Dişi sıçanlarda aromataz inhibitörü letrazolün monoaminerjik nörotransmitterler, ncam düzeyleri ve kognitif fonksiyonlar üzerine etkileri

Abstract

Östrojenin özellikle uzaysal hafıza basta olmak üzere ögrenme ve hafızayıetkilemektedir. Östrojen sentezleyen aromataz enzimi nöronlarda ve astrositlerdebulunmaktadır. Letrazol bu enzimi geri dönüsümlü ve güçlü bir sekilde inhibe etmektedir. Buçalısma, letrazolün uzaysal ögrenme ve hafıza performansları, çesitli beyin bölgelerinde nöralhücre adezyon molekülleri (NCAM) ve katekolaminerjik nörotransmitter düzeyleri üzerineetkilerinin ve bunların birbirleriyle iliskilerinin arastırılması amacıyla yapıldı.İntakt modelde, düzenli siklus gösteren toplam 32 adet yetiskin Sprague-Dawley sıçandört gruba ayrıldı (n=8). Kontrol grubuna sadece serum fizyolojik verildi. İkinci ve üçüncügruplara günlük oral gavaj ile sırasıyla 0.2 ve 1 mg/kg dozlarında letrazol altı hafta uygulandı.Letrazol (1mg/kg) uygulanan diger bir grup uygulamadan sonra iki hafta iyilesmeye bırakıldı(iyilesme grubu). Ovarektomize (Ovx) modelde ise, 32 adet sıçan iki taraflı ovarektomizeedildikten sonra dört gruba ayrıldı. Birinci gruba sadece serum fizyolojik verildi. İkinci grubaletrazol (1mg/kg) altı hafta uygulandı. Ovx sıçanların üçüncü grubuna letrazol (1mg/kg) ilegünlük östradiol (E2, 10?g/sıçan) ve son gruba ise 1mg/kg letrazol ile birlikte 10?g/sıçandozunda E2 gün asırı uygulandı. Uygulamalar sonunda tüm hayvanlar Morris su tankı uzaysalögrenme testlerine tabi tutuldular. Sonra hayvanlar dekapite edildiler ve hızla beyinleriçıkarılıp bölgelere ayrıldı. Katekolaminlerin konsantrasyonu HPLC-ECD ile belirlendi.NCAM 120, 140 ve 180 izoformları Western blot ile ve serum E2 seviyeleri ise ELIZAyöntemi ile ölçüldü.Uterus agırlıkları letrazol tarafından doz bagımlı olarak azaldıgı (p<0.01); iyilesmegrubunda ise bu parametrelerin kontrol degerlerine bir miktar yaklastıgı gözlendi (p<0.05).Serum E2 seviyeleri de benzer seyir gösterdi (p<0.01). Letrazol uygulanan sıçanların uzaysalögrenme performansında istatiksel fark bulunamadı. Buna ragmen prob testinde yüksek dozletrazol uygulanan intakt sıçanlar hedef kadranda kontrole göre daha fazla zaman geçirdiler(p<0.05). Ovx hayvanlardan letrazol uygulananların kaçınma süreleri Ovx kontrol gruba göreanlamlı olarak azdı (p<0.001); fakat prob testi performansları daha yüksekti (p<0.05). GünlükE2 uygulanan hayvanların ögrenme performansları diger tüm gruplar ile karsılstırıldıgındaoldukça yetersizdi; ancak gün asırı E2 tedavisinde ise ögrenme performansları günlük E2uygulanan hayvanlardan daha iyiydi (p<0.05). Letrazol intakt sıçanlarda hem hipokampustahem de kortekste NCAM 180 ve 140 ekspresyonunu arttırdı (sırasıyla; p<0.01 ve p<0.001).Ovx hayvanların hepsinde korteks NCAM 180 intakt kontrolden daha düsük bulundu(p<0.05). Katekolaminerjik nörotransmitterlerin konsantrasyonları beyin bölgesine vekatekolaminin türüne göre degisiklik gösterdi.Sonuç olarak; bu bulgular beyinde östrojen sentezinin inhibisyonunun uzaysalögrenmeye faydalı olabilecegini göstermektedir. Katekolaminerjik nörotransmitterler veNCAM ekspresyononu gibi yapısal degisiklikler östrojen bagımlı kognitif fonksiyonlardakidegisikliklerin temelini olusturuyor olabilir. Aynı zamanda bu çalısma Ovx hayvanlaraöstrojen uygulama yöntemi ögrenme performansını ve katekolamin seviyelerinietkileyebileçegini göstermektedir.

It is well-known that estrogen influences the learning and memory, especially spatial memory.Expression of aromatase which synthesizes estrogen has been demonstrated in neurons andastrocytes. However, letrazole strongly inhibits this enzyme in a reversible manenr. In thisstudy, we aimed to investigate effecte of letrazol on spatial learning, memory perfomances,neural cell adhesion molecules (NCAM) in different brain regions and the catecholaminergicneurotransmitter levels and their relationship.In intact model, 32 adult Sprague-Dawley rats with regular oestrous cycles were divided intofour groups (n=8). Rats in control group received saline alone. Letrazole was administered tothe animals in the second and third groups by daily oral gavage at 0.2 and 1 mg/kg doses,respectively, for six weeks. Another group of letrazole (1mg/kg)-treated rats were allowed torecover for two weeks. In the second model, 32 rats were divided into four groups afterbilateral ovariectomy. The first group served as control and received saline alone. Letrazole (1mg/kg) was administered to second group for six weeks. Ovariectomized (ovx) rats in thethird group were administered letrazole (1 mg/kg) and daily estradiol (E2, 10 ?g/rat). The ratsin the last group were administered letrazole (1 mg/kg) and E2, (10 ?g/rat) on alternate days.At the end, all rats were subjected to a spatial version of Morris water maze. Then, theanimals were decapitated and the brains rapidly removed and seperated into regions.Catecholamine concentrations were determined by HPLC-ECD. NCAM 180, 140 and 120isoforms were detected by Western blotting. Levels of serum E2 were determined by ELISA.Uterine weights were significantly reduced by letrazole in a dose-dependent manner (p<0.01)which returned to control values following two weeks of recovery (p<0.05). Serum E2 levelsfollowed a similar course (p<0.01). Although improvement in spatial learning performance ofletrazole-treated rats was not statistically significant, high-dose letrazole-treated groupremained significantly longer in the target quadrant compared to the control in probe trialperformance test (p<0.05). Administration of letrazole to ovx animals significantly reducedthe latency (p<0.001) and increased the probe trial performance compared to ovx controls(p<0.05). The learning performance was rather insuficient in rats treated with daily E2compared to all of the others groups, but it was better with E2 on alternate days than treatedwith daily E2 animals (p<0.05). Letrazole increased expressions of NCAM 180 and NCAM140 in both hippocampus and cortex of intact rats (p<0.01 and p<0.001, respectively). In thecortex samples of ovx animals, NCAM 180 was overall lower than the intact control values(p<0.05). Concentrations of catecholaminergic neurotransmitters differed according to thebrain region and types of catecholaminergic neurotransmitters studied.It appears that inhibition of estrogen synthesis in the brain may have beneficial effects onspatial memory. We suggest that structural changes such as NCAM expression andcatecholaminergic neurotransmitters in the hippocampus and prefrontal cortex may be theneural basis for estrogen-dependent alterations in cognitive functions. Moreover, the methodfor estrogen administration to ovx rats may affect the learning performance and catecholaminelevels.