثبیت حافظه میشود. این تغییرات تابع غلظت و مدت زمانی میباشد که سلولها تحت تأثیر این عنصر قرار میگیرند [9].
در همین راستا نیز هوانگ و همکاران در سال 2021 به مطالعه دخالت میتوفاژی در اختلالات یادگیری و حافظه ناشی از نانوذرات اکسید آلومینیوم در موشها پرداختند و گزارش کردند که قرارگرفتن در معرض نانوآلومینیوم، یادگیری و حافظه فضایی موشها را مختل میکند. همچنین در آزمایشهای آنها، سطح مالون دیآلدهید افزایش و سطح سوپراکسید دیسموتاز کاهش نشان داد و گزارش کردند اختلال یادگیری و حافظه ناشی از نانوآلومینیوم میتواند با میتوفاژی مرتبط باشد [10].
نتایج این مطالعه مؤید این نکته بود که بربرین میتواند اثرات سمی ناشی از فلزات سنگین را تعدیل بخشد. در این راستا منعیم در سال 2015 نشان داد بربرین بر بهبود سمیت عصبی ناشی از جیوه در موش صحرایی موثر است و این تأثیر ناشی از نقش آن بر تقویت آنتیاکسیدانی و کاهش استرس اکسیداتیو و پر اکسیداسیون لیپیدی میباشد [11]. نتایج مطالعه ما در رابطه با اثر بربرین بر حافظه و یادگیری موشهای صحرایی با نتایج مطالعه حقانی و همکاران در سال 2015 که به بررسی پتانسیل درمانی بربرین در برابر خواص ذاتی تغییریافته نورون CA1 ناشی از مسمومیت عصبی Aβ پرداختند، همراستا میباشد.
نتایج مطالعه حقانی نشان داد بربرین موجب پیشگیری از اختلال حافظه در موشهای گروه مسمومیت عصبی Aβ میشود [12]. همچنین مطالعه نارنجکار و همکاران در سال 1393 که با هدف تعیین ارزیابی یادگیری و حافظه موش صحرایی صرعیشده توسط تزریق داخل هیپوکمپی اسیدکاینیک پس از دریافت بربرین انجام شد، نشان داد تأخیر اولیه بین گروهها تفاوت معنادار نداشت. تأخیر در حین عبور در گروه صرعی تحت تیمار با بربرین این پارامتر در حد معنادار بیشتر از گروه صرعی بود. درزمینه رفتار تناوبی در گروه صرعیشده کاهش معنادار تناوب مشاهده شد و در گروه پیشتیمار با بربرین این پارامتر بهبود نیافت؛ این امر مؤید این موضوع بود که تجویز بربرین در صرع لوب گیجگاهی سبب بهبود حافظه و یادگیری در آزمون رفتار اجتنابی غیرفعال میشود، اما موجب بهبود حافظه فضایی نمیشود [13].
نتایج مطالعه نارنجکار و همکاران با نتایج مطالعه حاضر همخوانی دارد. بهعلاوه نتایج مطالعه کلالیانمقدم و همکاران که در سال 1393 به بررسی تأثیر توام بربرین هیدروکلراید و ویتامین E بر اختلالات یادگیری و حافظه در موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند، نشان دادند در گروه دیابتی درمانشده با ویتامین E و بربرین هیدروکلراید بهبودی معناداری در انجام آزمونهای رفتاری، در مقایسه با گروه دیابتی کنترل، دیابتی درمانشده با ویتامین E و گروه دیابتی تحتدرمان با بربرین هیدروکلراید مشاهده شد که با نتایج مطالعه حاضر همراستا میباشد [14].
واعظی و همکاران در سال 1392 در مطالعهای مشابه به بررسی اثر بربرین هیدروکلراید بر حافظه و یادگیری موشهای دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند و نشان دادند درصد تناوب در گروه دیابتی تحتدرمان با بربرین 100میلیگرم بر کیلوگرم نسبت به گروه دیابتی بهطور معناداری افزایش یافت. STL در گروه دیابتی تحتدرمان با بربرین 100 میلیگرم بر کیلوگرم بهطور معناداری نسبت به گروه دیابتی افزایش یافت و درنهایت نتیجهگیری شد درمان با بربرین به مدت 7 هفته، حافظه فضایی کوتاهمدت، یادگیری و حافظه اجتنابی غیرفعال را در موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین بهبود میبخشد که با نتایج مطالعه ما همخوانی دارد [15].
در جای دیگر، نتایج مطالعه هوانگ و همکاران در سال 2017 که به بررسی اثر بربرین بر بهبود مشکلات شناختی موشهای مبتلا به آلزایمر پرداختند، حاکی از آن بود که بربرین بهطور معناداری یادگیری فضایی موشها و ظرفیت نگهداری حافظه آنها را بهبود بخشید. فعالیت اتوفاژی را با افزایش LC3-II, beclin-1, hVps34 و Cathepsin-D و کاهش P62 و Bcl-2 مغزی تسریع کرد و سطوح بتاآمیلوئید و APP و همچنین پلاک بتاآمیلوئیدی در هیپوکامپ موشهای آلزایمری را کاهش داد و بیان آنزیم BACE1 را مهار کرد. درنهایت، نتیجهگیری شد، بربرین با اثرات حفاظت عصبی خود میتواند بهعنوان یک داروی چندهدفی در درمان آلزایمر مؤثر واقع شود [16].
در همین راستا اکبر و همکاران در سال 2021 به ارزیابی پتانسیل محافظت عصبی بربرین در تعدیل بیماری آلزایمر از طریق مسیرهای سیگنالینگ متعدد پرداختند و نشان دادند که بربرین، التهاب عصبی و استرس اکسیداتیو در بیماری آلزایمر را محدود میکند و میتواند یک عامل درمانی و پیشگیری از آلزایمر باشد [17].
در مطالعه دیگری، وانگ و همکاران در سال 2019 به بررسی تأثیر بربرین بر توانایی یادگیری و حافظه در موشهای صحرایی با اختلالات شناختی عروقی پرداختند و دریافتند که بربرین میتواند بهطور قابلتوجهی تواناییهای یادگیری فضایی و حافظه موشهای مبتلا به اختلال شناختی عروقی را بهبود بخشد. این مکانیسم ممکن است به اثرات بربرین بر استرس آنتیاکسیدانی هیپوکامپ، پاسخ ضدالتهابی و سیستم انتقالدهنده عصبی مونوآمین در قشر جلوی مغز مربوط باشد [18]. همچنین وانگ و همکاران در سال 2018 به بررسی اثر حافظتی عصبی بربرین در برابر نقصهای یادگیری و حافظه در آسیب منتشر آکسون پرداختند و گزارش کردند بربرین از طریق سرکوب التهاب، رگزایی و آپوپتوز در مدل موش صحرایی، یک اثر محافظتکننده عصبی در برابر نقصهای یادگیری و حافظه در آلزایمر شدید نشان میدهد [19]. نتایج مطالعات اخیر دررابطهبا بهبود حافظه و یادگیری هم راستا با نتایج مطالعه حاضر میباشد.
اثرات حفاظت عصبی بربرین در قسمتهای مختلف سیستم عصبی در مطالعات مختلفی در ایران و سرتاسر دنیا نشان داده شده است. در این راستا، ملکی و همکاران که در سال 2018 به بررسی حفاظت عصبی بربرین در موشهای مبتلا به ایسکمی مغزی کانونی پرداختند و نشان دادند تجویز بربرین بهطور معناداری ادم مغزی را کاهش میدهد و به بهبود عملکرد حرکتی منجر میشود. در مطالعه ملکی بربرین ازطریق ایجاد خودتنظیمی منفی سایتوکائینهای پیش التهابی و خودتنظیمی مثبت سایتوکائینهای ضدالتهابی موجب حفاظت عصبی در ناحیه حرکتی مغز شد [20].
در سال 1395، صداقت به بررسی اثر بربرین بر بیان GFAP (پروتئین اسیدی رشتهای گلیالی (GFAP : glial fibrillary acid protein)) و (NCAM مولکول چسبندگی سلول عصبی Neural cell adhesion molecule ) در مدل تجربی صرع لب گیجگاهی در موش صحرایی پرداخت و نشان داد پیشدرمان با بربرین در جهت حفاظت عصبی در گروه صرعیشده موجب کاهش معنادار رفتار تشنجی و سطح GFAP و NCAM بافت هیپوکامپ در گروه صرعی دریافتکننده بربرین در مقایسه با گروه صرعی میشود [21]. بهعلاوه نتایج مطالعه کلالیان مقدم و همکاران که در سال 1394 به بررسی اثر بربرین در تنظیم آستروسیتهای GFAP+ ناحیه هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند، نشان دادند که درمان با بربرین در جهت حفاظت عصبی بهطور معناداری منجر به کاهش آستروسیتهای GFAP+ در هیپوکامپ موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین میشود [22].
در مطالعهای دیگر، کلالیانمقدم و همکاران در سال 1393 که به بررسی اثر بربرینکلراید بر تقویت طولانیمدت در شکنج دندانهدار موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین پرداختند، نشان دادند درمان با بربرین در روندی وابسته به دُز، اختلال شناختی و الکتروفیزیولوژیکی را در موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوتوسین بهبود میبخشد [23].
بهعلاوه شن و همکاران در سال 2016 با هدف تعیین تأثیر بربرین بر بیان فاکتور نوروتروفیک مغزی هیپوکامپ و رفتارهای شبهافسردگی در موشهای افسردهشده توسط کورتیکواسترون، نشان دادند درمان با بربرین موجب کاهش رفتارهای شبه افسردگی در موشها شد که احتمالاً این پاسخ بهعلت افزایش سطح فاکتور نوروترفیک مشتق از مغز رخ داده است [24].
همچنین سو و همکاران که در سال 2013 به بررسی اثر بربرین بهعنوان یک داروی ضددیابت بر سمیت عصبی ناشی از گلوکز پرداختند، نشاندادند بربرین دارای اثرات سودمند دیگری بر عوارض ناشی از دیابت میباشد که ناشی از اثرات حفاظت عصبی آن میباشد [25].
نتایج مطالعه چن و همکاران در سال 2016 به بررسی تأثیر بربرین بر کاهش ضایعه پرفیوژن مجدد در ایسکمی مغزی پرداختند، حاکی از آن بود که پیشدرمانی موشها با بربرین میتواند باعث کاهش عوارض پرفیوژن مجدد ایسکمی شود و این عمل بهعلت خواص آنتیآپوپوتوتیک بربرین بهواسطه کاهش فعالسازی آدنوزین 5 مونوفسفات کیناز میباشد [26].
در جای دیگر، ژو و همکاران در سال 2016 با هدف تعیین اثرات حفاظت عصبی بربرین در نوروپاتی ناشی از دیابت در موش صحرایی نشان دادند بربرین دارای اثرات مفیدی بر علیه نوروپاتی دیابتی و بهبود میکروآنژیوپاتی و افزایش بیان نوریتین با مسیر سیگنالی پروتئین کیناز فعالشده میتوژنی میباشد [27]. در این مطالعه، نتایج مربوط به میزان پراکسیداسیون لیپیدی هیپوکامپ در گروه آلومینیومکلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیومکلرید نشان داد. بهعلاوه در مورد استیلکولین استراز در گروه آلومینیوم کلرید دریافتکننده بربرین یک کاهش معنادار در مقایسه با گروه آلومینیوم کلرید نشان داد.
نتایج این مطالعه بیانگر این است که احتمالاً اثرات محافظت عصبی بربرین و همچنین بهبود حافظه و یادگیری موشهای ضایعهدیده با آلومینیومکلرید ناشی از نقش آنتیاکسیدانی آن و کاهش استرس اکسیدایتو و پراکسیداسیون لیپیدی و ازطرف دیگر افزایش فعالیت استیلکولین استراز در گروه تحتدرمان باشد. چنانچه اثرات ضداسترس اکسیداتیو بربرین در مطالعات دیگر نشان داده شده است. در این راستا کلالیانمقدم و همکاران که در سال 1393 به بررسی اثر بربرین بر استرس اکسیداتیو هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتیشده با استرپتوزوسین پرداختند، نشان دادند تجویز بربرین (100، 50 میلیگرم بر کیلوگرم روزانه) سبب بهبودی استرس اکسیداتیو در مغز موشهای دیابتی میشود [23].
بهعلاوه نتایج مطالعه پاتیل و همکاران که در سال 2015 به بررسی تأثیر بربرین بر اختلال حافظه و استرس اکسیداتیو القا شده با اتانول پرداختند، نشان دادند درمان خوراکی مزمن با بربرین به مدت 45 روز باعث بهبود عملکرد شناختی و کاهش معنادار پراکسیداسیون لیپیدی و سطح کولین استراز میشود که با نتایج مطالعه ما همخوانی دارد[28].
بهعلاوه اولیویرا و همکاران که در سال 2016 به بررسی تأثیر بربرین بر اختلال حافظه و رفتار شبهاضطرابی در موشهای صحرایی آلزایمری پرداختند، نشان دادند تجویز بربرین موجب پیشگیری در از دست رفتن حافظه، رفتار اضطرابی، افزایش فعالیت استیل کولین استراز و مرگ سلولی ناشی از استرپتوزوتوسین میشود [29]. درنهایت، نتیجهگیری شد بربرین در پیشگیری از پیشرفت بیماری نورودژنراتیو شامل آلزایمر دارای اثرات سودمندی است و میتواند در حفاظت عصبی نقش مهمی داشته باشد. نتایج این مطالعه در رابطه با تأثیر بربرین بر بهبود حافظه، یادگیری و همچنین افزایش فعالیت استیلکولین استراز با مطالعه حاضر همراستا میباشد.
نتیجهگیری
نتایج این مطالعه نشان داد درمان با بربرین در گروه ضایعهدیده توسط آلومینیوم کلرید سبب تفاوت معناداری در یادگیری موشها نشد، اما موجب بهبود معنادار حافظه، کاهش معنادار مالون دی آلدئید، کاهش معنادار سطح رادیکال های آزاد اکسیژن و کاهش معنادار فعالیت استیلکولین استراز شد.
اثرات سودمند بربرین بر محافظت عصبی ناشی از اثرات آن در کاهش رادیکالهای آزاد اکسیژن، استرس اکسیداتیو و پراکسیداسیون لیپیدی ناشی از نوروتوکسیسیته ایجادشده با آلومینیوم کلرید میباشد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این مطالعه توسط کمیته اخلاق دانشگاه شاهد با کدIR.Shahed.REC.1396.15 تصویب شده است
حامی مالی
مطالعه حاضر حاصل پایاننامه دانشجوی پزشکی عاطفه جعفری بوده که با حمایت مالی معاونت پژوهشی دانشگاه شاهد انجام شده است.
مشارکت نویسندگان
انجام آزمایشها، کمک در تجزیهوتحلیل دادهها و کمک به نوشتن پیشنویس اولیه مقاله: عاطفه جعفری؛ تجزیهوتحلیل دادهها و نگارش مقاله: انسیه جنیدی؛ طراحی مطالعه، نظارت بر آزمایشها و تجزیهوتحلیل دادهها و نهاییسازی مقاله: مهرداد روغنی؛ همه نویسندگان نسخه نهایی را خوانده و تأیید کردند.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي |
موضوع مقاله:
فیزیولوژی
دریافت: 1401/1/23 | پذیرش: 1401/7/12 | انتشار: 1401/8/10
دریافت: 1401/1/23 | پذیرش: 1401/7/12 | انتشار: 1401/8/10
فهرست منابع
1. Akinola OB, Biliaminu SA, Adediran RA, Adeniye KA, Abdulquadir FC. Characterization of prefrontal cortex microstructure and antioxidant status in a rat model of neurodegeneration induced by aluminium chloride and multiple low-dose streptozotocin. Metab Brain Dis. 2015; 30(6):1531-6. [DOI:10.1007/s11011-015-9719-4] [PMID] [DOI:10.1007/s11011-015-9719-4]
2. Prakash D, Sudhandiran G. Dietary flavonoid fisetin regulates aluminium chloride-induced neuronal apoptosis in cortex and hippocampus of mice brain.J Nutr Biochem. 2015; 26(12):1527-39. [DOI:10.1016/j.jnutbio.2015.07.017] [PMID] [DOI:10.1016/j.jnutbio.2015.07.017]
3. Sood PK, Verma S, Nahar U, Nehru B. Neuroprotective role of lazaroids against aluminium chloride poisoning. Neurochem Res. 2015; 40(8):1699-708. [DOI:10.1007/s11064-015-1653-7] [PMID] [DOI:10.1007/s11064-015-1653-7]
4. Justin Thenmozhi A, Raja TR, Janakiraman U, Manivasagam T. Neuroprotective effect of hesperidin on aluminium chloride induced Alzheimer's disease in Wistar rats. Neurochem Res. 2015; 40(4):767-76. [DOI:10.1007/s11064-015-1525-1] [PMID] [DOI:10.1007/s11064-015-1525-1]
5. Haftcheshmeh SM, Abedi M, Mashayekhi K, Mousavi MJ, Navashenaq JG, Mohammadi A, et al. Berberine as a natural modulator of inflammatory signaling pathways in the immune system: Focus on NF‐κB, JAK/STAT, and MAPK signaling pathways. Phytother Res. 2022; 36(3):1216-30. [DOI:10.1002/ptr.7407] [PMID] [DOI:10.1002/ptr.7407]
6. Kong Y, Li L, Zhao LG, Yu P, Li DD. A patent review of berberine and its derivatives with various pharmacological activities (2016-2020). Expert Opin Ther Pat. 2022; 32(2):211-23. [DOI:10.1080/13543776.2021.1974001] [PMID] [DOI:10.1080/13543776.2021.1974001]
7. Moghaddam HK, Baluchnejadmojarad T, Roghani M, Khaksari M, Norouzi P, Ahooie M, et al. Berberine ameliorate oxidative stress and astrogliosis in the hippocampus of STZ-induced diabetic rats. Mol Neurobiol. 2014; 49(2):820-6. [DOI:10.1007/s12035-013-8559-7] [PMID] [DOI:10.1007/s12035-013-8559-7]
8. Negahdar F, Mehdizadeh M, Joghataei MT, Roghani M, Mehraeen F, Poorghayoomi E. Berberine chloride pretreatment exhibits neuroprotective effect against 6-hydroxydopamine-induced neuronal insult in rat. Iran J Pharm Res. 2015; 14(4):1145-52. [PMID] [PMCID]
9. Alaei H, Moshtaghi A, Rezaei K. [Determination of the acute and persistent effects of aluminum on memory and learning abilities of rat (Persian)]. J Kerman Uni Med Sci. 2001; 8:137-45. [Link]
10. Huang T, Guo W, Wang Y, Chang L, Shang N, Chen J, et al. Involvement of Mitophagy in Aluminum Oxide Nanoparticle-Induced Impairment of Learning and Memory in Mice. Neurotox Res. 2021; 39(2):378-91. [DOI:10.1007/s12640-020-00283-0] [PMID] [DOI:10.1007/s12640-020-00283-0]
11. Moneim AEA. The neuroprotective effect of berberine in mercury-induced neurotoxicity in rats. Metab Brain Dis. 2015; 30(4):935-42. [DOI:10.1007/s11011-015-9652-6] [PMID] [DOI:10.1007/s11011-015-9652-6]
12. Haghani M, Shabani M, Tondar M. The therapeutic potential of berberine against the altered intrinsic properties of the CA1 neurons induced by Aβ neurotoxicity. Eur J Pharmacol. 2015; 758:82-8. [DOI:10.1016/j.ejphar.2015.03.016] [PMID] [DOI:10.1016/j.ejphar.2015.03.016]
13. Narenjkar J, Roghani M, Saedi S. [Assessment of learning and memory in intrahippocampal kainate epileptic rats following berberine administration (Persian)]. Daneshvar Med. 2015; 22(6):65-72. [Link]
14. Kalalian Moghaddam H, Vaezi G H, Mesripour Alavijeg M, salimi M, Ghanbari F. [Effect of berberine hydrochloride and vitamin E on learning and memory in streptozotocin-induced diabetes in rats (Persian)]. J Adv Med Biomed Res 2014; 22 (95):46-58.[Link]
15. Vaezi G, Kalalian Moghadam H, Mesripour M, Salimi M. [The effect of berberine hydrochloride on cognitive dysfunction in streptozotocin-induced diabetic rats (Perian)]. J Sabzevar Uni Med Sci. 2013; 19(4):354-63. [Link]
16. Huang M, Jiang X, Liang Y, Liu Q, Chen S, Guo Y. Berberine improves cognitive impairment by promoting autophagic clearance and inhibiting production of β-amyloid in APP/tau/PS1 mouse model of Alzheimer's disease. Exp Gerontol. 2017; 91:25-33. [DOI:10.1016/j.exger.2017.02.004] [PMID] [DOI:10.1016/j.exger.2017.02.004]
17. Akbar M, Shabbir A, Rehman K, Akash MSH, Shah MA. Neuroprotective potential of berberine in modulating Alzheimer's disease via multiple signaling pathways. Food Biochem. 2021; 45(10):e13936. [DOI:10.1111/jfbc.13936] [PMID] [DOI:10.1111/jfbc.13936]
18. Wang RH, Zhou R, Ding Y, Zhou ZX. [Effects of berberine on learning and memory ability in vascular cognitive impairment rats (Chinese)]. Zhongguo Ying Yong Sheng Li Xue Za Zhi. 2019; 35(4):359-62. [DOI:10.12047/j.cjap.5797.2019.076] [PMID]
19. Wang HC, Wang BD, Chen MS, Chen H, Sun CF, Shen G, et al. Neuroprotective effect of berberine against learning and memory deficits in diffuse axonal injury. Exper Therapeutic Med. 2018; 15(1):1129-35. [DOI:10.3892/etm.2017.5496] [DOI:10.3892/etm.2017.5496]
20. Maleki SN, Aboutaleb N, Souri F. Berberine confers neuroprotection in coping with focal cerebral ischemia by targeting inflammatory cytokines. J Chem Neuroanat. 2018; 87:54-9. [DOI:10.1016/j.jchemneu.2017.04.008] [PMID] [PMCID] [DOI:10.1016/j.jchemneu.2017.04.008]
21. Sedaghat R, Taab Y, Kiasalari Z, Afshin-Majd S, Baluchnejadmojarad T, Roghani M. Berberine ameliorates intrahippocampal kainate-induced status epilepticus and consequent epileptogenic process in the rat: Underlying mechanisms.Biomed Pharmacother. 2017; 87:200-8. [DOI:10.1016/j.biopha.2016.12.109] [PMID] [DOI:10.1016/j.biopha.2016.12.109]
22. Kalalian-Moghaddam H, Baluchnejad Mojarad T, Roghani M, Khaksari M, Norouzi P, Ahoyi M, et al . [Effect of berberin on the regulatin of GFAP+ astrecyte in the hippocampus of STZ diabetic rats (Persian)]. Iran South Med J. 2015; 18(2):250-9. [Link]
23. Kalalian Moghadam H. Baloch Nejad Mojarad T, Roghani M, khaksari M, Norouzi P, Fazli M, et al. [The effect of berberine chloride on oxidative stress in hippocampus of streptozotocin-diabetic rats (Persian)]. J Ilam Uni Med Sci. 2014; 22(4):123-31. [Link]
24. Shen JD, Ma LG, Hu CY, Pei YY, Jin SL, Fang XY, et al. Berberine up-regulates the BDNF expression in hippocampus and attenuates corticosterone-induced depressive-like behavior in mice. Neurosci Lett. 2016; 614:77-82. [DOI:10.1016/j.neulet.2016.01.002] [PMID] [DOI:10.1016/j.neulet.2016.01.002]
25. Hsu YY, Tseng YT, Lo YC. Berberine, a natural antidiabetes drug, attenuates glucose neurotoxicity and promotes Nrf2-related neurite outgrowth. Toxicol Appl Pharmacol. 2013; 272(3):787-96. [DOI:10.1016/j.taap.2013.08.008] [PMID] [DOI:10.1016/j.taap.2013.08.008]
26. Chen W, Wei S, Yu Y, Xue H, Yao F, Zhang M, et al. Pretreatment of rats with increased bioavailable berberine attenuates cerebral ischemia-reperfusion injury via down regulation of adenosine-5′ monophosphate kinase activity. Eur J Pharmacol. 2016; 779:80-90. [DOI:10.1016/j.ejphar.2016.03.015] [PMID] [DOI:10.1016/j.ejphar.2016.03.015]
27. Zhou J, Du X, Long M, Zhang Z, Zhou S, Zhou J, et al. Neuroprotective effect of berberine is mediated by MAPK signaling pathway in experimental diabetic neuropathy in rats. Eur J Pharmacol. 2016; 774:87-94. [DOI:10.1016/j.ejphar.2016.02.007] [PMID] [DOI:10.1016/j.ejphar.2016.02.007]
28. Patil S, Tawari S, Mundhada D, Nadeem S. Protective effect of berberine, an isoquinoline alkaloid ameliorates ethanol-induced oxidative stress and memory dysfunction in rats. Pharmacol Biochem Behav. 2015; 136:13-20. [DOI:10.1016/j.pbb.2015.07.001] [PMID] [DOI:10.1016/j.pbb.2015.07.001]
29. de Oliveira JS, Abdalla FH, Dornelles GL, Adefegha SA, Palma TV, Signor C, et al. Berberine protects against memory impairment and anxiogenic-like behavior in rats submitted to sporadic Alzheimer's-like dementia: Involvement of acetylcholinesterase and cell death. Neurotoxicology. 2016; 57:241-50. [DOI:10.1016/j.neuro.2016.10.008] [PMID] [DOI:10.1016/j.neuro.2016.10.008]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
حق تالیف (کپی رایت) برای مولفان محفوظ است.
صاحب امتیاز: دانشگاه علوم پزشکی قم
ناشر: انتشارات دانشگاه علوم پزشکی قم
شاپا چاپی: 7799-1375
شاپا الکترونیک: 1375-2008
ایمیل مجله: journal@muq.ac.ir
j.muq.ac@gmail.com
