نقش گیرنده‏های آندروژنی بر روی اختلالات حافظه و یادگیری در موش‏های صحرائی نر بالغ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات فارس

2 دانشجوی دکتری گروه داروشناسی و سم‌شناسی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تبریز

چکیده

هورمون‏های جنسی خصوصاً تستوسترون دارای اثر محافظتی بر روی نورون‏های مغزی در بیماری‏های نورودژنراتیو نظیر بیماری آلزایمر می‏باشند. مطالعه حاضر اثر مهم و برجسته تستوسترون و گیرنده‏های آندروژنی را بر روی اختلالات حافظه که به وسیله تزریق داخل بطنی استرپتوزوتوسین ایجاد شده است، نشان می‏دهد. در این تحقیق حیوانات به صورت تصادفی به 11 گروه تقسیم گردید. مدل آزمایشی بیماری آلزایمر به وسیله تزریق دو طرفه درون بطنی داروی استرپتوزوتوسین صورت گرفت، و دو هفته بعد از اولین تزریق داروی مذکور، حیوانات با استفاده از آزمون یادگیری احترازی غیرفعال مورد بررسی قرار گرفتند، به طوری که فاصله زمانی مابین ورود حیوان از خانه روشن به خانه تاریک دستگاه بر حسب ثانیه اندازه‏گیری شد و تحت عنوان تاخیر در مرحله ورود (STL) نامگذاری گردید. در گروه گنادکتومی، عمل جراحی حذف بیضه‏ها صورت گرفت و مطالعات رفتاری بر روی اختلالات حافظه بعد از 4 هفته انجام شد. نتایج مربوط به این مطالعه نشان داد که تزریق داروی استرپتوزوتوسین، اختلالات حافظه را به صورت معنی‏دار 001/0 P< ایجاد نمود. حافظه در موش‏های صحرائی گنادکتومی شده به صورت معنی‏دار 001/0P< در مقایسه با موش‏های نرمال و شم‏ها کاهش یافت. درمان جایگزین با تستوسترون، حافظه را به سطح موش‏های نرمال رسانید. جالب توجه این که تستوسترون هیچ‏گونه اثر مشخّص و معنی‏دار بر روی حافظه موش‏های صحرائی نرمال نداشت. مجموع تمام نتایج در این مقاله نشان داد که تستوسترون اختلالات حافظه مربوط به بیماری آلزایمر را بهبود بخشید.

کلیدواژه‌ها


مقدمه

بیماری آلزایمر جزء بیمارهای نورودژنراتیو مربوط به افراد مسن بوده که در آنها اختلالات حافظه(Price et al., 1993)، سرکوب زبان (Esteban-Santillan, 1998)، اختلالات بینائی فضائی (Kirk and Kertesz , 1991) و ناتوانی‏های حسی و حرکتی(Hardy and Selkoe, 2002) دیده می‏شود. این بیماری در نتیجه تجمع و افزایش پروتئین بتا آمیلوئید به وجود می‏آید (Melcangi and Martini, 1993). از نظر پاتوژنز بیماری آلزایمر، با به وجود آمدن پلاک‏های مغزی که نتیجه رسوب پروتئین‏های بتاآمیلوئید، و دیستروفی سلول‏های عصبی در مناطق انتهائی نئوکورتیکال و دیگر مناطق مغزی، مشخص می‏شود. از طرف دیگر تشکیل تانگل‏های نورونی در مناطق میانی لوب گیجگاهی، عامل از بین رفتن نورون‏های مغزی بوده، که در ایجاد و پیشروی بیماری آلزایمر بسیار مهم می‏باشد (Kirk and Kertesz, 1991). مغز به عنوان بافت هدف مناسب برای آندروژن‏ها بوده که دارای گیرنده‏های زیادی برای آنها می‏باشد (Pike, 2008; Spritzer, 2008). فعالیّت گیرنده‏های آندروژنی بر روی نورون‏ها و سلول‏های گلیائی در مناطق حساس به آندروژن در درون مغز صورت می‏گیرد (Falkenstein, 2000). تنظیم فعالیت گیرنده‏های آندروژنی و ترجمه mRNA و حفاظت از گیرنده‏های آندروژنی در بافت‏های مختلف بدن نظیر بافت مغزی به وسیله هورمون آندروژن صورت می‏گیرد (Białek, 2004; Patchev, 2004). در سلول‏های عصبی و گلیائی کورتکس مناطق مختلف مغز، خصوصاً در هیپوتالاموس، تالاموس، هیپوکامپ و آمیگدال، گیرنده‏های آندروژنی وجود دارند که به خوبی از دیگر گیرنده‏ها قابل تفکیک می‏باشند (Moffat, 2002). در طول عمر موجود، آندروژن‏ها، در تعدادی از عملکردهای حیاتی بدن شرکت می‏نمایند. تستوسترون در دوران پیش از تولد و هم چنین پس از تولد در تغییرات نورونی و در ارگانیزاسیون نورونی و گلیائی دخالت می‏کند و از مشخصات کلینیکی مغزی در این زمینه اختلالات در تشخیص نظیر، کاهش کارایی حافظه‏ای که وابسته به کورتکس پیشانی و کاهش حافظه طولانی مدت وابسته به هیپوکامپ و دیگر مناطق تمپورال مغز میانی دیده می‏شود (Price, 1993).

آندروژن‏ها، خصوصاً تستوسترون در ارتباط با تشخیص و حافظه به صورت مشخّص، عمل نموده به طوری که کاهش و حذف تستوسترون، منجر به اختلالات حافظه و افزایش بیماری‏های نورودژنراتیو و صدمات مغزی نظیر بیماری آلزایمر و پارکینسون و هانتیگتون می‏شود (Rosario, 2004). سطح تستوسترون مغزی در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر پیشرفته به صورت معنی‏داری کاهش یافته، که نشانه پیشروی بیماری نورودژنراتیو آلزایمر می‏باشد(Emmelot-Vonk, 2008). نتایج مطالعات کلنیکالی، اثرات درمانی تستوسترون، بر روی رفتارهای تشخیص و حافظه را در بین افراد مسن به صورت مختلف بیان می‏کند، که در این زمینه، نتایج چندین مطالعه نشان می‏دهد که تستوسترون، توانایی حافظه فضائی افراد مسن را بهبود می‏بخشد (Hasegawa, 2009; Janowsky, 1994). همچنین نتایج مطالعات بروی حیوانات، که تست‏های رفتاری arm maze, T-maze انجام شده همین موضوع را تصدیق می‏نماید (Rosario, 2004). در صورتی که، تعدادی از مطالعات نشان می‏دهد جایگزین تستوسترون، حافظه فضائی را در موش‏های صحرائی گنادکتومی شده در تست arm maze به حد نرمال برنمی‏گرداند (Gibbs, 2008; Hebert, 2003). از طرف دیگر هیچ‏گونه تحقیق و پژوهشی در رابطه با اثرات تستوسترون بر روی بیماری آلزایمر که با داروی استرپتوزوتوسین به صورت دو طرفه و درون بطنی صورت گرفته، و با استفاده از آزمون یادگیری احترازی غیرفعال سنجیده شده باشد وجود نداشته، فلذا این مسئله نیازمند آزمایشات متعددی است. بنابراین در این مطالعه، تأثیر تستوسترون و گیرنده‏های آندروژنی را در اختلالات حافظه، مدل بیماری آلزایمر که به وسیله داروی استرپتوزوتوسین ایجاد شده است را با استفاده از آزمون یادگیری احترازی غیرفعال مورد توجه قرار می‏گیرد.

 

مواد و روش­ها

به جزء تستوسترون انانتئات که از شرکت داروپخش (تهران- ایران) تهیه شده است بقیه مواد شیمیایی از سیگما تهیه شد. تمام مواد محلول به­صورت تازه و روزانه تهیه گردید. تستوسترون­محلول در روغن­کرچک و استرپتوزوتوسین محلول در مایع مغزی نخاعی مصنوعی مورد استفاده قرار گرفت.

در این تحقیق، 88 سر موش صحرائی نژاد ویستار با وزن 250-220 گرم تحت آزمایش قرار گرفت. تمام حیوانات در خانه حیوانات به صورت استاندارد، چهار عدد در درون یک باکس پلی پروپیلن تحت شرایط دوازده ساعت تاریکی و دوازده ساعت روشنائی، و دمای C°2±25، با آب و غذای کافی نگهداری شدند. تمام آزمایشات تحت شرایط استاندارد و استریل در آزمایشگاه علوم پزشکی دانشگاه تبریز، دانشکده داروسازی انجام شد.

 

عمل جراحی گنادکتومی (Castration)

حیوانات با تزریق درون صفاقی 6 میلی گرم بر هر کیلوگرم وزن بدن کتامین و60 میلی گرم بر هر کیلوگرم وزن بدن زایلازین، بی‏هوش شدند. موهای سطح شکمی اسکروتوم با تیغ، اصلاح و با بتادین (شرکت بهوازان، رشت-ایران) استریل گردید. سپس 5/1 سانتی‏متر از منطقه میان اسکروتوم با تیغ جراحی برش داده شد، و بیضه‏ها به صورت دو طرفه از مکان برش بیرون آورده شده، و از منطقه بالای اپی‏دیدیم با نخ بخیه سیلک 4/0 بسته و بیضه‏ها خارج شدند. درنهایت محل برش با نخ جراحی، بخیه شد. در گروه شم جراحی تمام اعمال جراحی بدون بیرون آوردن بیضه‏ها انجام شد. مطالعات رفتاری برای این گروه 4هفته­بعد از عمل جراحی انجام گردید.

تزریق درون بطنی استرپتوزوتوسین

بعد از بیهوشی، سر موش‏های صحرائی در دستگاه استریوتاکسی تثبیت، و موهای بالای سر با تیغ اصلاح، و با بتادین استریل گردید. سپس به وسیله تیغ جراحی شیار طولی به اندازه 1 سانتی‏متر در پوست بالای سر ایجاد شد. بعد از مشخّص کردن منطقه برگما، با کمک اطلس استریوتاکس (18)، mm 84/0-=AP از منطقه برگما، mm 6/1±=ML به صورت دو طرفه و mm 4/3=DV مشخّص، ودر نهایت جمجمه از این منطقه سوراخ گردید (شکل 1). به کمک میکرواینجکشین با سرنگ همیلتون با سرعت 2/0 میکرو لیتر در دقیقه داروی استرپتوزوتوسین با دوز 3 میلی‏گرم بر هر کیلوگرم وزن بدن در 10 میکرولیتر مایع مغزی نخاعی مصنوعی به صورت دو طرفه در روزهای اول و سوم با فاصله 72 ساعت از هم تزریق گردید.

 

*

*

   

                              الف                                                ب                                                       ج

شکل 1. محل تزریق داروی استرپتوزوتوسین

الف) منطقه برگما و منافذ ایجاد شده در جمجمه، ب) بطن­های مغزی (اطلس استریوتاکسی)، ج) مکان تزریق دارو به بطن­های مغزی

 

 

برای این گروه نیز، شم جراحی و حامل استرپتوزوتوسین در نظر گرفته شد. در گروه شم جراحی، تمام مراحل جراحی، بدون تزریق داروی استرپتوزوتوسین، انجام شد. در گروه حامل استرپتوزوتوسین، تمام اعمال جراحی، تزریق درون بطنی به جای تزریق داروی استرپتوزوتوسین، از حلال آن، یعنی مایع مغزی­نخاعی­مصنوعی به­عنوان حامل (Vehicle) استفاده­شد.

تمام حیوانات این گروه بعد از 2 هفته از اولین تزریق داروی استرپتوزوتوسین تحت آزمون‏های رفتاری احترازی غیرفعال با دستگاه شاتل باکس قرار گرفت.

 

آزمون یادگیری احترازی غیر فعال.

در آزمون یادگیری احترازی غیرفعال از دستگاه شاتل باکس، ساخت شرکت طب آزما-تبریز استفاده گردید، که شامل دو محفظه، روشن و تاریک که به وسیله درب گیوتین از هم جدا می‏شد. در کف دستگاه، میله‏های استیلی وجود دارند که به وسیله آن، جریان الکتریکی (عامل شوک) عبور داده می‏شد. در ارتباط با تست‏های رفتاری 3 مرحله مشخّص و جدا از هم در نظر گرفته شد که می‏توان به مراحل: سازگاری، اکتساب یادگیری و مرحله یادآوری اشاره کرد.

در مرحله سازگاری، حیوان در خانه روشن دستگاه قرار داده، با روشن شدن دستگاه، درب گیوتین باز وحیوان از خانه روشن به خانه تاریک رفت، این کار در 2 مرحله با فاصله زمانی 30 دقیقه از همدیگر جهت سازگاری بیشتر حیوان با دستگاه انجام شد. حیواناتی که بیشتر از 60 ثانیه طول می‏کشید تا به خانه تاریک روند از آزمایش خارج شدند. در مرحله اکتساب یادگیری، عین مرحله سازگاری، حیوان در داخل خانه روشن دستگاه قرار داده شد، با روشن شدن دستگاه، درب گیوتین باز و حیوان از خانه روشن به خانه تاریک دستگاه رفته، و درب گیوتین بسته شده و شوک الکتریکی به میزان 1 میلی آمپر، 50 هرتز، 3 ثانیه و یک دفعه داده شد.

در مرحله یادآوری، 24 ساعت بعد از مرحله اکتساب یادگیری، حیوان در خانه روشن پشت به درب گیوتین قرار داده شد، درب گیوتین باز شده و مدت زمانی را که طول کشید تا حیوان از خانه روشن به خانه تاریک برود، به وسیله دستگاه بر حسب ثانیه سنجیده شد و تحت عنوان STL1 (STEP through latency) برای حافظه کوتاه مدت بیان گردید. یک هفته بعد از این مرحله تمام مراحل فوق برای تک‏تک حیوانات تحت آزمایش در گروه‏های مورد نظر تکرار گردید که تحت عنوان STL2 برای حافظه طولانی مدت نامگذاری شد. زمان اتمام آزمایش (Cut of time) برای STL1و STL2، 900 ثانیه در نظر گرفته شد، و حیواناتی که بیشتر از 900 ثانیه در خانه روشن باقی می‏ماندند، ماکزیمم زمان برای آنها در نظر گرفته شد. تکرار آزمایش برای هر گروه به تعداد اعضای آن گروه، یعنی 8 مرتبه صورت پذیرفت اطلاعات آماری به وسیله نرم‏افزار Instate تجزیه و تحلیل شد. تمام نتایج بدست آمده دارای SEM±Mean بوده و آنالیز آنها به وسیله واریانس یک طرفه صورت گرفت.

تمام تغییرات در محدوده 05/0P< به عنوان تغییرات معنی‏دار در نظر گرفته شد. گروه‏هائی که دارای تغییرات معنی‏دار 05/0P< بوده، دو به دو به وسیله پس آزمون توکی مورد بررسی قرار گرفت.

 

نتایج

تأثیر جراحی‏ها بر روی اختلالات حافظه (شم‏ها)

در این آزمایش تاخیر در مرحله ورود (STL)، ما بین گروه‏های شاهد (Intact)، شم جراحی اول (گروهی از حیوانات که، تمام مراحل عمل جراحی استریوتاکسی، بدون تزریق استرپتوزوتوسین)، شم جراحی دوم (گروهی از حیوانات که، تمام مراحل عمل جراحی گنادکتومی، بدون حذف بیضه‏ها) و شم جراحی سوم (گروهی از حیوانات که، تمام مراحل عمل جراحی استریوتاکسی، بدون تزریق استرپتوزوتوسین، و تمام مراحل عمل جراحی گنادکتومی، بدون حذف بیضه‏ها) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده بیان می‏کند که STL1 (حافظه کوتاه‏مدت) و STL2 (حافظه بلند مدت) مربوط به شم‏های جراحی اول، دوم و سوم، نسبت به گروه شاهد تغییر معنی‏داری پیدا نکرد (شکل 2).

 

شکل 2. STL1 (حافظه کوتاه مدت) و STL2 (حافظه بلند مدت) ما بین گروه­های شاهد، شم جراحی اول، شم جراحی دوم و شم جراحی سوم در موش‏های صحرائی نژاد ویستار، تک­تک ستون‏ها به صورت SEM±Mean مربوط به STL(s)، و هر گروه شامل 8 موش صحرائی نژاد ویستار می‏باشد.

 

تأثیر داروی استرپتوزوتوسین بر روی

اختلالات حافظه

تأخیر در مرحله ورود از محفظه روشن به محفظه تاریک STL(s) ما بین گروه‏های شاهد، که هیچ نوع داروئی را دریافت نکرده، و تحت تأثیر هیچ نوع عمل جراحی قرار نگرفته‏اند، گروه STZ، که داروی استرپتوزوتوسین دریافت کرده‏اند، گروه شم جراحی مغز که تمام مراحل جراحی استریوتاکسی بدون دریافت داروی استرپتوزوتوسین، و گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین، که در آن مقدار 10 میکرو لیتر مایع مغزی نخاع مصنوعی در هر طرف بطن به صورت دو طرفه با کمک عمل جراحی استریوتاکسی تزریق گردید و نتایج (STLs) تمامی گروه‏ها محاسبه و مورد ارزیابی قرار گرفت، نتایج مربوط به مطالعات رفتاری بین گروه STZ و گروه شاهد، تغییرات معنی‏داری 001/0P< را نشان می‏دهد. مقایسه نتایج STL(s) ما بین گروه‏های شم جراحی استریوتاکسی با گروه شاهد و حامل داروی استرپتوزوتوسین، بیانگر عدم وجود تغییرات معنی‏دار می‏باشد (شکل 3).

 

***

***

شکل 3. STL1 (حافظه کوتاه مدت) و STL2 (حافظه بلندمدت) مابین گروه­های شاهد، STZ (دریافت­کننده داروی استرپتوزوتوسین)، شم جراحی استریوتاکسی و حامل داروی استرپتوزوتوسین در موش‏های صحرائی نژاد ویستار، تک­تک ستون‏ها به صورت SEM±Mean مربوط به STL(s)، و هر گروه شامل 8 موش صحرائی نژاد ویستار است.

(Intact: شاهد، Sham 1: شم جراحی استریوتاکسی، STZ: دریافت‏کننده داروی استروپتوزوتوسین،Vehicle of STZ : حامل داروی استروپتوزوتوسین)

تأثیر گنادکتومی بر روی اختلالات حافظه

تأخیر در مرحله ورود از محفظه روشن به محفظه تاریک در دستگاه شاتل باکس ما بین گروه شاهد، گروه گنادکتومی و گروه گنادکتومی دریافت‏کننده استرپتوزوتوسین (گنادکتومی آلزایمری شده)، که حیوانات مربوط به این گروه بعد از عمل جراحی گنادکتومی و حذف منبع اصلی تستوسترون، در دو نوبت داروی استرپتوزوتوسین به صورت دو طرفه در درون بطن تزریق گردید، گروه شم جراحی گنادکتومی جهت بررسی تأثیر جراحی بیضه ها بر روی اختلالات حافظه که تمام اعمال جراحی گنادکتومی بدون حذف بیضه‏ها صورت گرفت. جهت بررسی تأثیر عمل جراحی بیضه‏ها و عمل جراحی استریوتاکسی بر روی اختلالات حافظه، گروه شم جراحی گنادکتومی بدون حذف بیضه‏ها، توام با شم جراحی استریوتاکسی، بدون دریافت داروی استرپتوزوتوسین انجام شد. در نهایت گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین، جهت بررسی تأثیر حلال استرپتوزوتوسین بر روی اختلالات حافظه در موش‏های صحرائی نژاد ویستار، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مربوط به مطالعات رفتاری بین گروه گنادکتومی و گروه شاهد تغییرات معنی‏داری 001/0***P< را نشان داد. مقایسه نتایج STL(s) ما بین گروه گنادکتومی آلزایمری شده با گروه شاهد، تغییرات معنی‏داری 001/0***P< را نشان داد. مقایسه نتایج STL(s) ما بین گروه‏های شم جراحی گنادکتومی و شم جراحی گنادکتومی استریوتاکسی شده و گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین با گروه شاهد، تغییرات معنی‏داری را نشان نداد (شکل 4).

 

***

***

***

***

شکل 4. STI1 (حافظه کوتاه مدت) و STI2 (حافظه بلند مدت) ما بین گروه شاهد، گروه گنادکتومی شده، گروه گنادکتومی آلزایمری شده، گروه شم جراحی گنادکتومی، گروه شم جراحی گنادکتومی توام با شم جراحی استریوتاکسی و گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین در موش‏های صحرائی نژاد ویستار، تک­تک ستون‏ها، به صورت SEM±Mean مربوط به STL(s)، و هر گروه شامل 8 موش صحرائی نژاد ویستار می‏باشد

(Intact: شاهد، Sham 1: شم جراحی استریوتاکسی، Sham3: شم جراحی استریوتاکسی و شم جراحی گنادکتومی، STZ: دریافت­کننده داروی استروپتوزوتوسین، Vehicle of STZ: حامل داروی استروپتوزوتوسین، Castration: گنادکتومی)

تأثیر جایگزینی تستوسترون بر روی اختلالات حافظه القاء شده با داروی استرپتوزوتوسین

تاخیر در مرحله ورود از محفظه روشن به محفظه تاریک در دستگاه شاتل باکس (STL) ما بین گروه شاهد، گروه نرمال دریافت‏کننده تستوسترون، گروه دریافت‏کننده استرپتوزوتوسین، گروه دریافت‏کننده تستوسترون آلزایمری شده، گروه گنادکتومی، گروه گنادکتومی دریافت‏کننده تستوسترون، گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین، گروه حامل استرپتوزوتوسین دریافت‏کننده تستوسترون و گروه حامل تستوسترون، نتایج به صورت هیستوگرام ترسیم و مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

نتایج مربوط به مطالعات رفتاری بین گروه شاهد و شاهد دریافت‏کننده تستوسترون، هیچ­گونه تغییرات معنی‏داری را نشان نمی‏دهد. مقایسه نتایج حاصل از مطالعات رفتاری بین گروه دریافت‏کننده داروی استرپتوزوتوسین با گروه دریافت‏کننده داروی استرپتوزوتوسین که تستوسترون نیز دریافت نموده است، تغییرات معنی‏دار 001/0***P< را نشان داد. مقایسه نتایج ما بین گروه گنادکتومی شده با گروه گنادکتومی که تستوسترون نیز دریافت نموده‏اند تغییرات معنی‏دار 001/0***P< را نشان داد. مقایسه نتایج ما بین گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین با گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین تیمار شده با تستوسترون تغییرات معنی‏داری را نشان نداد (شکل 5).

 

***

***

***

***

شکل 5. STL1, 2 ما بین گروه­های شاهد، شاهد+ تستوسترون، STZ، STZ+T و Cast، Cast+T، حامل داروی استرپتوزوتوسین و حامل تستوسترون در موش‏های صحرائی نر نژاد ویستار تک‏تک گروه‏ها، به صورت SEM±Mean مربوط به STLs))، و هر گروه شامل 8 موش صحرائی نر، نژاد ویستار می‏باشد.

(Intact: شاهد، STZ: دریافت‏کننده داروی استروپتوزوتوسین، Vehicle of STZ: حامل داروی استروپتوزوتوسین، Castration: گنادکتومی،Vehicle of testosterone: حامل داروی تستوسترون)

 

بحث

بیماری آلزایمر، بیماری نورودژنراتیوی است که به علت تخریب نورون‏های مناطق مختلف کورتکس مغزی، خصوصاً نورون‏های کولینرژیک بخش هیپوکامپ و کورتکس مغز جلوئی ایجاد می‏گردد. بیماری مذکور با اختلالات حافظه و یادگیری از قبیل اختلال در یادآوری و یادگیری، اختلال در حافظه کوتاه مدت و درازمدت و ... همراه است.

Mayer (1990) از داروی استرپتوزوتوسین، برای اولین بار برای ایجاد مدل آزمایشی بیماری آلزایمر در جوندگان استفاده نمود.

به طوری که استفاده از داروی استرپتوزوتوسین به صورت درون بطنی با دوز mg/kg 3، باعث ایجاد مقاومت در برابر ورود گلوکز در مغز حیوان می‏شود، در صورتی که هیچ گونه اثر دیابتی مشاهده نمی‏گردد (Sharma, 2002). با توجه به ساختار شیمیایی STZ، بیان می‏کند که این ترکیب در درون سلول‏های مغزی، رادیکال‏های آزاد، نیتریک اکسید (NO) و پراکسید هیدروژن را به وجود می‏آورد (Shoham, 2003; Szkudelski, 2001). تغییرات مربوط به ساختار، نوروشیمیایی و رفتاری را که در ارتباط با علائم بیماری آلزایمر است را ایجاد می‏نماید.

نتایج نشان داد که شم جراحی استریوتاکسی و گنادکتومی و همچنین شم جراحی استریوتاکسی توام با گنادکتومی هیچ گونه تأثیری بر روی اختلالات حافظه در مدل یادگیری احترازی غیرفعال بر روی موش‏های صحرائی نر نژاد ویستار نداشت (شکل 2)، لذا هرگونه تأثیرات معنی‏دار، مربوط به اثر داروها بر روی حیوانات می‏باشد. همچنین نتایج بیان می‏کند که STL1,2 مربوط به گروه دریافت‏کننده داروی استرپتوزوتوسین، با گروه شاهد کاهش معنی‏دار 001/0***P< را نشان داد (شکل 3). پس داروی استرپتوزوتوسین می تواند اختلالات مربوط به حافظه و یادگیری، را در موش‏های صحرائی نر، نژاد ویستار ایجاد نماید لذا در این تحقیق از داروی استرپتوزوتوسین با دوز معین، برای ایجاد اختلالات حافظه و یادگیری استفاده گردید. همچنین نتیجه تجزیه و تحلیل اطلاعات، ما بین گروه حامل داروی استرپتوزوتوسین با گروه شاهد تغییرات معنی‏داری را در STL1,2 نشان نداد (شکل 3)، که بیانگر عدم تأثیر حلال داروی استرپتوزوتوسین (مایع مغزی نخاعی مصنوعی) در ایجاد اختلالات حافظه و یادگیری می‏باشد. نتایج مجموع گزارشات مربوط به تست یادگیری مدل احترازی غیرفعال، نشان داد که تزریق درون بطنی داروی استرپتوزوتوسین با دوز معین باعث کاهش معنی‏دار STL1, 2 شده که عامل ایجاد اختلالات یادگیری و حافظه می‏باشد (شکل 3)(Spritzer, 2001).

مطالعات حیوانی بیان می‏کند که نقش تستوسترون در امر تشخیص و یادگیری بسیار مهم می‏باشد. کاهش آندروژن باعث کاهش معنی‏دار در تراکم سیناپسی هیپوکامپ در جوندگان و پریمات‏های غیر انسانی می‏شود.

نتایج این تحقیق بیان می‏کند که فقدان تستوسترون عامل اصلی کاهش معنی‏دار 001/0***P< در STL1, 2 موش‏های صحرائی نر نژاد ویستار گنادکتومی شده و گنادکتومی آلزایمری شده، نسبت به گروه شاهد می‏باشد (شکل4). به نظر می‏رسد که تستوسترون نقش مهمی در بقاء سلول‏های عصبی داشته باشد. لذا تستوسترون، به عنوان فاکتور حفاظت‏کننده نورونی، در جهت ترمیم سلول‏های عصبی، در آسیب‏های نورونی نظیر بیماری آلزایمر می‏باشد.

در این زمینه احتمال بر این است که تستوسترون از طریق مکانیسم مستقیم و اثر بر روی تنظیم هموستازی پروتئین بتا آمیلوئید، نورودژنراسیون را کاهش می‏دهد (Pike, 2009). در این راستا، آندروژن متابولیسم پروتئین بتا آمیلوئید را از طریق مسیر عمومی، نظیر مکانیسم مستقیم وابسته به گیرنده‏های آندروژن انجام می‏دهد. که شامل تنظیم تولید پروتئین بتا آمیلوئید و پاکسازی و حذف آن می‏باشد. البته دی‏هیدروتستوسترون DHT، باعث کاهش پروتئین بتاآمیلوئید در نورون‏های کشت داده شده هیپوکامپی از طریق مکانیسم وابسته به گیرنده‏های آندروژنی می‏شود (Yao, 2008). لازم به توضیح است که تستوسترون هیچ‏گونه تأثیر معنی‏داری در گروه شاهد ایجاد نکرد، پس تستوسترون، بالاتر از حد فیزیولوژیکی بدن در افزایش حافظه و یادگیری دخالت ندارد (شکل 5). از طرف دیگر در این میان مطالعات ضد و نقیض، وجود دارد که بیان می‏کنند، تستوسترون هیچ‏گونه تأثیری در بهبود، اختلالات حافظه و یادگیری ندارد (Gibbs, 2008; Hebert, 2003). با توجه به نتایج ضد و نقیض، در رابطه با نقش تستوسترون در بهبود اختلالات حافظه و یادگیری، مطالعه حاضر و نتایج برگرفته از آن، تأثیر تستوسترون بر روی بهبود اختلالات حافظه و یادگیری را حمایت می‏نماید. چون که تستوسترون درمانی در موش‏های صحرائی گنادکتومی شده و موش‏های صحرائی دریافت‏کننده داروی استرپتوزوتوسین نسبت به گروه های گنادکتومی شده و دریافت‏کننده استرپتوزوتوسین، افزایش معنی‏داری را 001/0***P< در STL1, 2 نشان داد (شکل 5).

نتیجه­گیری کلی

نتایج ما در این تحقیق نشان داد که عمل جراحی گنادکتومی و حذف بیضه‏ها که منبع اصلی تولیدکننده هورمون جنسی تستوسترون می‏باشد، باعث ایجاد اختلالات حافظه و یادگیری گردید از طرف دیگر، نتایج بدست آمده، نشان می‏دهد که تستوسترون با توجه به نقش حفاظت­کننده نورونی می‏تواند اختلالات مربوط به حافظه و یادگیری را بعد از صدمات مغزی و نورونی، بهبود بخشد و STL1, 2 مربوط به مدل یادگیری احترازی غیرفعال را در موش‏های صحرائی نر نسبت به گروه‏های گنادکتومی، و آلزایمری به صورت معنی‏دار 001/0***P< افزایش دهد. لذا می‏توان از تستوسترون به عنوان عامل مؤثر به صورت کلینیکالی در جهت افزایش حفاظت نورونی، و ایجاد بهبودی، در ارتباط با اختلالات حافظه و یادگیری، که به دنبال صدمات مغزی و نورونی بیماری‏های نورودژنراتیو نظیر بیماری آلزایمر ایجاد می‏شوند استفاده نمود. از این گذشته برای احقاق این فرضیه نیازمند به مطالعات کلینیکالی می‏باشد، تا بتوان از این هورمون در جهت کاهش اثرات بیماری آلزایمر استفاده نمود.

 

سپاسگزاری

از مساعدت‏های بهینه مرکز علوم و تحقیقات داروئی و دانشکده داروسازی علوم پزشکی دانشگاه تبریز در راستای حمایت از این تحقیق تشکر و قدردانی می‏نمایم.

 
Białek M, Zaremba P, Borowicz K (2004) Neuroprotective role of testosterone in the nervous system. Polish Journal of Pharmacology, 56: 509–518.

Emmelot-Vonk MH, Verhaar HJJ, Pour HRN (2008) Effect of testosterone supplementation on functional mobility, cognition, and other parameters in older men. Journal of Medical. Assoc, 299: 39–52.

Esteban-Santillan C, Praditsuwan R, Ueda H (1998) Clock drawing test in very mild Alzheimer’s disease. J Am Geriatr Soc, 46:1266-1269.

Falkenstein E, Tillman HC, Christ M (2000) Multiple actions of steroid hormones a focus on rapid, nongenomic effects. Pharmacological Reviews, 52: 513–555.

Gibbs RB, Johnson DA (2008) Sex-specific effects of gonadectomy and hormone treatment on acquisition of a 12-arm radial maze task by Sprague Dawley rats. Endocrinology, 149: 3176–3183.

Hardy J, Selkoe DJ (2002) The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science, 297: 353-356.

Hasegawa N, Mochizuki M (2009) Improved effect of pycnogenol on impaired spatial memory function in partial androgen deficiency rat model. Phytother. Res, 23:840–843.

Hebert LE, Scherr PA, Bienias JL (2003) Alzheimer disease in the US population: prevalence estimates using the 2000 Census. Arch Neurol, 60: 1119-1122.

Janowsky JS, Oviatt SK, Orwll ES (1994) Testosterone influences spatial cognition in older men. Behav. Neurosci, 2:325–332.

Kirk A, Kertesz A (1991) On drawing impairment in Alzheimer’s disease. Arch Neurol, 48:73-77.

Martini L, Melcangi RC, Maggi R (1993) Androgen and progesterone metabolism in the central and peripheral nervous system. J Steroid Biochem Mol Biol, 47:195-205.

Mayer G, Nitsch R, Hoyer S (1990) Effects of changes in peripheral and cerebral glucose metabolism on locomotor activity, learning and memory in adult male rats. Brain Res, 532: 95–100.

Moffat SD, Zonderman AB, Metter EJ (2002) Longitudinal assessment of serum free testosterone concentration predicts memory performance and cognitive status in elderly men. J Clin Endocrinol Metab, 87: 5001-5007.

Patchev VK, Schroeder J, Goetz F (2004) Neurotropic action of androgens: principles, mechanisms and novel targets. Exp Gerontol, 39: 1651-1660.

Paxinos G, Watson C (1986) The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. 2nd ed. San Diego: Academic Press, 24: 56-83.

Pike CJ, Nguyen TV, Ramsden M (2008) Androgen cell signaling pathways involved in neuroprotective actions. Horm Behav, 53: 693-705.

Pike CJ, Carroll JC, Rosario E (2009) Protective actions of sex steroid hormones in Alzheimer’s disease. Front Neuroendocrinol, 30: 239-258.

Price BH, Gurvit H, Weintraub S (1993) Neuropsychological patterns and language deficits in 20 consecutive cases of autopsy-confirmed Alzheimer’s disease. Arch Neurol, 50: 931-937.

Rosario ER, Chang L, Stanczyk FZ (2004) Age-related testosterone depletion and the development of Alzheimer disease. JAMA, 292: 1431-1452.

Sharma M, Gupta YK (2002) Chronic treatment with trans resveratrol prevents intracerebroventricular streptozotocin induced cognitive impairment and oxidative stress in rats. Life Sci, 71(21): 2489-2498.

Shoham S, Bejar C, Kovalev E, Weinstock M (2003) Intracerebroventricular injection of streptozotocin causes neurotoxicity to myelin that contributes to spatial memory deficits in rats. Exp Neurol, 184: 1043–1052.

Spritzer MD, Daviau ED, Coneeny MK, Engelman SM, Prince WT, Rodriguez-Wisdom KN (2011) Effects of testosterone on spatial learning and memory in adult male rats. Horm Behav,  59: 484-496.

Spritzer MD, Gill M, Weinberg A (2008) Castration differentially affects spatial working and reference memory in male rats. Archiv. Sex. Behav, 37: 19–29.

Szkudelski T (2001) The mechanism of alloxan and streptozotocin action in B cells of the rat pancreas. Physiol Res, 50: 336–346.

Yao M, Nguyen TV, Rosario ER (2008) Androgens regulate neprilysin expression: role in reducing betaamyloid levels. J Neurochem, 105: 2477-2488.