Akut ve kronik stres modellerinin öğrenme üzerine etkileri

Abstract

ÖZET Stres, bir takım davranışsal ve fizyolojik değişikliklere paralel olarak kognisyon üzerinde de etkileri olan ve insan sağlığını tehdit eden bir olgudur. Streste, artan kortikosteron ile ilişkili olarak, nitrik oksit (NO) ve lipid peroksidasyonun arttığı bilinmekle birlikte, bu faktörlerin öğrenme üzerindeki etkileri henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu amaçla planlanan çalışmamızda, lipid peroksidasyon indeksi Tiobarbitürik Asit Reaktif Ürünleri (TBARS) ve nitrit ölçülerek, stresin uzaysal öğrenmede oluşturduğu değişikliklerde lipid peroksidasyonun ve NO 'in nasıl bir rolü olduğu araştırılmıştır. Çalışmamızda 90 adet albino sıçan; Kontrol (K), sadece öğrenme deneyleri uygulanan grup (W), hafıza testi öncesinde akut stres uygulanan grup (AS), bilgi edinim süresince 6 gün stres uygulanan grup ( Kısa Süreli StresıKSl), öğrenme ve hafıza testi uygulamaları öncesinde 7 gün stres uygulanan grup (KS2), 21 gün kronik stres uygulandıktan sonra öğrenme deneylerine alınan grup (KrSl), 21 gün kronik stresten sonra öğrenme deneyleri süresince de stres uygulanan grup (KrS2), sadece 21 gün kronik stres uygulanan grup (KrS3) ve 21 günlük kronik stresten sonra 7 gün dinlenmeye bırakılan grup (KrS4) olmak üzere oluşturulan 9 gruba eşit olarak bölünmüştür. Uzaysal öğrenme ve hafıza performansları yaygın olarak kullanılan Morris su tankı deneyleri (WM) ile incelenmiştir. Deneyin ilk 6 gününde bilgi edinimi, 7. gününde ise hafıza ölçülmüştür. Akut stres modeli WM deneylerinin 7. gününde hafıza testinden yaklaşık 90 dakika önce 1 saat hareketsizlik (restraint) stresi uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Kısa süreli ve kronik stres gruplarında ise aynı stres modeli aynı süreyle 6, 7, 21 ve 28 gün boyunca tekrarlanmıştır. Deneylerden sonra biyokimyasal analizler için hayvanların kanları ile birlikte hipokampus ve frontal korteksleri alınmıştır. Plazma kortikosteron düzeylerinin bütün deney gruplarında kontrole göre arttığı görülmüştür. W ile AS grupları arasında bir farklılığın olmadığı, ancak kortikosteron değerlerinin diğer deney gruplarından daha düşük olduğu saptanmıştır. Kısa süreli stres grupları (KSİ ve KS2) ile kronik stres grupları (KrS2 ve KrS3) karşılaştırıldığında kortikosteron değerleri arasında herhangi bir farklılığın olmadığı izlenmiştir. Bütün deney gruplarında hipokampus ve frontal korteks nitrit değerleri kontrole göre anlamlı olarak yükselmiştir. W grubunun, frontal korteks ve hipokampus nitrit düzeylerinin anlamlı olarak arttığı, ancak bu grupla karşılaştırıldığında akut stresin nitrit artışı üzerine ilave bir etkisinin olmadığı bulunmuştur. W ve AS gruplarının nitrit değerlerinin kısa süreli stres gruplarından düşük olduğu gözlenmiştir. Kronik stres gruplarının (KS2 ve KS3) nitrit değerlerinin her iki dokuda da, akut ve kısa süreli stres gruplarına göre daha yüksek olduğu görülmüştür. TBARS değerleri incelendiğinde, bütün deney gruplarında hipokampus ve frontal korteks TBARS değerlerinin kontrole göre anlamlı olarak yükseldiği görülmüştür. Akut ve kısa süreli stres gruplarının TBARS düzeylerinin, her iki dokuda da kronik stres gruplarından (KrS2 ve KrS3) daha düşük olduğu tespit edilmiştir. 21 günlük kronik stres sonrasında 7 gün dinlenmeye bırakılan KrS4 grubunun TBARS düzeyinin kronik stres gamlarına göre anlamlı olarak azaldığı, fakat kontrol seviyesine inmediği dikkati çekmiştir. Kısa süreli stresin bilgi edinimini ilk 2 günde kolaylaştırdığı fakat sonraki günlerde olumsuz etkilediği gözlenmiştir. 21 günlük ve 28 günlük kronik stres uygulamasının öğrenme performansını önemli ölçüde azalttığı saptanmıştır. Akut ve kronik stresin hafızayı bozduğu saptanırken, kısa süreli stres gruplarının hafıza testi performanslarının da W grubuna göre daha düşük olduğu izlenmiştir.

ABSTRACT Stress, which is a phenomenon threats humans health, elicits a number of behavioral and physiological adaptations. It is known that, associated with the elevated serum cortisone levels, nitric oxide and lipid peroxidation increases with stress. However, the exact role of nitric oxide (NO) and lipid peroxidation in the alterations of cognitive functions induced by stress is not fully described yet. So, in the present study, in order to explore the roles of NO and lipid peroxidation in stress induced changes in spatial learning, Thiobarbituric Acid-Reactive Substances (TBARS) and nitrit levels are determined. For the study 90 albino rats were equally divided into 9 groups as follows; Contol (C), the group that only Morris Water Maze (WM) protocol applied (WM), the group that is exposed to acute stress before retention test (Acute st), the group that is exposed to repeated stress for 6 days before acquisition trials (6 d. St.), the group that is exposed to repeated stress for 7 days before acquisition and retetion test trials (7 d. St), the group to which WM protocele applied after chronic stress for 21 days(21 d. Ch. St.+WM), the group exposed to chronic stress for 28 days and additionally WM protocol is applied during the last 7 days of chronic stress (28 d Ch. St.), the group that is exposed to chronic stress for 21 days (21 g Ch. St.) and the group that is allowed for 7 days recovery after chronic stress for 21 days (21 d Ch. St. + 7 d. Recovery). Restraint stress is used as an experimental stress model and applied for 1 hour daily. Spatial learning and memory performances of the animals are investigated by Morris Water Maze (MWM). The first 6 days are used for acquisition performance and the 7th day for memory performance. Acute restraint stress is applied for 1 hour on 7th day, approximately 90 minutes before the training. The same stress model is applied to repeated and chronic stress groups for 1 hour daily for 6,7,21 and 28 consecutive days. Following the tests, the animals are decapitated and blood, hippocampus and frontal cortex tissues are removed for biochemical analyses. In all groups, plasma corticosterone levels are found to be elevated according to control. There was no difference between corticosterone levels of Group W and Group AS, yet both were significantly lower than those of the other experimental groups. Corticosterone levels of repeated stress groups and chronic stress groups are found to similar. The nitrit value of Group W is found to be elevated in both hippocampus and frontal cortex according to control. However, acute stress had no additional effect on nitrit. The nitrit levels of both Group W and Group AS were lower than those of the repeated stress groups. It is observed that the nitrit levels in both tissues of the chronic stress groups were higher than those of either the acute and the repeated stress groups. When TBARS levels are compared, it is seen that TBARS levels of all experimental groups are found to be increased with respect to control. It is also observed that TBARS levels of chronic stress groups are significantly elevated with respect to acute and repeated stress groups in both tissues. TBARS level of Group KrS4, which is allowed for 7 days of recovery following 2 1 days of chronic stress, is found to be decreased when compared to chronic stress groups but did not turned back to control level. From the results of MWM experiments, it is noticed that repeated stress facilitated the acquisition on 2nd and 3rd days but impaired in the following days. 21 and 28 days of chronic stress significantly impaired the acquisition. Both the acute and chronic stress impaired retention performance and in a similar manner, the retention performances of repeated stress groups are observed to be lower than Group W.