بررسی اثرات محیط غنی شده بر اعمال شناختی در رت های نر بالغ محروم از خواب به دنبال کاهش سروتونین در اوایل زندگی : مطالعات رفتاری و مولکولی

خلاصه فارسی

زمینه: سروتونین یک انتقال دهنده عصبی مهم در مغز است که نقش مهمی در سلامت مغز در طول رشد و در طول زندگی ایفا می کند و به عنوان یک عامل رشد و انتقال دهنده عصبی در مغز بزرگسالان عمل می کند. کاهش سروتونین در اوایل زندگی با پاراکلروفنیل آلانین (PCPA) باعث اختلال شناختی در بزرگسالان می شود. نتایج مطالعات قبلی نشان داده است که زندگی در یک محیط غنی شده(EE) این اختلالات را بهبود می بخشد. خواب نیز بخش مهمی از زندگی انسان است و یک عامل اصلی برای سلامت تمام سیستم های بدن است. کم خوابی می تواند منجر به اختلالات خلقی و روانی و همچنین اختلالات شناختی شود. هدف: بنابراین، در مطالعه حاضر، ما اثرات قرار گرفتن در معرض EE را به دنبال کاهش سروتونین پس از تولد بر عملکرد شناختی و سطح فاکتورهای نوروتروفیک مغز هیپوکامپ در موش‌های محروم از خواب بررسی کردیم. مواد و روشها: 9 گروه (n-8) موش در کار حاضر مورد مطالعه قرار گرفتند. گروه های مطالعه عبارتند از: کنترل، محرومیت از خواب (SD)، PCPA (100mg/kg sc)، PCPA + SD، EE، EE + SD، EE + PCPA، SD+ EE + PCPA و گروه شم که روی سکوی بزرگ بدون محرومیت از خواب قرار می گیرند. PCPA برای 4 گروه از موش‌ها به مدت 10 روز در PND10-20 تزریق شد. پس از آن، در روز بیست و یکم پس از تولد، آنها را از شیر گرفته و بر اساس گروه بندی خود، در یک محیط غنی شده (EE) یا قفس استاندارد تا PND 60 نگهداری می کنند. پس از انجام تست‌های رفتاری (اجتناب غیرفعال و حافظه تشخیص شی جدید، آزمایش میدان باز و تست صفحه داغ)، موش‌ها بیهوش شدند و هیپوکامپ و قشر جلوی مغز (PFC) برای ارزیابی بیان ژن BDNF برداشته شدند. علاوه بر این، 5 موش از گروه کنترل و 5 موش از گروه PCPA پس از 10 روز تجویز سروتونین بیهوش شدند و هیپوکامپ و PFC برای اندازه گیری سطح سروتونین خارج شدند.علاوه بر این، برای ارزیابی اثر کاهش سروتونین بر مورفولوژی سلول‌های هیپوکامپ، 5 موش به عنوان گروه کنترل و 5 موش صحرایی به عنوان گروه PCPA در روز 70 پس از تولد بیهوش شدند و مغز آنها خارج و در پارافورمالدئید برای رنگ آمیزی هماتوکسیلین و ائوزین ذخیره شد. نتایج: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که تجویز PCPA پس از تولد باعث کاهش سروتونین در ساختار مغز شده و همچنین باعث اختلالات اجتنابی غیرفعال و حافظه های تشخیص اشیاء جدید، اختلالات رفتاری و کاهش بیان ژن BDNF در هیپوکامپ و قشر جلوی مغز می شود. از سوی دیگر، کم خوابی باعث اختلالات شناختی و رفتاری در مقایسه با گروه کنترل و اختلال در بیان ژن BDNF در هیپوکامپ و قشر جلوی مغز می شود. اختلالات در گروه محروم از خواب که PCPA را در اوایل زندگی دریافت کردند نیز شدیدتر است. ، قرار گرفتن نوجوانان در معرض EE ، اختلالات شناختی و رفتاری ناشی از کاهش سروتونین و/یا محرومیت از خواب را کاهش می‌دهد. همچنین باعث افزایش BDNF در هیپوکامپ و PFC شد.

عنوان انگليسی

The effects of environmental enrichment on cognitive functions following early life serotonin depletion in sleep deprived adult male rats: Molecular and Behavioral Studies

خلاصه انگلیسی

Background: Serotonin is an important neurotransmitter in the brain that plays an important role in brain health during development and throughout life and acts as a growth factor and neurotransmitter in the adult brain. Decreased serotonin in early life with parachlorophenyl alanine (PCPA) causes cognitive impairment in adults. The results of previous studies have shown that housing in an enriched environment (EE) improves these disorders. Sleep is also an important part of human life and is the main factor for the health of all bodily systems. Sleep deprivation can lead to mood and mental disorders as well as cognitive impairments Aim: Therefore, in the present study, we investigated the effects of EE exposure following postnatal serotonin depletion on cognitive function and the level of hippocampal brain neurotrophic factors in sleep-deprived rats. Materials and Methods: 9 groups of (n-8) rats were studied in the present work. Study groups include: Control, sleep deprivation (SD), PCPA (100mg / kg, s.c), PCPA + SD, EE, EE + SD, EE + PCPA, + SD EE + PCPA, and sham group, which are placed on large platforms without sleep deprivation. PCPA was injected for 4 groups of rats for 10 days in PND10-20. After that, on the 21st day after birth, they are weaned and, according to their grouping, housed in an enriched environment (EE) or standard cage until PND 60. After this time, the SD groups were sleep deprived for 24 hours, and after performing behavioral tests (passive avoidance and novel object detection memory, Open field, and Hot plate tests), the rats were anesthetized and the hippocampus and prefrontal cortex (PFC) were removed to assess BDNF gene expression. Besides, 5 rats from the control group and 5 rats from the PCPA group were anesthetized after 10 days of serotonin administration, and the hippocampus and PFC were removed to measure serotonin level. In addition, for evaluating the effect of serotonin depletion on the morphology of hippocampal cells, 5 rats as a control and 5 rats as PCPA groups were anesthetized on the 70th day after birth, and their brains were removed and stored in paraformaldehyde for hematoxylin and eosin staining. Results: The results of the present study showed that postnatal PCPA administration reduced serotonin in brain structure and also caused passive avoidance and novel object recognition memories impairments, behavioral disorders, and decreased BDNF gene expression in the hippocampus and prefrontal cortex. On the other hand, sleep deprivation caused cognitive and behavioral disorders compared to the control group and impairs the expression of the BDNF gene in the hippocampus and prefrontal cortex. Disorders in the sleep-deprived group who received PCPA in early life are also more severe. However, EE exposure alleviated cognitive impairment due to serotonin depletion and sleep deprivation, it also increased BDNF in the hippocampus and PFC. In conclusion, adolescent EE exposure alleviates cognitive and behavioral impairment induced by serotonin depletion and /or sleep deprivation. Conclusion: In conclusion, adolescent EE exposure alleviates cognitive and behavioral impairment induced by serotonin depletion and /or sleep deprivation

Document Downloads