Đánh giá tác dụng của scopolamine lên khả năng học tập và trí nhớ không gian của chuột nhắt qua bài tập mê lộ nước

Nội dung text: Đánh giá tác dụng của scopolamine lên khả năng học tập và trí nhớ không gian của chuột nhắt qua bài tập mê lộ nước

1. T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016 ĐÁNH GIÁ TÁC D ỤNG C ỦA SCOPOLAMINE LÊN KH Ả N ĂNG HỌC T ẬP VÀ TRÍ NH Ớ KHÔNG GIAN C ỦA CHU ỘT NH ẮT QUA BÀI T ẬP MÊ L Ộ N ƯỚC Cấn V ăn Mão*; Đinh Qu ốc B ảo* TÓM T ẮT Mục tiêu: đánh giá tác d ụng c ủa scopolamine đến kh ả n ăng h ọc t ập và trí nh ớ không gian chu ột nh ắt thông qua bài t ập mê l ộ n ước (Morris water maze). Đối t ượng và ph ươ ng pháp: chu ột nh ắt tr ắng, gi ống đực, kh ỏe m ạnh, 10 - 12 tu ần tu ổi được chia ng ẫu nhiên thành 3 nhóm: uống NaCl 0,9% và tiêm scopolamine: scop 0.5 (0,5 mg/kg), scop 1.0 (1 mg/kg), scop 1.5 (1,5 mg/kg) và nhóm ch ứng (u ống và tiêm NaCl 0,9%). Kết qu ả: ở bài t ập mê l ộ n ước, scopolamine li ều 0,5; 1 và 1,5 mg/kg/ngày làm t ăng th ời gian và quãng đường tìm th ấy b ến đỗ ở chu ột thí nghi ệm so với chu ột ch ứng (t ừ ngày 1 đến ngày 7), đồng th ời gi ảm th ời gian chu ột b ơi trong góc ph ần t ư tr ước đây có đặ t b ến đỗ (ngày 8). Kết lu ận: k ết qu ả nghiên c ứu này có th ể dùng làm ti ền đề cho các nghiên c ứu v ề thu ốc, ph ươ ng pháp c ải thi ện trí nh ớ trên động v ật th ực nghi ệm. * T ừ khóa: Scopolamine; Bài t ập mê l ộ n ước; Trí nh ớ; H ọc t ập. Investigate Effects of Scopolamine on Learning Ability and Spatial Memory in Mice by Using Morris Water Maze Test Summary Objectives: To assess the effect of scopolamine on learning ability and spatial memory in mice in Morris water maze. Subjects and methods: 80 male, healthy mice (10 - 12 weeks of age) were randomly divided into 3 scopolamine groups (0.5, 1.0 and 1.5 mg/kg scopolamine, respectively, i.p) and the control group (saline, i.p). Results: In Morris water maze, scopolamine (dose of 0.5 mg; 1 mg and especially 1.5 mg/kg/day, i.p) increased escape latencies and swimming distance in scopolamine-treated group compared to controls (from 1 st to 7 th day), while reducing the swimming time within the platform quadrant (day 8). Conclusion: These results can apply for medical researches on memory improvement in experimental animals. * Key words: Scopolamine; Morris water maze; Memory; Learning. ĐẶT V ẤN ĐỀ ki ểu trong b ệnh Alzheimer trên động v ật Suy gi ảm trí nh ớ khá ph ổ bi ến ở ng ười th ực nghi ệm theo các c ơ ch ế khác nhau cao tu ổi, kho ảng 50 - 60% t ổng s ố nh ư s ử d ụng hóa ch ất, gây t ổn th ươ ng tr ường h ợp v ới ng ười > 65 tu ổi b ị b ệnh các vùng não, bi ến đổi gen [1]. Alzheimer [6], do đó nhi ều nghiên nh ằm Scopolamine, ch ất đối kháng th ụ th ể tìm ra các h ợp ch ất có kh ả n ăng điều tr ị acetylcholine, được cho là làm suy gi ảm ho ặc h ỗ tr ợ c ăn b ệnh này. Hi ện nay, quá trình nh ận th ức, h ọc t ập, đặc bi ệt là nhi ều mô hình gây t ổn th ươ ng trí nh ớ nh ận th ức và trí nh ớ không gian [7]. * H ọc vi ện Quân y Ng ười ph ản h ồi (Corresponding): Cấn V ăn Mão (canvanmao2011@gmail.com) Ngày nh ận bài: 30/09/2016; Ngày ph ản bi ện đánh giá bài báo: 10/11/2016 Ngày bài báo được đă ng: 21/11/2016 25
2. T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016 Sử d ụng scopolamine gây suy gi ảm trí scopolamine đến kh ả n ăng h ọc t ập và trí nh ớ là m ột trong nh ững mô hình được áp nh ớ không gian c ủa chu ột nh ắt tr ắng dụng cho th ử nghi ệm các thu ốc c ải thi ện thông qua bài t ập mê l ộ n ước. trí nh ớ theo c ơ ch ế kháng enzym acetylcholinesterase [3, 9]. So v ới nh ững ĐỐI T ƯỢNG VÀ PH ƯƠ NG PHÁP mô hình khác, mô hình này có ưu điểm là NGHIÊN C ỨU dễ th ực hi ện (tiêm scopolamine vào phúc 1. Đối t ượng nghiên c ứu. mạc), t ỷ l ệ và kh ả n ăng s ống sót c ủa chu ột cao. Bài t ập mê l ộ n ước được Richard G. Chu ột nh ắt tr ắng, gi ống đự c, kh ỏe Morris mô t ả n ăm 1981 [8] để đánh giá v ề mạnh, 10 - 12 tu ần tu ổi, tr ọng l ượng 25 - học t ập, trí nh ớ không gian và trí nh ớ dài 30 g do Ban Cung c ấp Độ ng v ật Thí hạn trên động v ật, do m ột s ố đặc điểm nh ư: nghi ệm, H ọc vi ện Quân y cung c ấp. không c ần hu ấn luy ện tr ước, có độ tin c ậy Chu ột được ch ăm sóc và nuôi trong cao khi thay đổi c ấu hình c ủa d ụng c ụ, quy phòng thoáng mát, ăn u ống đầ y đủ , chu trình thí nghi ệm và có th ể th ực hi ện trên kỳ sáng t ối duy trì 12/12 gi ờ. nhi ều loài (chu ột, kh ỉ ). Chia 80 chu ột thành 4 nhóm: scop 0.5, Chính vì v ậy, chúng tôi th ực hi ện đề tài scop 1.0, scop 1.5 và nhóm ch ứng (m ỗi này nh ằm: Đánh giá ảnh h ưởng c ủa nhóm 20 chu ột). 2. Ph ươ ng ti ện và hóa ch ất. * Ph ươ ng ti ện: - Bu ồng th ực nghi ệm được quây b ằng v ải đen có kích th ước 150 x 150 x 150 cm để cách ly v ới môi tr ường xung quanh, tránh y ếu t ố gây nhi ễu. - Mê l ộ n ước (Morris water maze): b ể n ước b ằng tôn, hình tròn, s ơn đen, đường kính 75 cm, cao 35 cm. B ến đỗ : v ị trí để chu ột có th ể d ừng chân, đó là m ột mi ếng nh ựa, có chân đế , cao 28 cm, đường kính 5 cm, đặ t t ại m ột v ị trí c ố đị nh ở trung tâm một góc ph ần t ư 1 trong b ể n ước, m ặt b ến đỗ chìm cách m ặt n ước 1 cm ( hình 1 ). Bến đỗ Hình 1: Mê l ộ n ước. * Hóa ch ất: - Dung d ịch NaCl 0,9% do Euro-Med (Philippine) s ản xu ất. - Scopolamine: scopolamine hydrobromid trihydrate (Sigma Aldrich). 26
3. T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016 3. Ph ươ ng pháp nghiên c ứu. th ấy b ến đỗ thì nh ấc độ ng v ật lên b ến đỗ * S ử d ụng thu ốc: 10 giây. - Ngày th ứ 8: Tiêm vào màng b ụng m ỗi chu ột (30 phút tr ước khi b ắt đầu bài t ập, 1 gam cân + B ỏ b ến đỗ , th ả chu ột vào mê l ộ n ước nặng t ươ ng ứng v ới th ể tích tiêm là 0,01 trong 120 giây t ừ góc đố i di ện v ới góc đặ t ml dung d ịch). bến đỗ tr ước đây. Sau đó nh ấc chu ột ra và ti ến hành v ới nh ững chu ột ti ếp theo. Bảng 1: + Toàn b ộ ho ạt độ ng c ủa chu ột trong Nhóm Tiêm bài t ập được ghi hình và phân tích t ự động b ằng ph ần m ềm Any maze Lô ch ứng NaCl 0,9% (Stoelting, M ỹ). Scopolamine li ều 0,5 mg Lô scop 0,5 mg (0,01 ml/g th ể tr ọng) * Các ch ỉ s ố nghiên c ứu: - Th ời gian và quãng đường chu ột b ơi Scopolamine li ều 1 mg Lô scop 1 mg (0,01 ml/g th ể tr ọng) từ khi th ả vào mê l ộ đế n khi tìm được b ến đỗ (ngày 1 đến ngày 7). Scopolamine li ều 1,5 mg Lô scop 1,5 mg (0,01 ml/g th ể tr ọng) - Th ời gian chu ột b ơi trong góc ph ần tư tr ước đây đặ t b ến đỗ (ngày 8). Chu ột được s ử d ụng thu ốc cùng m ột * X ử lý s ố li ệu: th ời điểm trong ngày, t ừ ngày 1 đến ngày 7. Kết qu ả nghiên c ứu sau khi phân tích * Quy trình th ực hi ện bài t ập mê l ộ được xu ất ra d ưới d ạng file excel. Tính nước Morris: toán s ố li ệu giá tr ị trung bình, độ l ệch Chia động v ật làm các nhóm, m ỗi chu ột chu ẩn, l ập b ảng và so sánh th ống kê gi ữa đánh s ố khác nhau. Độ ng v ật th ả cho b ơi các thông s ố thu được gi ữa các nhóm tự do trong b ể n ước không có b ến đỗ để chu ột b ằng ph ần m ềm SPSS 16.0. làm quen trong 60 giây. Sau 1 ngày ti ến hành th ử nghi ệm v ới t ừng độ ng v ật. KẾT QU Ả NGHIÊN C ỨU VÀ - T ừ ngày 1 đến ngày 7: BÀN LU ẬN + Th ả chu ột vào mê l ộ n ước t ại các Trong bài t ập này, chúng tôi ti ến hành góc ng ẫu nhiên t ừ 1 - 4 đã quy ước, đầ u qua hai giai đoạn: giai đoạn h ọc t ập hình động v ật h ướng vào thành mê l ộ, ở v ị trí thành trí nh ớ (t ừ ngày 1 đến 7) và giai đoạn g ợi l ại trí nh ớ (ngày th ứ 8). Th ời gi ữa c ủa m ột góc ph ần t ư. Ghi l ại khi th ả gian và quãng đường chu ột b ơi trong mê động v ật ở t ừng góc ph ần t ư. lộ n ước t ừ khi th ả đế n khi tìm th ấy b ến đỗ + Khi động v ật tìm th ấy b ến đỗ , để l ại (t ừ ngày 1 đến 7) là các thông s ố th ể hi ện đó 10 giây. Sau đó nh ấc độ ng v ật ra, đặ t kh ả n ăng h ọc t ập hình thành trí nh ớ c ủa vào h ộp đự ng kh ăn th ấm n ước, cho ngh ỉ động v ật (acquisition memory). Th ời gian 60 giây, ti ếp t ục thao tác này v ới 3 góc chu ột b ơi trong góc ph ần t ư tr ước đây đặ t còn l ại. bến đỗ (ngày th ứ 8) là thông s ố th ể hi ện + Th ời gian ki ểm đị nh 1 l ần th ả độ ng kh ả n ăng g ợi l ại trí nh ớ đã hình thành vật là 60 giây, h ết 60 giây n ếu không tìm trong quá trình h ọc t ập. 27
4. T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016 1. Th ời gian tìm th ấy b ến đỗ. Hình 2: Th ời gian chu ột b ơi đến khi tìm th ấy b ến đỗ. Kết qu ả nghiên c ứu cho th ấy th ời gian nhóm scopolamine v ới nhóm ch ứng trong tìm được b ến đỗ c ủa chu ột ở t ất c ả các cùng môt ngày th ấy: c hu ột thu ộc nhóm nhóm đều có xu h ướng gi ảm d ần t ừ ngày scop 0,5 c ần nhi ều th ời gian b ơi h ơn để 1 đến ngày 7. C ó s ự khác bi ệt đáng k ể v ề tìm th ấy b ến đỗ so v ới chu ột thu ộc nhóm th ời gian chu ột b ơi khi tìm th ấy b ến đỗ ch ứng ở ngày 1 và ngày 6 (p < 0,05). theo ngày (phân tích two way ANOVA Chu ột thu ộc nhóm scop 1,0 c ần nhi ều repeated) nh ận th ấy [F (4.152, 74.731) = th ời gian để tìm th ấy b ến đỗ h ơn so v ới 30.041, p < 0,001] và theo nhóm [F (2.651, 47.711) = 23.057, p < 0,001], chu ột thu ộc nhóm ch ứng ở ngày 6 và nh ưng không có t ươ ng tác gi ữa hai y ếu ngày 7 (p (6) < 0,05, p(7) < 0,01). Ch ỉ s ố này tố này lên s ự khác bi ệt v ề th ời gian chu ột của nhóm scop 1,5 ở ngày 1 đến 7 dài bơi đến khi tìm th ấy b ến đỗ. hơn so v ới nhóm ch ứng (p (1) < 0,01, p (2 ÷ 7) So sánh th ời gian tìm th ấy b ến đỗ < 0,001). (p (n) : so sánh th ời gian ở ngày n (phân tích one way ANOVA) gi ữa các gi ữa nhóm). 2. Quãng đường tìm th ấy b ến đỗ. Hình 3: Quãng đường chu ột b ơi đến khi tìm th ấy b ến đỗ. 28
5. T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016 Kết qu ả nghiên c ứu cho th ấy: có s ự cùng m ột ngày th ấy: chu ột thu ộc nhóm khác bi ệt đáng k ể v ề quãng đường chu ột scop 0,5 có quãng đường b ơi đến khi tìm bơi đến khi tìm th ấy b ến đỗ theo ngày th ấy b ến đỗ dài h ơn so v ới nhóm ch ứng (phân tích two way ANOVA repeated) ở các ngày 1, 2 và ngày 6, 7 ( p(1 và 2) [F (4.073, 73.306) = 14.769, p < 0,001] và < 0,05, p(6 và 7) < 0,01). Chu ột thu ộc nhóm theo nhóm (cách điều tr ị) [F (2.734, scop 1,0 có quãng đường b ơi đến khi tìm 49.208) = 13.281, p < 0,001], nh ưng th ấy b ến đỗ dài h ơn so v ới nhóm ch ứng không có t ươ ng tác gi ữa hai y ếu t ố này ở các ngày 1, 3, 6, 7 ( p(1 và 3) < 0,05, p(6) lên s ự khác bi ệt v ề quãng đường chu ột < 0,01, p(7) < 0,001). Ch ỉ s ố này c ủa nhóm bơi đến khi tìm th ấy b ến đỗ . scop 1,5 ở ngày 1, 2 ngày 4 đến 7 dài So sánh quãng đường tìm th ấy b ến đỗ hơn so v ới nhóm ch ứng ( p(2) < 0,05, p(1 và 5) (phân tích one way ANOVA) gi ữa các < 0,01, p(4,6 và 7) < 0,001). (p (n) : so sánh nhóm scopolamine v ới nhóm ch ứng trong quãng đường ở ngày n gi ữa các nhóm). Scop 1.5 Scop 1.0 Scop 0.5 Ch ứng Ngày 1 Ngày 7 Hình 4: Hình ảnh đường b ơi c ủa chu ột ở ngày 1 và 7 theo nhóm. 3. Th ời gian chu ột b ơi trong góc ph ần t ư tr ước đây đặt b ến đỗ. Bảng 2: Th ời gian (giây) chu ột b ơi trong góc ph ần t ư 1 ở ngày 8 . Ch ỉ s ố n Góc 1 (1) Góc 2 (2) Góc 3 (3) Góc 4 (4) p Nhóm Ch ứng p < 0,05 20 37,33 ± 8,63 30,90 ± 9,88 26,84 ± 7,32 25,10 ± 8,34 1,3 (a) p1,4 < 0,01 Scop 0.5 p < 0,01 19 35,12 ± 7,64 36,65 ± 12,59 24,12 ± 6,32 20,11 ± 8,27 1,3 (b) p1,4 < 0,01 Scop 1.0 (c) 19 34,38 ± 8,73 31,42 ± 8,70 29,52 ± 7,46 24,67 ± 6,36 p1,4 < 0,01 Scop 1.5 (d) 24 26,71 ± 7,87 33,91 ± 10,13 31,82 ± 7,01 22,55 ± 7,28 p1,2 < 0,01 pa,d < 0,01 p pb,d 0,05 > 0,05 > 0,05 pc,d < 0,01 29
6. T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016 Kết qu ả nghiên c ứu cho th ấy: chu ột thu ộc nhóm ch ứng có th ời gian b ơi trong góc ph ần t ư 1 (góc đặt b ến đỗ tr ước đây) nhi ều h ơn so v ới các góc còn l ại (p 1,3 < 0,05, p 1,4 < 0,01) và giá tr ị này cao h ơn so v ới chu ột thu ộc nhóm scop 1,5. Chu ột thu ộc nhóm scop 0,5 và nhóm scop 1,0 có xu h ướng gi ảm d ần trong khi th ời gian b ơi ở các góc còn l ại có xu h ướng t ăng d ần. Chu ột thu ộc nhóm scop 1,5 có ch ỉ s ố này th ấp h ơn nhóm ch ứng và th ời gian b ơi nhi ều nh ất c ủa chu ột thu ộc nhóm này là góc 2 (không ph ải góc tr ước đây đặ t b ến đỗ ). Scop 1,5 Scop 1,0 Scop 0,5 Ch ứng Hình 4: Hình ảnh đường b ơi c ủa chu ột ở ngày 8 theo nhóm. Nghiên c ứu c ủa chúng tôi th ấy: ở giai chu ột thu ộc các nhóm còn l ại. Ở giai đoạn h ọc t ập và hình thành trí nh ớ, chu ột đoạn g ợi l ại trí nh ớ (ngày th ứ 8), chu ột ở được tiêm scopolamine (li ều 0,5 mg/kg, nhóm ch ứng có th ời gian b ơi trong góc 1 mg/kg và 1,5 mg/kg) c ần nhi ều th ời gian ph ần t ư tr ước đây đặ t b ến đỗ nhi ều h ơn và quãng đường v ận độ ng dài h ơn so v ới so v ới chu ột được tiêm scopolamine. chu ột nhóm ch ứng ở t ất c ả các ngày. Trong đó, chu ột tiêm scopolamin li ều Trong đó, chu ột tiêm scopolamin li ều 1,5 mg/kg có th ời gian b ơi trong góc ph ần 1,5 mg có th ời gian và quãng đường b ơi tư tr ước đây đặ t b ến đỗ ít so v ới chu ột đến khi tìm th ấy b ến đỗ l ớn h ơn so v ới thu ộc các nhóm còn l ại. 30
7. T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016 Các tác gi ả nh ư: Manish Kumar Saraf research. Dialogues Clin Neurosci. 2000, 2 (3) và CS (2011) khi nghiên c ứu v ề tác d ụng pp.247-255. gây suy gi ảm trí nh ớ c ủa scopolamine 2. Etienne Save, Bruno Poucet. The morris trên chu ột nh ắt tr ắng b ằng bài t ập mê l ộ water task, The behavior laborattory rat. 2005, nước, v ới d ải li ều 0,1 mg/kg, 0,5 mg/kg pp.392-400. và 1 mg/kg cho th ấy v ới li ều 0,5 và 3. Hou Q.X, Wu DW, Zhang C.X et al. 1 mg/kg đã gây t ăng th ời gian và quãng BushenYizhi formula ameliorates cognition đường chu ột b ơi t ừ khi th ả đế n khi tìm deficits and attenuates oxidative stressrelated th ấy b ến đỗ t ừ ngày 1 đến ngày 6 và làm neuronal apoptosis in scopolamine induced gi ảm đáng k ể th ời gian chu ột b ơi trong senescence in mice. Int J Mol Med. 2014, 34 góc ph ần t ư (góc đặt b ến đỗ tr ước đây) (2), pp.429-439. ở ngày 7 [14]. Liying Zhu và CS (2014), 4. Jeffrey L, Cummings MD. Alzheimer’s Jinghua Wang và CS (2014) c ũng nh ận disease. N Engl J Med. 2004, Vol 351, pp.56-67. th ấy scopolamine li ều 2 mg/kg gây t ăng 5. Jinghua Wang etal. Effects of Fructus th ời gian chu ột b ơi trong mê l ộ n ước t ừ Akebiae on learning and memory impairment khi th ả đế n khi tìm đến b ến đỗ c ũng nh ư in a scopolamine - induced animal model of gi ảm th ời gian chu ột b ơi ở góc ph ần t ư dementia. 2014. mà tr ước đây đặ t b ến đỗ [2, 5]. 6. Liying Zhu et al. The effects of Zibu Piyin Các d ữ li ệu trên ch ứng t ỏ scopolamine Recipe components on scopolamine-induced làm gi ảm c ả hai kh ả n ăng h ọc t ập hình learning and memory impairment in the thành trí nh ớ và g ợi l ại trí nh ớ c ủa độ ng mouse.Journal of Ethnopharmacology. 2014, vật và scopolamine li ều 1,5 mg/kg có tác 15, pp.576-582. dụng gây suy gi ảm trí nh ớ m ạnh nh ất 7. Saraf MK., Prabhakar S, Khanduja KL et trong 3 li ều th ử nghi ệm ở thí nghi ệm này. al . Bacopa monniera attenuates scopolamine- induced impairment of spatial memory in mice. KẾT LU ẬN Evidence-based Complementary and Alternative Scopolamine li ều 0,5 mg/kg, 1 mg/kg Medicine.article ID 236186. 2010, p.10. và rõ nh ất là li ều 1,5 mg/kg (tiêm phúc 8. Wang J, Kim J, Seo SG et al. Effects of mạc) có tác d ụng gây suy gi ảm trí nh ớ Fructus Akebiae on learning and memory trong bài t ập mê l ộ n ước: impairment in a scopolamine induced animal - Gi ảm kh ả n ăng h ọc t ập, hình thành trí model of dementia. Experimental and nh ớ: làm t ăng th ời gian và quãng đường Therapeutic Medicine. 2014, 8, pp.671-675. chu ột b ơi trong mê l ộ n ước t ừ khi th ả đế n 9. Yahaya TA, Adeola SO, Akpojo AJ . khi tìm th ấy b ến đỗ t ừ ngày 1 đến ngày 7. Crinum zeylanicum bulb extract improves scopolamine-induced memory impairment in - Gây suy gi ảm kh ả n ăng g ợi l ại trí mice. Molecular and Clinical Pharmacology. nh ớ: gi ảm th ời gian chu ột b ơi trong góc 2012, 3 (1), pp. 21-29. ph ần t ư tr ước đây có đặ t b ến đỗ (ngày 8). Bài vi ết là s ản ph ẩm c ủa đề tài nghiên TÀI LI ỆU THAM KH ẢO cứu 106-YS.05-2013.24 được tài tr ợ b ởi 1. Christian Gilles MD, Stéphane Ertlé MS. Qu ỹ Phát Tri ển Khoa h ọc và Công ngh ệ Pharmacological models in Alzheimer’s disease Quốc gia (Nafosted). 31