Neonatal dönemde kafein uygulanımının nöbet modellerinde elektroensefalografik ve davranışsal etkilerinin araştırılması

Abstract

Amaç: Kafein, yenidoğan tıbbında özellikle prematüre bebeklerde apne ataklarının tedavisinde kullanılmaktadır. Yenidoğan kafein tedavisinin adenozinerjik nöromodülasyonu değiştirdiğini ve bu değişimin erişkinliğe kadar devam ettiğini gösteren kanıtlar mevcuttur. Adenozin, epileptik nöbetlerde önemli rol oynayan bir nöromodülatördür. Birkaç çalışma, nöbet duyarlılığının erken dönem kafein tedavisinin bir sonucu olarak modifiye edilebileceğini göstermiştir. Biz çalışmamızda ise Wistar Albino Glaxo / Rijswij (WAG / Rij) sıçanlarda erken kafein uygulamasının absans epilepsi, depresyon ve tonik-klonik nöbet aktivitesi üzerindeki etkilerini araştırmayı planladık. Ayrıca, kafein uygulamasının neden olduğu sıçan beyin korteksindeki lipit ve protein moleküllerindeki değişiklikleri saptamayı amaçladık. Yöntem; Günlük 10 mg/kg ve / veya 20 mg/kg'lık bir dozda kafein tedavisi, doğum sonrası 7-11. günler arasında i.p. olarak yapıldı. Kontrol grubundaki sıçan yavrularına salin enjeksiyonu (1mg / kg) yapıldı. Hayvanlar yetişkin döneme geldiğinde davranış testlerine ( lokomotor aktivite testi, sakaroz tercih testi ve zorunlu yüzme testi ) alındı ve takiben EEG kayıtları yapıldı. Dört saat boyunca DDD 'lerin süresi ve sayısı kaydedildi. Daha sonra, jeneralize tonik-klonik aktiviteyi değerlendirmek için aynı WAG / Rij sıçanlara PTZ (50mg / kg i.p.) enjekte edildi. Ayrıca, neonatal kafeine maruz kalan farklı sıçanlarda prefrontal korteksin nöron membranlarının yapısı ve içeriği FT-IR spektroskopisi ile araştırıldı.Bulgular; Yüksek dozda kafein DDD' lerin sayısını ve süresini farklı şekilde etkiledi. Kafein tedavisi alan gruptaki sıçanlarda, kontrol grubu sıçanlarında gözlemlenenden daha az DDD görüldü ve DDD' lerin ortalama süresinin kontrol grubu sıçanlarına kıyasla arttığı saptandı. Her iki doz kafein tedavisi alan WAG / Rij sıçan gruplarında sukroz tercih testinde ve zorunlu yüzme testinde depresyon benzeridavranışların azaldığı görüldü. Kafein tedavisine alınan sıçan beynininde salin enjekte edilen sıçanın beynine kıyasla, prefrontal kortikal nöron membranlarındaki lipit ve protein içeriğinin azaldığı gözlendi. Kafein tedavileri, PTZ'nin neden olduğu jeneralize tonik-klonik nöbet aktivitesini değiştirmedi.Sonuç; Sonuçlarımızdan hareketle erken dönem kafein uygulanımının erişkinlikteki absans nöbetleri ve depresyon benzeri davranışları etkileyebilmektedir. Membran lipitlerinin ve kortikal nöronların proteinlerinin moleküler organizasyonu da etkilenmiştir. Bu bulgular, erken dönem kafein uygulanımının uzun süreli nörokimyasal ve davranışsal tepkilere neden olduğunu desteklemektedir.

Objective; Caffeine is used in neonatal medicine, in particular, the treatment of apneic episodes in premature infants. There is evidence that neonatal caffeine treatment alters adenosinergic neuromodulation and this change persists until adulthood. Adenosine is a neuromodulator which plays important role in epileptic seizures. Few studies demostrated that seizure susceptibility could be modified as a consequence of early caffeine treatment. In our study, we plannned to investigate the affects of early caffeine administration on absence epilepsy, depression and tonic- clonic seizure activity in Wistar Albino Glaxo/Rijswij (WAG/Rij) rats. We also aimed to detect changes in lipid and protein molecules in rat brain cortex induced by caffeine administration.Methods: Caffeine treatment at a daily dose of 10mg/kg and/or 20mg/kg, i.p. was performed during post natal day 7-11. Control rat pups received saline (1mg/kg). In adulhood, animals were submitted to behavioral testing (locomotor activity test, sucrose preference test and forced swimming test) followed by EEG recordings. The duration and number of SWDs were recorded for four hours. Then, same WAG/Rij rats were injected with PTZ (50mg/kg i.p.) to asses generalized tonic-clonic activity. In addition, structure and content of the neuron membranes of prefrontal cortex in different rats exposed to neonatal caffeine were investigated by FT-IR spectroscopy.Results: The higher dose of caffeine influenced number and duration of SWDs differently. Caffeine treatment resulted in less SWD than observed in control rats, while the mean duration of SWD increased compared to control rats. Both caffeine treatment attenuated depression like behaviours in WAG/Rij rats shown in sucrosepreference test and forced swimming test. Declines in content of lipids and proteinsin prefrontal cortical neuron membranes of caffeine -injected rat brain were observed when compared to saline -injected rat's brain. Caffeine treatments did not alter PTZ- induced generalized tonic-clonic seizure activity.Conclusion: From the our results, we conclude that neonatal caffeine administration is able to influence absence seizures and depression like behaviours in adulthood. The molecular organization of membrane lipids and proteins of cortical neurons was also affected. These findings support the neonatal administration of caffeine lead to long-lasting neurochemical and behavioral responses.