Arbutus andrachne L. phục hồi các bệnh suy giảm trí nhớ do thiếu ngủ ở chuột

Molecular Neurobiology - Tập 55 - Trang 1150-1156 - 2017
Karem H. Alzoubi1, Bayan S. Malkawi2, Omar F. Khabour3, Tamam El-Elimat2, Feras Q. Alali4
1Department of Clinical Pharmacy, Faculty of Pharmacy, Jordan University of Science and Technology, Irbid, Jordan
2Department of Medicinal Chemistry and Pharmacognosy, Faculty of Pharmacy, Jordan University of Science and Technology, Irbid, Jordan
3Department of Medical Laboratory Sciences, Jordan University of Science and Technology, Irbid, Jordan
4College of Pharmacy, Qatar University, Doha, Qatar

Tóm tắt

Thiếu ngủ (SD) liên quan đến các khiếm khuyết về nhận thức. Nghiên cứu cho thấy nó ảnh hưởng đến vùng hippocampus của não bằng cách suy giảm hình thành trí nhớ. Sự suy giảm này được cho là do sự gia tăng căng thẳng oxy hóa trong cơ thể, bao gồm cả não trong quá trình thiếu ngủ. Có giả thuyết rằng chiết xuất methanol từ trái cây của Arbutus andrachne L. (họ Ericaceae) sẽ ngăn ngừa sự suy giảm trí nhớ ở hippocampus do thiếu ngủ mãn tính thông qua các đặc tính chống oxy hóa của nó. Chiết xuất methanol từ trái cây của A. andrachne đã được đánh giá về các đặc tính có lợi của nó trong việc đảo ngược tình trạng suy giảm nhận thức do thiếu ngủ ở chuột. Các động vật đã bị thiếu ngủ trong 8 tuần bằng mô hình nhiều nền. Chiết xuất được tiêm i.p. với ba liều (50, 200, và 500 mg/kg). Các nghiên cứu hành vi được tiến hành để kiểm tra khả năng học tập và trí nhớ không gian sử dụng mê cung nước cánh tay tuần hoàn (RAWM). Ngoài ra, vùng hippocampus đã được mổ để phân tích các dấu hiệu căng thẳng oxy hóa sau: glutathione (GSH), glutathione oxi hóa (GSSG), GSH/GSSG, glutathione peroxidase (GPx), và catalase. Thiếu ngủ mãn tính làm suy giảm cả trí nhớ ngắn hạn và dài hạn (P < 0.05). Việc điều trị động vật bằng chiết xuất trái cây A. andrachne ở tất cả các liều đã ngăn ngừa sự suy giảm trí nhớ dài hạn do thiếu ngủ trong khi điều trị này chỉ ngăn ngừa sự suy giảm trí nhớ ngắn hạn ở các mức liều 200 và 500 mg/kg. Hơn nữa, chiết xuất trái cây A. andrachne đã bình thường hóa tỷ lệ GSH/GSSG và hoạt động của GPx và catalase trong vùng hippocampus (P < 0.05) đã bị giảm do thiếu ngủ mãn tính. Thiếu ngủ mãn tính làm suy giảm cả hình thành trí nhớ ngắn hạn và dài hạn, trong khi chiết xuất methanol từ trái cây A. andrachne đảo ngược sự suy giảm này, có thể thông qua việc bình thường hóa căng thẳng oxy hóa trong vùng hippocampus.

Từ khóa

#thiếu ngủ #suy giảm trí nhớ #Arbutus andrachne #căng thẳng oxy hóa #chuột

Tài liệu tham khảo

Abel T, Havekes R, Saletin Jared M, Walker Matthew P (2013) Sleep, plasticity and memory from molecules to whole-brain networks. Curr Biol 23:R774–R788. doi:10.1016/j.cub.2013.07.025 Kreutzmann JC, Havekes R, Abel T, Meerlo P (2015) Sleep deprivation and hippocampal vulnerability: changes in neuronal plasticity, neurogenesis and cognitive function. Neuroscience 309:173–190. doi:10.1016/j.neuroscience.2015.04.053 Tononi G, Cirelli C (2006) Sleep function and synaptic homeostasis. Sleep Med Rev 10:49–62. doi:10.1016/j.smrv.2005.05.002 Havekes R, Vecsey CG, Abel T (2012) The impact of sleep deprivation on neuronal and glial signaling pathways important for memory and synaptic plasticity. Cell Signal 24:1251–1260. doi:10.1016/j.cellsig.2012.02.010 Rauchs G, Desgranges B, Foret J, Eustache F (2005) The relationships between memory systems and sleep stages. J Sleep Res 14:123–140. doi:10.1111/j.1365-2869.2005.00450.x Wagner U, Born J (2008) Memory consolidation during sleep: interactive effects of sleep stages and HPA regulation. Stress 11:28–41. doi:10.1080/10253890701408822 Hornung OP, Regen F, Danker-Hopfe H, Schredl M, Heuser I (2007) The relationship between REM sleep and memory consolidation in old age and effects of cholinergic medication. Biol Psychiatry 61:750–757. doi:10.1016/j.biopsych.2006.08.034 Siegel JM (2001) The REM sleep-memory consolidation hypothesis. Science 294:1058–1063. doi:10.1126/science.1063049 Basner M, Fomberstein KM, Razavi FM, Banks S, William JH, Rosa RR, Dinges DF (2007) American time use survey: sleep time and its relationship to waking activities. Sleep 30:1085–1095 Alhaider IA, Aleisa AM, Tran TT, Alzoubi KH, Alkadhi KA (2010) Chronic caffeine treatment prevents sleep deprivation-induced impairment of cognitive function and synaptic plasticity. Sleep 33:437–444 Alzoubi KH, Khabour OF, Salah HA, Abu Rashid BE (2013a) The combined effect of sleep deprivation and Western diet on spatial learning and memory: role of BDNF and oxidative stress. J Mol Neurosci 50:124–133. doi:10.1007/s12031-012-9881-7 Alzoubi KH, Mayyas FA, Khabour OF, Bani Salama FM, Alhashimi FH, Mhaidat NM (2015) Chronic melatonin treatment prevents memory impairment induced by chronic sleep deprivation. Mol Neurobiol. doi:10.1007/s12035-015-9286-z Mhaidat NM, Alzoubi KH, Khabour OF, Tashtoush NH, Banihani SA, Abdul-razzak KK (2015) Exploring the effect of vitamin C on sleep deprivation induced memory impairment. Brain Res Bull 113:41–47. doi:10.1016/j.brainresbull.2015.02.002 Chee MW, Chuah LY (2008) Functional neuroimaging insights into how sleep and sleep deprivation affect memory and cognition. Curr Opin Neurol 21:417–423. doi:10.1097/WCO.0b013e3283052cf7 Goel N, Rao H, Durmer JS, Dinges DF (2009) Neurocognitive consequences of sleep deprivation. Semin Neurol 29:320–339. doi:10.1055/s-0029-1237117 Noguti J, Andersen M, Cirelli C, Ribeiro D (2013) Oxidative stress, cancer, and sleep deprivation: is there a logical link in this association? Sleep Breath 17:905–910. doi:10.1007/s11325-012-0797-9 Feinburn-Dothan N (1978) Flora Palaestina. The Israel Academy of Sciences and Humanities, Jerusalem Alali FQ, Tawaha K, El-Elimat T, Syouf M, El-Fayad M, Abulaila K, Nielsen SJ, Wheaton WD et al (2007) Antioxidant activity and total phenolic content of aqueous and methanolic extracts of Jordanian plants: an ICBG project. Nat Prod Res 21:1121–1131. doi:10.1080/14786410701590285 Serçe S, Özgen M, Torun AA, Ercişli S (2010) Chemical composition, antioxidant activities and total phenolic content of Arbutus andrachne L. (Fam. Ericaceae) (the Greek strawberry tree) fruits from Turkey. J Food Compos Anal 23:619–623. doi:10.1016/j.jfca.2009.12.007 Grishkovets VI, Sergienko TV, Chirva VY (1979) Triterpenoids and steroids from the fruit of Arbutus andrachne. Chem Nat Compd 15:774–774. doi:10.1007/bf00565604 Sakar MK, Berkman MZ, Calis I, Ruedi P (1991) Constituents of Arbutus andrachne. Fitoterapia 62:176–177 Seker M, Toplu C (2010) Determination and comparison of chemical characteristics of Arbutus unedo L. and Arbutus andrachnae L. (family Ericaceae) fruits. J Med Food 13:1013–1018. doi:10.1089/jmf.2009.0167 Pietta P, Simonetti P, Mauri P (1998) Antioxidant activity of selected medicinal plants. J Agric Food Chem 46:4487–4490. doi:10.1021/jf980310p Alzoubi KH, Khabour OF, Salah HA, Hasan Z (2013b) Vitamin E prevents high-fat high-carbohydrates diet-induced memory impairment: the role of oxidative stress. Physiol Behav 119:72–78. doi:10.1016/j.physbeh.2013.06.011 Mograss MA, Guillem F, Brazzini-Poisson V, Godbout R (2009) The effects of total sleep deprivation on recognition memory processes: a study of event-related potential. Neurobiol Learn Mem 91:343–352 Aleisa AM, Helal G, Alhaider IA, Alzoubi KH, Srivareerat M, Tran TT, Al-Rejaie SS, Alkadhi KA (2011) Acute nicotine treatment prevents REM sleep deprivation-induced learning and memory impairment in rat. Hippocampus 21:899–909. doi:10.1002/hipo.20806 Alhaider IA, Aleisa AM, Tran TT, Alkadhi KA (2011) Sleep deprivation prevents stimulation-induced increases of levels of P-CREB and BDNF: protection by caffeine. Mol Cell Neurosci 46:742–751. doi:10.1016/j.mcn.2011.02.006 Fukui K, Omoi NO, Hayasaka T, Shinnkai T, Suzuki S, Abe K, Urano S (2002) Cognitive impairment of rats caused by oxidative stress and aging, and its prevention by vitamin E. Ann N Y Acad Sci 959:275–284. doi:10.1111/j.1749-6632.2002.tb02099.x Nunomura A (2013) Oxidative stress hypothesis for Alzheimer’s disease and its potential therapeutic implications. Rinsho Shinkeigaku 53:1043–1045