اثرات ویتامین B12 بر یادگیری و حافظه‌ی فضایی در مدل بیماری آلزایمر موش‌های صحرایی نر بالغ

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، گروه زیست‌شناسی، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه پیام‌نور، تهران و دانشجوی دکتری، گروه زیست‌شناسی، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 استاد، گروه زیست‌شناسی، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 دانشجوی دکتری، گروه زیست‌شناسی، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

مقدمه: ویتامین B12 یک ویتامین محلول در آب می‌باشد که اثرات مثبت آن بر شناخت، به تأیید رسیده است. مطالعه‌ی حاضر، با هدف بررسی تأثیر ویتامین B12 بر اختلال یادگیری و حافظه‌ی فضایی در مدل بیماری آلزایمر با تخریب الکتریکی هسته‌ی قاعده‌ای مگنوسلولاریس (Nucleus basalis magnocellularis یا NBM) انجام شد.روش‌ها: در این مطالعه، 49 سر موش صحرایی نر بالغ نژاد Wistar به هفت گروه کنترل، شاهد تخریب (ورود الکترود به NBM بدون القای جریان الکتریکی)، تخریب (تخریب الکتریکی دو طرفه‌ی NBM)، حلال (تخریب + سالین 2/0 میلی‌لیتر) و تخریب + ویتامین B12 در مقادیر 5، 10 و 15 میلی‌گرم/کیلوگرم تقسیم شدند. یک هفته بعد، موش‌های صحرایی به مدت 5 روز با دستگاه ماز Y شکل آموزش دیدند. 25 روز بعد از آموزش، آزمون فراخوانی حافظه برای ارزیابی حافظه‌ی بلند مدت انجام گرفت.یافته‌ها: تخریب دو طرفه‌ی NBM منجر به کاهش یادگیری فضایی در مقایسه با گروه‌های کنترل و شاهد تخریب گردید (001/0 > P). در گروه حلال در مقایسه با گروه تخریب، هیچ تغییری در یادگیری فضایی مشاهده نگردید. همچنین، درمان با ویتامین B12 در گروه‌های تخریب + 10 میلی‌گرم/کیلوگرم ویتامین B12 (050/0 > P) و تخریب + 15 میلی‌گرم/کیلوگرم ویتامین B12 (010/0 > P)، موجب افزایش معنی‌دار در یادگیری فضایی گردید. علاوه بر این، بین نتایج روز 5 آموزش و آزمون فراخوانی حافظه‌ی روز 30 تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد.نتیجه‌گیری: تخریب دو طرفه‌ی NBM موجب اختلال یادگیری فضایی در موش‌های صحرایی می‌گردد، اما ویتامین B12 موجب بهبود یادگیری در این حیوانات گردید

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effects of Vitamin B12 on Spatial Learning and Memory in Adult Male Rats Model of Alzheimer's Disease

نویسندگان [English]

  • Nastaran Zamani 1
  • Ahmad Ali Moazedi 2
  • Azadeh Eskandary 3
1 Lecturer, Department of Biology, School of Science, Payame Noor University, Tehran AND PhD Student, Department of Biology, School of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Professor, Department of Biology, School of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 PhD Student, Department of Biology, School of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Background: Vitamin B12 is a water-soluble vitamin shown to have a positive effect on cognition. This study aimed to examine the effect of Vitamin B12 on spatial learning and memory in electrical lesion model of nucleus basalis magnocellularis (NBM) of Alzheimer's disease.Methods: 49 adult male Wistar rats were divided into seven groups of control, sham (the electrode was entered into the nucleus basalis magnocellularis with no lesion), lesion (which received bilateral electric lesions of nucleus basalis magnocellularis), vehicle (lesion + 0.2 ml saline), and lesion + vitamin B12 (5, 10, and 15 mg/kg intraperitoneally). After one week, the rats were trained to perform the Y-maze task for five days. 25 days after training, a retention test was performed to determine long-term memory.Findings: Bilateral nucleus basalis magnocellularis lesion reduced spatial learning in comparison with control and sham groups (P < 0.001 for both). There was no effect on spatial learning in vehicle group compared with the lesion group. Treatment with vitamin B12 in groups of lesion + 10 mg/kg vitamin B12 (P < 0.05), and lesion + 15 mg/kg vitamin B12 (P < 0.010) significantly improved spatial learning. Moreover, no significant difference was observed between the results in the 5th day of training, and memory retention of the 30th day.Conclusion: Our findings indicated that the bilateral nucleus basalis magnocellularis lesion impaired spatial learning in rats, but vitamin B12 improved the learning in them.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vitamin B12
  • Spatial learning
  • Nucleus Basalis Magnocellularis
  • Alzheimer’s disease
  1. Reitz C, Brayne C, Mayeux R. Epidemiology of Alzheimer disease. Nat Rev Neurol 2011; 7(3): 137-52.
  2. Nisbet RM, Polanco JC, Ittner LM, Gotz J. Tau aggregation and its interplay with amyloid-beta. Acta Neuropathol 2015; 129(2): 207-20.
  3. Puzzo D, Gulisano W, Arancio O, Palmeri A. The keystone of Alzheimer pathogenesis might be sought in Abeta physiology. Neuroscience 2015; 307: 26-36.
  4. Ferreira-Vieira TH, Guimaraes IM, Silva FR, Ribeiro FM. Alzheimer's disease: Targeting the Cholinergic System. Curr Neuropharmacol 2016; 14(1): 101-15.
  5. Rabiei Z, Asgharzadeh S, Bigdeli M. Medicinal herbs effective in the treatment of the alzheimer's disease. J Babol Univ Med Sci 2015; 17(3): 51-9. [In Persian].
  6. Oulhaj A, Jerneren F, Refsum H, Smith AD, de Jager CA. Omega-3 fatty acid status enhances the prevention of cognitive decline by B vitamins in mild cognitive impairment. J Alzheimers Dis 2016; 50(2): 547-57.
  7. Thomas P, Fenech M. Buccal Cytome Biomarkers and their association with plasma folate, vitamin B12 and homocysteine in Alzheimer's disease. J Nutrigenet Nutrigenomics 2015; 8(2): 57-69.
  8. Lee YM, Ha JK, Park JM, Lee BD, Moon E, Chung YI, et al. Apolipoprotein E genotype modulates effects of vitamin B12 and homocysteine on grey matter volume in Alzheimer's disease. Psychogeriatrics 2016; 16(1): 3-11.
  9. Seshadri S, Beiser A, Selhub J, Jacques PF, Rosenberg IH, D'Agostino RB, et al. Plasma homocysteine as a risk factor for dementia and Alzheimer's disease. N Engl J Med 2002; 346(7): 476-83.
  10. Mousavi M, Karimi A, Goroi M. Effect of protective of vitamin B12 on Lewiss rats with experimental allergic encephalomyelitis a model for multiple sclerosis. Journal of Animal Physiology and Development 2018; 4(3): 49-54. [In Persian].
  11. Karimi A, Goroie M. Effect alcoholic exteract of Kellussia odoratissma and B12 on markers of inflammation in rats induced experimental auto immune encephalomyelitis. Journal of Animal Physiology and Development 2015; 8(2): 43-50. [In Persian].
  12. Ashkavandi S, Moazedi A A, Semnanian S, Eshagh-Harooni H, Mohammadi T, Pourmehdi-Brojeni M. The effect of methylprednisolone on spatial learning and memory in adult male rats using an experimental model of Alzheimer's disease. Feyz 2015; 19(2): 102-10. [In Persian].
  13. Hoveida RI, Moazedi AA, Rasekh A. The Effect of intrahippocampal CA1 area injection of estradiol benzoate on the spatial learning and memory in adult male rats. Modares J Med Sci Pathol 2005; 7(2): 115-24. [In Persian].
  14. Nyakas C, Granic I, Halmy LG, Banerjee P, Luiten PG. The basal forebrain cholinergic system in aging and dementia. Rescuing cholinergic neurons from neurotoxic amyloid-beta42 with memantine. Behav Brain Res 2011; 221(2): 594-603.
  15. Bales KR, Tzavara ET, Wu S, Wade MR, Bymaster FP, Paul SM, et al. Cholinergic dysfunction in a mouse model of Alzheimer disease is reversed by an anti-A beta antibody. J Clin Invest 2006; 116(3): 825-32.
  16. Laursen B, Mork A, Plath N, Kristiansen U, Bastlund JF. Cholinergic degeneration is associated with increased plaque deposition and cognitive impairment in APPswe/PS1dE9 mice. Behav Brain Res 2013; 240: 146-52.
  17. Dabir N, Moazedi A, Haghparast A, Khajepour L, Akhoond M. Effects of estrogen therapy on cognitive performance deficit induced by nucleus basalis magnocellularis lesion: Animal model of Alzheimer's disease. J Isfahan Med Sch 2016; 34(370): 64-73. [In Persian].
  18. Hoveida R, Alaei H, Oryan S, Ghavipanjeh H. Effects of exercise on spatial memory deficits induced by nucleus basalis magnocellularis lesions. Physiol Pharmacol 2009; 13(3): 319-27.
  19. Hosseini N, Alaei H, Reisi P, Radahmadi M. The effect of treadmill running on passive avoidance learning in animal model of Alzheimer disease. Int J Prev Med 2013; 4(2): 187-92.
  20. Peracchi M, Bamonti CF, Pomati M, De Francesch M, Scalabrino G. Human cobalamin deficiency: alterations in serum tumour necrosis factor-alpha and epidermal growth factor. Eur J Haematol 2001; 67(2): 123-7.
  21. Scalabrino G, Carpo M, Bamonti F, Pizzinelli S, D'Avino C, Bresolin N, et al. High tumor necrosis factor-alpha [corrected] levels in cerebrospinal fluid of cobalamin-deficient patients. Ann Neurol 2004; 56(6): 886-90.
  22. Tan ZS, Beiser AS, Vasan RS, Roubenoff R, Dinarello CA, Harris TB, et al. Inflammatory markers and the risk of Alzheimer disease: The Framingham Study. Neurology 2007; 68(22): 1902-8.
  23. Hung MC, Shibasaki K, Nishizono S, Sato M, Ikeda I, Masuda Y, et al. Ibotenic acid-induced lesions of the medial septum increase hippocampal membrane associated protein kinase c activity and reduce acetylcholine synthesis: prevention by a phosphatidylcholine/vitamin B12 diet. J Nutr Biochem 2000; 11(3): 159-64.
  24. Hung MC, Shibasaki K, Yoshida R, Sato M, Imaizumi K. Learning behaviour and cerebral protein kinase C, antioxidant status, lipid composition in senescence-accelerated mouse: influence of a phosphatidylcholine-vitamin B12 diet. Br J Nutr 2001; 86(2): 163-71.
  25. Smith AD, Smith SM, de Jager CA, Whitbread P, Johnston C, Agacinski G, et al. Homocysteine-lowering by B vitamins slows the rate of accelerated brain atrophy in mild cognitive impairment: a randomized controlled trial. PLoS One 2010; 5(9): e12244.
  26. Ellinson M, Thomas J, Patterson A. A critical evaluation of the relationship between serum vitamin B, folate and total homocysteine with cognitive impairment in the elderly. J Hum Nutr Diet 2004; 17(4): 371-83.
  27. Ho PI, Collins SC, Dhitavat S, Ortiz D, Ashline D, Rogers E, et al. Homocysteine potentiates beta-amyloid neurotoxicity: role of oxidative stress. J Neurochem 2001; 78(2): 249-53.
  28. Zhuo JM, Pratico D. Acceleration of brain amyloidosis in an Alzheimer's disease mouse model by a folate, vitamin B6 and B12-deficient diet. Exp Gerontol 2010; 45(3): 195-201.
  29. Smith AD, Refsum H. Homocysteine, B Vitamins, and cognitive impairment. Annu Rev Nutr 2016; 36: 211-39.