Topiramatın öngörülemeyen hafif kronik strese maruz kalan sıçanlarda öğrenme ve hafıza üzerine etkileri

Abstract

Amaç: Biz çalışmamızda bir antiepileptik ilaç olan topiramatın (TOP) kronik öngörülemeyen hafif strese (CUMS) maruz kalan sıçanlarda bilişsel fonksiyonlar üzerine olan doz-bağımlı etkilerini araştırmayı amaçladık.Kapsam: Yaşam boyu sürekli maruz kalınan çevresel ve psikolojik birçok stres faktörü depresif bozukluklara neden olmakta ve bu stres faktörleri vücudumuzda pek çok nörobiyolojik ve nörodejeneratif değişikliklere yol açmaktadır. TOP epilepsi tedavisinde kullanılmasının yanında psikiyatrik hastalıkların tedavisinde de kullanılmaktadır. Fakat literatürde TOP' un bilişsel fonksiyonları bozduğuna dair çelişkili bulgular bulunmaktadır. Biz de çalışmamızda TOP' un öğrenme-hafıza üzerine olan etkilerini davranış, nörobiyolojik ve morfolojik olarak geniş perspektifte araştırmayı amaçladık. Yöntem: Çalışmamızda Wistar-erkek (300-400g) sıçanlar kullanıldı. Sıçanlar; Kontrol, Kontrol+TOP1 mg/kg, CUMS, CUMS+TOP (0,1, 1, 10, 100 mg/kg) grupları olmak üzere 7 gruba ayrıldı. CUMS protokolümüzde 9 farklı hafif-stresör olup 45 gün boyunca rastgele uygulandı. CUMS protokolünden sonra 21 gün boyunca TOP gavaj yolu ile uygulandı. İlaç uygulamalarının ardından; sükroz tercih, lokomotor aktivite (LA), rotarod (RT), zorlu yüzdürme (ZYT), yükseltilmiş artı labirent (YLT) ve Morris su tankı (MST) testleri gerçekleştirildi. Davranış testlerinin ardından; kan serumlarında kortikosteron, sağ hipokampus dokusunda BDNF, glutamat ve ACh seviyeleri ELISA yöntemi ile değerlendirildi. Sol beyin hemisferinde hipokampal (Cornu Ammonis-CA1/CA3, girus dentatus-GD) bölgelerin hacimleri hesaplandı. Ayrıca CUMS ve TOP' un vücut, beyin ve adrenal ağırlıkları ve mide üzerine etkileri araştırıldı. İstatistiksel analizler tek ve çift yönlü varyans analizi ile değerlendirildi. Bulgular: CUMS' da kontrole göre sükroz tüketimi azalmıştır (<%65). LA'da total hareket CUMS, CUMS+TOP0,1, CUMS+TOP1 gruplarında kontrole göre artmıştır. RT' de CUMS, CUMS+TOP10, CUMS+TOP100 gruplarında düşme gecikmeleri kontrole göre artmıştır. YLT' de gruplar arasında fark görülmemiştir. ZYT' de CUMS, CUMS+TOP0,1 gruplarında immobilize kalınan süre kontrole göre artmıştır. MST' de Kontrol+TOP1, CUMS, CUMS+TOP0.1, CUMS+TOP1 platform kadranında geçirilen süreyi kontrole göre artırmıştır. Kontrol+TOP1 platforma olan uzaklığı kontrole göre azaltırken CUMS+TOP100 artırmıştır. Öğrenme testlerinde ise CUMS+TOP100 grubu kontrole göre öğrenmeyi bozmuş Kontrol+TOP1 artırmıştır. Kortikosteron seviyesi CUMS+TOP100 grubunda kontrole göre azalmıştır. BDNF seviyesi CUMS grubunda kontrole göre artmıştır. ACh seviyeleri arasında gruplar arasında fark yoktur. Glutamat seviyeleri CUMS, CUMS+TOP10 gruplarında kontrole göre artmıştır. Vücut ağırlığı CUMS, CUMS+TOP0,1, CUMS+TOP1, CUMS+TOP100 gruplarında kontrol grubuna göre azalmıştır. CA1-CA3 ve GD hacmi CUMS grubunda kontrole göre artmıştır. Midede hiçbir grupta ülseratif-lezyon gözlenmemiştir. Sonuç: Bizim uygulamış olduğumuz CUMS öğrenme-hafızayı iyileştirirken bu bulgu hipokampus'te BDNF seviyelerini ve CA-GD hacmini artırarak desteklenmiştir. Öğrenme-hafıza testlerinde özellikle TOP 1 mg/kg dozu öğrenme-hafızayı iyileştirmiş, stresin eşlik ettiği durumlarda TOP 1 ve 0,1 mg/kg dozları ise hafızayı iyileştirmiştir. Stresin eşlik ettiği durumlarda TOP 100 mg/kg dozunun ise öğrenme-hafızayı bozduğu görülmüştür.

Aim: In our study, we aimed to investigate the dose-dependent-effects of topiramate (TOP), an antiepileptic-drug, on cognitive-functions in rats exposed to chronic unpredictable mild stress (CUMS).Content: Exposure to constantly environmental-psychological stress factors for lifetime causes depressive-disorders. Those stress-factors lead to many neurobiological-neurodegenerative changes in our body. TOP is used in the treatment of epilepsy as well as in the treatment of psychiatric-diseases. However, there are conflicting findings in the literature that TOP disrupts cognitive-functions. In our study, we aimed to investigate the effects of TOP on learning-memory from a broad-perspective in terms of behavioral, neurobiological and morphological.Method: Wistar-male-rats(300-400g) were used in our study. Animals were divided into 7-groups; Control,Control+TOP1mg/kg, CUMS,CUMS+TOP(0.1,1, 10,100mg/kg). In our CUMS-protocol, 9-different-mild-stressors were applied randomly for 45-days. After 45-days of CUMS-protocol, TOP was administered by gavage during 21-days. After drug-administrations; anhedonia, locomotor-activity (LA), Rotarod(RT), forced-swimming (ZYT), elevated plus maze (YLT) and Morris water maze tests (MST) were performed. After the behavirol-tests, blood corticosterone-levels and BDNF, glutamate, ACh-levels in right-hippocampus tissue were evaluated by ELISA. Also volumes of the left-hippocampus (CA-GD) were evaluated. The effects of CUMS/TOP on body, brain, adrenal-weight, stomach were invastigated. One-two way ANOVA test was used for statistical-analysis.Results: Sucrose-preference is reduced in CUMS compared to control(<%65). Total-movement increased in CUMS, CUMS+TOP0.1, CUMS+TOP1 compared to control in LA. Latency to fall increased in CUMS,CUMS+TOP10, CUMS+TOP100 compared to control in RT. There is not a significant difference between the groups in YLT. Immobilization-time increased in CUMS, CUMS+TOP0.1 compared to control in ZYT. Time-spent in the platform-quadrant increased in Control+TOP1, CUMS, CUMS+TOP0.1, CUMS+TOP1 compared to control in MST. Control+TOP1 decreased the distance to platform compared to control while CUMS+TOP100 increased. In learning-tests, learning is impaired in CUMS+TOP100 while it is improved in Control+TOP1. Corticosterone-levels decreased in CUMS+TOP100 compared to control. BDNF-levels increased in CUMS compared to control. There is not a significant difference in ACh-levels between the groups. Glutamate-levels increased in CUMS,CUMS+TOP10 compared to control. Body-weight decreased in CUMS,CUMS+TOP0.1, CUMS+TOP1,CUMS+TOP100 compared to control. CA1-CA3,GD volumes increased in CUMS compared to control. There is not a significant difference in gastric-side-effects between the groups.Conclusions: In our CUMS protocol, CUMS improved learning-memory and this findings were supported by the increase of BDNF-levels and volume of CA-GD. In learning-memory test, especially the dose of TOP 1mg/kg improved learning-memory. In the presence of stress, while TOP1 and 0.1mg/kg doses improved memory, TOP100mg/kg dose was found to impair learning-memory.