S14-Stres Altında Olan Sıçanlarda Ve Normal Koşullardaki

STRES ALTINDA OLAN SIÇANLARDA ve NORMAL KOŞULLARDAKİ
SIÇANLARDA ANTİDEPRESAN “FLUOKSETİN HİDROKLORÜR˝
KULLANIMININ ÖĞRENME ÜZERİNE ETKİLERİ
Sevgi Arslan, Ezgi Ateş, Deniz Türküm Atikcan, Esra Uyanık, Ceren Yapar
Danışman: Öğr. Gör. Dr. Leyla Aydın
ÖZET
Stres, günümüzde sık karşılaşılan sorunlardan birisidir. Kronik stres
altında olmak, depresyon ve anksiyete bozuklukları gibi pek çok
psikopatolojik durumlara sebep olabilir. Stresin ayrıca bellek, hafıza ve
öğrenme üzerine de olumsuz etkileri gözlenmiştir. Stresin yol açtığı
depresyonu tedavi etmek için antidepresan ilaç tedavisi uygulanmaktadır.
Bu çalışma, stres ve antidepresan tedavinin öğrenme üzerine etkisini
araştırmak amacıyla düzenlenmiştir.
Çalışmamız erkek erişkin wistar albino cinsi sıçanlarda, her biri rastgele
seçilmiş ve 6 hayvandan oluşmuş, 4 grup üzerinde gerçekleştirilmiştir.
Sıçanlar şu şekilde gruplandırıldı.
Grup I (mavi); stres (+), ilaç (+)
Grup II (kırmızı); stres (-), ilaç (+)
Grup III (yeşil); stres (+), ilaç (-)
Grup IV (siyah); stres (-), ilaç (-)
Deney öncesinde ilaç (+) olan sıçanlara 14 gün boyunca 10mg/kg/gün
dozunda, gavajla fluoxetin hidroklorür (prozac) verilmiştir. İlaçsız 2 gruba
ise uygun dozda yine gavajla serum fizyolojik verilerek, gavaj etkilerinin
çalışma
sonuçlarını
etkileme
olasılığının,
ortadan
kaldırılması
hedeflenmiştir. Stres oluşturmak için sıçanlar, 16 ˚C suda 30 dakika, diğer
stressiz gruplar ise aynı süre boyunca 26˚C suda bekletilmiştir. Öğrenme
deneyleri, morris su tankında gerçekleştirilmiştir. İlk gün alıştırma
periyodu, sonraki 3 gün öğrenme periyodu ve son gün de öğrenmeyi
değerlendirme peryodu olarak düzenlendi.
Bu çalışmayla; Stres altında olmadan antidepresan kullanımının öğrenmeyi
olumlu olarak etkilediği, stresli dönemlerde antidepresan kullanımının ise
stresin öğrenme üzerindeki olumsuz etkisini ve strese bağlı durgunluk
halini düzelttiği sonucuna ulaştık.
Anahtar Kelimeler:
Stres, Fluoxetin HCl, Öğrenme
GİRİŞ
Stres, günümüzde sık karşılaşılan sorunlardan birisidir. Stres sözcüğü en
geniş anlamda birey-çevre etkileşiminde kişinin uyumunu bozan,
kapasitesini zorlayan durumlar olarak tanımlanır. Kronik stres, depresyon,
anksiyete gibi pek çok psikopatolojik durum için risk faktörüdür [2, 3, 4,
14]. Populasyonun %12-17’sinde stresle ilişkili olarak depresyon
görülmektedir [19] ve depresyonlu hastalarda bilişsel disfonksiyona
oldukça sık rastlanmaktadır [23, 29, 25]. Dünya Sağlık Örgütü’ne göre
depresyon fiziksel, duygusal, toplumsal ve ekonomik sorunlara yol açan
hastalıklar arasında dördüncü sırada yer almaktadır [30]. Çoğu çalışma;
stresin, zihinsel ve fiziksel kaynaklarımızı tüketen olumsuz bir yanı olduğu
gibi, hafıza, bellek ve öğrenme üzerine de olumsuz etkileri olduğunu
göstermektedir [11, 17, 20, 22]. Ancak antidepresan tedavi ile stresin
öğrenme ve bellek üzerindeki bu olumsuz etkileri düzeltilebilir [16, 18].
Pek çok araştırmacı bu konuyla ilgili araştırmalar yapmıştır. Desipramin
[6], escitalopram [5, 7], citalopram [9], agomelatine [8], reboksetin,
haloperidol [21] ile yapılan çalışmalarla antidepresanların öğrenme üzerine
etkileri araştırılmıştır.
Çeşitli yollarla stres oluşturulabilir; sosyal izolasyon, ıslaklığa maruziyet,
kuyruk sıkıştırma, elleme, zorunlu yüzdürme buna örnek olarak verilebilir
[6]. Soğuk da bir stres kaynağıdır ve biz çalışmamızda bu yöntemi
kullandık. Sıçanlar üzerinde uygulanan kronik soğuk uygulaması,
sıçanlarda, geriye dönük öğrenme üzerinde bir bilişsel eksiklik
yaratmaktadır [10]. Bu stresli durum antidepresan ilaçlar kullanılarak
tedavi edilebilir. Örneğin bir deneyde; soğuk stresine maruz kalan
sıçanlara 14 günlük escitalopram tedavisi uygulanmış [13] ve öğrenme
bozukluğu escitalopram tedavisi ile tersine çevrilebilmiştir [5].
Depresyondaki hastalarda, bilişsel disfonksiyonlar da oluşmaktadır.
Örneğin depresyonlu deney hayvanları, su dolu bir tankta yüzdürülmüşler
ve depresyon belirtisi olarak hareketsiz kaldıkları gözlenmiştir.
Escitalopram tedavisi uygulandıktan sonra ise, hareketsiz kalma
zamanlarının azaldığı görülmüştür. Devamlı desipramin tedavisinin kronik
beklenmedik
streste,
sıçanların
labirentteki
anksiyete
benzeri
davranışlarını azalttığı, escitalopramın ise bu davranışlar üzerine etkisinin
daha az olduğu bulunmuştur [5].
Ancak stresin hafıza ve bellek üzerine olumsuz etkileri olduğunu bildiren
görüşlere rağmen kimi makalelerde bunun aksi de savunulmuştur.
Örneğin bir makalede; strese maruz bırakmak, duygusal deneyimleri
uyandırarak hafızayı-belleği arttırabilir sonucuna ulaşılmıştır [24].
Biz bu genel bilgilerden yola çıkarak, stresin öğrenme üzerindeki olumsuz
etkilerini, antidepresan kullanarak ortadan kaldırmayı hedefliyoruz. Ancak
diğer yayınlarda desipromin, citalopram, agomelatine, reboksetin,
haloperidol ve escitaloprom üzerinde çalışılmış olduğunu, ancak fluoksetin
hidroklorürle ilgili yeterince araştırma olmadığını gördük. Buradan yola
çıkarak böyle bir çalışma gerçekleştirmeyi planladık.
GEREÇ VE YÖNTEM
Çalışmamızda 24 adet 250-370 gr ağırlığında erişkin wistar albino türü
sıçan kullanıldı. Sıçanlar rastgele 4 gruba ayırıldı (Tablo I). Sıçanların
birbirlerine ve ortama alışması için 3 gün süre verildi [21]. Deney
süresince; stres oluşturulacak olan sıçanlar 30 dk/gün 16 derecelik suda,
stres oluşturmak istemediğimiz sıçanları ise 30 dk/gün 26 derecedeki suda
bekletildi. Bu aşamada tankın içinde her sıçan grubu toplu olarak
bekletildi. Suda bekletmek için kullanılan tankın çapı 35 cm, yüksekliği 48
cm ve suyun yüksekliği 15 cm idi.
Grup I
(mavi)
Grup II
(kırmızı)
+
+
+
351 gr
250 gr
312 gr
276 gr
359 gr
279 gr
306 gr
307 gr
317 gr
289 gr
343 gr
325 gr
Tablo I: Sıçanların grupları ve ağırlıkları
stres
ilaç
1
2
3
4
5
6
Grup III
(yeşil)
+
300 gr
319 gr
289 gr
280 gr
307 gr
296 gr
Grup IV
(siyah)
370
325
318
322
278
302
gr
gr
gr
gr
gr
gr
Antidepresan uygulamasına, öğrenme deneylerine başlamadan 14 gün
öncesinden itibaren başlanıp, deney bitimine kadar da devam edildi. İlaç,
2 saat aç bırakılmanın peşinden 10 mg/kg/gün dozda, oral yolla (gavajla)
uygulandı. İlacın gavajla verilmesi esnasında oluşabilecek stresi kompanze
etmek için antidepresan uygulanmayan sıçanlara da aynı yöntemle uygun
miktarda serum fizyolojik verildi [21].
Öğrenmeyi test etmek için, laboratuarımızda mevcut olan Morris su tankı
kullanıldı ve kaçış platformunu bulma sürelerini karşılaştırıldı. Richard
Morris tarafından geliştirilen Morris su labirenti, uzamsal hafızayı test
etmek için tasarlanmış bir davranış deneyidir. Deney birkaç defa tekrar
edildiği zaman, platforma ulaşmak için harcanan süredeki (gecikme süresi)
ve uzaklıktaki (yol) değişiklikler sıçandaki öğrenme ve hafıza yeteneğinin
göstergesidir [15]. Morris su labirenti, içerisinde gizli bir platformu
bulunduran, içi su dolu, geniş, sirküler bir tanktır. Gizli platform suyun
altında görülmeyecek şekilde bulunur ve deneyden deneye bu platformun
yeri sabittir [13, 26]. Bazı çalışmalarda Morris su tankındaki su, süt tozu
ile beyazlatılmış [15], bazılarında ise tankın içi toksik olmayan siyah boya
ile boyanmıştır [28]. Biz çalışmamızda siyah toksik olmayan boyayla boyalı
tank kullandık. Tankın çevresi siyah perde ile kapatılmıştır ve üzerine her
yön için değişik renklerde farklı ipuçları asılmıştır [15, 28]. Tankın çapı
120 cm, yüksekliği 59,5 cm, su yüksekliği 40 cm.dir [28]. Morris su tankı
26 derece su ile dolduruldu [24, 27]. Platform su yüzeyinden 1 cm derine
yerleştirildi ve çapı 10 cm [1], havuz kenarından uzaklığı 22 cm.dir.
Platformun üstü ise ratların tutunmasını sağlayacak ve kendisini güvende
hissedeceği şekilde lifli bir kumaşla kaplanmıştır [12].
Deney aşaması; 1. gün alıştırma, 2, 3 ve 4. günler öğrenme periyodu ve
5. gün test uygulaması olacak şekilde düzenlendi. Sıçanlar ilk gün suya
bırakılmadan önce tanktaki kaçış platformunu tanımaları için platformda
30 sn bekletildi. Sonra her bir sıçan platforma en uzak noktadan
(kuzeybatıdan) tanka bırakıldı. 90 sn içinde platformu bulmaları beklendi
[1], bulamayan sıçanlar arkasından yardımla platforma doğru
yönlendirilerek platformu bulması sağlandı. 10 sn platformda bekletilip
tekrar kafese alındı. 2., 3., 4. ve 5. günler sıçanlar suya çeyrek alanlardan
(K, G, D, B) ve başı platform tarafına gelecek şekilde tankın kenarındaki
başlama noktalarından suya bırakıldı [12]. Sıçanların platformu 90 sn
içinde bulması beklendi [15]. Bu süre içerisinde platformu bulamayan
sıçanlar aynı şekilde arkasından yardımla platforma doğru yönlendirilerek
platformu bulması sağlandı [24]. Platform üzerinde 10 sn bekletildi, tekrar
kafese alındı [1, 12]. Deneyler 09.30 – 12.30 saatleri arasında uygulandı.
Deney aralarında 30’ar dakika beklenerek [13] her bir sıçan her seferinde
farklı bir çeyrekten suya bırakıldı. Deneylerde sıçanın kaçış platformunu
bulma süresi dijital bir kronometre ile kaydedildi [12]. Değerlendirme için
sıçanların kaçış platformunu bulma süreleri karşılaştırıldı.
Bu çalışma Başkent Üniversitesi Hayvan Deneyleri Etik Kurulu tarafından
onaylanmış (Proje no: DA11 - 09) ve Başkent Üniversitesi Araştırma
fonunca desteklenmiştir.
BULGULAR
Tekrarlanan ölçümler için varyans analizi kullanıldı. Günler bağımlı faktör,
gruplar ise bağımsız faktör olarak kabul edildi. Analizin ön şartlarından
küresellik varsayım sağlanamadığı için multi variate testlerinden Wilks’
lambda testi kullanılarak istatistiksel karar verildi. Tip 1 hata (α) =0,05
olarak belirlenmiştir. Zamanın öğrenme hızı üzerindeki etkisi istatistiksel
olarak anlamlı bulunmuştur (p< 0,05 gün için) (Grafik I).
Kırmızı grup (ilaçlı) zamana göre diğerlerinden daha hızlı ve tutarlı bir
şekilde öğreniyorlar.
Mavi gruptaki sıçanlar da (ilaçlı ve stresli) zamana göre daha hızlı ve
tutarlı öğreniyorlar. Değerler kırmızı (ilaçlı) gruba yakın ve düzenli bir
azalma izliyor.
Ancak yeşil (stresli) gruptaki sıçanların tankta uzun süre hareketsiz
kaldıkları ve değerlerinin oldukça düzensiz ve uzun olduğu tespit edilmiştir
(Tablo II).
Stres altında olmadan antidepresan kullanımı öğrenmeyi, günlere göre
anlamlı olarak, olumlu bir şekilde etkilemektedir.
Stres altında iken antidepresan kullanımı ise stresin öğrenme üzerine
olumsuz etkisini ve strese bağlı durgunluk halini düzeltmektedir.
gun.2
gun.3
gun.4
gun.5
rat
Mavi
Mean
35.1250
Std. Deviation
21.72944
N
Kirmizi
29.5417
19.62423
6
Yesil
33.9167
17.90438
6
Siyah
35.0000
11.88592
6
Total
33.3958
17.09276
24
Mavi
23.9167
8.19400
6
Kirmizi
22.2083
7.55880
6
Yesil
21.3333
17.02474
6
Siyah
12.4167
5.91326
6
Total
19.9688
10.87961
24
Mavi
16.0833
5.37975
6
Kirmizi
15.5417
6.89097
6
Yesil
25.7083
25.81977
6
Siyah
12.5000
6.28888
6
Total
17.4583
13.99139
24
Mavi
14.5417
10.12598
6
Kirmizi
11.7500
7.86130
6
Yesil
14.3333
11.22237
6
Siyah
6.7500
2.56418
6
Total
11.8438
8.64983
24
6
Tablo II: Grupların günlere göre platformu bulma sürelerinin ortalama ve standart
sapmaları
GÜNLERE GÖRE SIÇANLARIN HIZ ORTALAMALARI
SIÇAN
40,00
Mavi
Kirmizi
Yesil
Siyah
ORTALAMA HIZ
30,00
20,00
10,00
0,00
1
2
3
4
GUN
Grafik I: Grupların günlere göre platformu bulma sürelerinin ortalamaları
Grup I (mavi); stres (+), ilaç (+) Grup II (kırmızı); stres (-), ilaç (+)
Grup III (yeşil); stres (+), ilaç (-) Grup IV (siyah); stres (-), ilaç (-)
TARTIŞMA
Çalışma grubu şartlarından dolayı deney sürelerimizi ve sıçan sayısını
kısıtlı tutmak zorundaydık. Ancak daha uzun sürelerde ve fazla sayıda
sıçan üzerinde çalışma yapılırsa, öğrenme hızı ortalamalarının izleyeceği
seyir çok daha anlamlı olacaktır.
KAYNAKLAR
1. Alaei H, Moloudi R, Sarkaki AR et al. Daily running promotes spatial
learning and memory in rats. Journal of Sports Science and Medicine
2007; 6, 429-433
2. Anisman H, Matheson K. Stress, depression, and anhedonia: caveats
concerning animal models. Neurosci Biobehav Revs, 2005; 29:525–
46
3. Beck AT, Brown G, Steer RA et al. Differentiating anxiety and
depression: a test of the cognitive content-specificity hypothesis. J
Abnormal Psychol, 1987; 96:179–183
4. Beck AT. Cognitive Therapy and the Emotional Disorders. New York:
International Universities Press, 1976
5. Bhagya V, Srikumar BN, Raju TR et al. Chronic escitalopram
treatment restores spatial learning, monoamine levels, and
hippocampal long-term potentiation in an animal model of
depression. Psychopharmacology 2010; DOI 10.1007/s00213-0102054-x
6. Bondi CO, Jett JD, Morilak DA. Beneficial effects of desipramine on
cognitive function of chronically stressed rats are mediated by α1adrenergic receptors in medial prefrontal cortex. Progress in NeuroPsychopharmacology & Biological Psychiatry 34 2010; 913–923
7. Bondi CO, Rodriguez G, Gould GG et al. Chronic unpredictable stress
induces a cognitive deficit and anxiety-like behavior in rats that is
prevented
by
chronic
antidepressant
drug
treatment.
Neuropsychopharmacology 2008; 33, 320–331
8. Conboy L, Tanrikut C, Zoladz PR et al. The antidepressant
agomelatine blocks the adverse effects of stress on memory and
enables spatial learning to rapidly increase neural cell adhesion
molecule (NCAM) expression in the hippocampus of rats.
International Journal of Neuropsychopharmacology 2009; 12, 329–
341
9. Danet M, Lapiz-Bluhm S, Soto-Piña AE et al. Chronic intermittent
cold stress and serotonin depletion induce deficits of reversal
learning
in
an
attentional
set-shifting
test
in
rats.
Psychopharmacology 2009; 202:329–341
10. Danet M,
Lapiz-Bluhm S, Morilak David A. A cognitive deficit
induced in rats by chronic intermittent cold stress is reversed by
chronic
antidepressant
treatment.
International
Neuropsychopharmacology 2010; 13, 997–1009
Journal
of
11. de Quervain DJ, Roozendaal B, Nitsch RM et al. Acute cortisone
administration impairs retrieval of long-term declarative memory in
humans. Nature Neuroscience 2000; 3, 313–314
12. Durmuş L, Aşçıoğlu M. Erkek yavru sıçanlarda sosyal izolasyon
stresinin öğrenmeye etkisi - The effect of social isolation stress on
learning in male juvenile rats. Sağlık Bilimleri Dergisi (Journal of
Health Sciences) 2005; 14(1) 52-56
13. Faes C, Aerts M, Geys H et al. Modeling spatial learning in rats
based on Morris water maze experiments. Pharmaceut. Statist.
2010; 9: 10-20
14. Fossati P, Amar G, Raoux N et al. Executive functioning and verbal
memory in young patients with unipolar depression and
schizophrenia. Psychiatry Research 1999; 89, 171–187
15. Gallagher M, Burwell R, Burchinal M. Severity of spatial learning
impairment in aging: Development of a learning index for
performance in the Morris water maze. Behavioral Neuroscience
1993; Vol. 107. No.4, 618-626
16. Goldapple K, Segal Z, Garson C et al. Modulation of cortico-limbic
pathways in major depression: treatment-specific effects of cognitive
behavior therapy. Archives of General Psychiatry 2004; 61, 34–41
17. Joëls M, Pu Z, Wiegert O et al. Learning under stress: how does it
work?. Trends in Cognitive Sciences, 2006; 10:152-158.
18. Kennedy SH, Evans KR, Kruger S et al. Changes in regional brain
glucose metabolism measured with positron emission tomography
after paroxetine treatment of major depression. American Journal of
Psychiatry 2001; 158, 899–905
19. Kessler RC, McGonagle KA, Zhao S et al. Lifetime and 12-month
prevalence of DSM-III-R psychiatric disorders in the United States:
results from the national comorbidity survey. Arch Gen Psychiatry
1994; 51:8–19
20. Kirschbaum, C., Wolf et al. Stress- and treatment-induced
elevations of cortisol levels associated with impaired declarative
memory in healthy adults. Life Sci. 1996; 58: 1475–1483
21. Malberg JE, Eisch AJ, Nestler EJ. Chronic antidepressant treatment
increases neurogenesis in adult rat hippocampus. The Journal of
Neuroscience, December 15 2000; 20(24):9104–9110
22. McGaugh, J. L. The amygdala modulates the consolidation of
memories of emotionally arousing experiences. Annu. Rev. Neurosci.
2004; 27, 1–28
23. Mineka S, Watson D, Clark LA. Comorbidity of anxiety and unipolar
mood disorders. Ann Rev Psychol 1998; 49: 377–412
24. Morris R. Developments of a water-maze procedure for studying
spatial learning in the rat. Journal of Neuroscience Methods, 11,
1984; 47-60
25. Ravnkilde B, Videbech P, Clemmensen K et al. Cognitive deficits in
major depression. Scand J Psychol 2002; 43:239–251
26. Richard G.M. Morris. Morris water maze. Scholarpedia 2008;
3(8):6315
27. Sandi C, Pinelo-Nava MT. Stress and memory: Behavioral effects
and neurobiological mechanisms. Hindawi Publishing Corporation
Neural Plasticity Volume 2007; Article ID 78970, 20 pages
doi:10.1155/2007/78970
28. Sharma VK. Morris Water Maze- A versatile Cognitive Tool. Vivek
Kumar Sharma , J Biosci Tech, Vol 1 (1),2009; 15-19
29. Troster AI, Stalp LD, Paolo AM et al. Neuropsychological impairment
in Parkinson’s disease with and without depression. Arch Neurol
1995; 52:1164–1169
30. Uzunok B, Kahveci N, Güleç G. Sıçanlarda zorunlu yüzme testi ile
oluşturulan depresyon modelinde nitrik oksitin rolü. Uludağ
Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi 2010; 36 (1) 23-27