اثر ورزش بر یادگیری و حافظه در رت‌های آلزایمری شده پس از تزریق استرپتوزوتوسین به داخل بطن‌های طرفی مغز

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان

1 دانشجوی زیست شناسی علوم جانوری، گروه علوم پایه، دانشگاه پیام نور اصفهان، اصفهان، ایران

2 استادیار، گروه فیزیولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 استاد، گروه فیزیولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

4 استادیار، گروه علوم پایه، دانشگاه پیام نور اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: با توجه به اثرات مثبت ورزش بر سیستم مرکزی اعصاب، هدف از این پژوهش، بررسی تأثیرات دویدن روی تردمیل بر یادگیری و حافظه در رت‌های آلزایمری شده از طریق تزریق استرپتوزوتوسین به داخل بطن‌های مغزی بود.روش‌ها: رت‌ها در 4 گروه‌ شم- استراحت، شم- ورزش، آلزایمر- استراحت و آلزایمر- ورزش مورد بررسی قرار گرفتند. جهت ایجاد مدل آلزایمری در رت‌ها داروی استرپتوزوتوسین (STZ یا Streptozotocin) به درون بطن‌های طرفی مغز تزریق گردید. پروتکول ورزش شامل دویدن بر روی دستگاه تردمیل با سرعت 20 متر در دقیقه، شیب صفر درجه و به مدت 50 دقیقه در روز طی 4 هفته بود. جهت ارزیابی یادگیری و حافظه در رت‌ها از آزمون رفتار یادگیری اجتنابی غیرفعال استفاده شد.یافته‌ها: به طور کلی 37 رت در 4 گروه مورد بررسی قرار گرفتند. تأخیر زمانی برای اولین ورود به اتاق تاریک یک روز و یک هفته پس از اعمال شوک در گروه آلزایمر- استراحت به طور معنی‌داری از گروه آلزایمر- ورزش و شم- استراحت کمتر بود.نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه پیشنهاد کننده‌ی استفاده از ورزش در پیش‌گیری و بهبود اختلالات شناختی بیماری آلزایمر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Exercise on Learning and Memory in Rats after Intracerebroventricular Injection of Streptozotocin

نویسندگان [English]

  • Mahdieh Yosefi 1
  • Parham Reisi 2
  • Hojjatallah Alaei 3
  • Ali Asghar Pilehvarian 4
1 Student of Animal Biology, Department of Basic Sciences, Isfahan Payame Noor University, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Physiology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Professor, Department of Physiology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Assistant Professor of Animal Physiology, Department of Basic Sciences, Isfahan Payame Noor University, Isfahan.
چکیده [English]

Background: Given the positive effects of exercise on the central nervous system, the aim of the present study was to evaluate the effects of treadmill running on learning and memory in rats with induced Alzheimer’s disease and intracerebroventricular injection of streptozotocin (STZ).Methods: Studied rats were divided in 4 groups: the sham-rest, the sham-exercise, the alzheimer-rest and the alzheimer-exercise. To produce rat Alzheimer’s model, STZ was infused in lateral ventricles of the brain. The exercise program was treadmill running with 20 m/min velocity and 0O inclination for 50 min/day, for 4 weeks. For evaluation of learning and memory in rats, passive avoidance learning test was used.Findings: Totally 37 rats in 4 groups were examined. The latency time for the first entrance to dark chamber one day and one week after shock was significantly shorter in Alzheimer–rest group comparing to Alzheimer–exercise and sham–rest groups.Conclusion: These results suggest that exercise probably is effective in prevention and alleviation of cognitive disorders in Alzheimer’s disease.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alzheimer’s disease
  • Treadmill running
  • Exercise
  • Streptozotocin
  • Learning and memory

مراجع

  1. Barrett KE, Barman SM, Boitano S, Brooks HL. Ganong's Review of Medical Physiology. trans: Bigdeli MR, Naderan M. Tehran: Teymourzadeh; 2002.
  2. Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology (Guyton Physiology). trans: Sepehri H, Ghasemi K. Tehran: Andishe Rafie; 2006.
  3. Mayeux R. Epidemiology of neurodegeneration. Annu Rev Neurosci 2003; 26: 81-104.
  4. Hoyer S, Lee SK, Loffler T, Schliebs R. Inhibition of the neuronal insulin receptor. An in vivo model for sporadic Alzheimer disease? Ann N Y Acad Sci 2000; 920: 256-8.
  5. Sokoloff L. Relation between physiological function and energy metabolism in the central nervous system. J Neurochem 1977; 29(1): 13-26.
  6. Lee MK, Graham SN, Gold PE. Memory enhancement with posttraining intraventricular glucose injections in rats. Behav Neurosci 1988; 102(4): 591-5.
  7. Farmer J, Zhao X, van PH, Wodtke K, Gage FH, Christie BR. Effects of voluntary exercise on synaptic plasticity and gene expression in the dentate gyrus of adult male Sprague-Dawley rats in vivo. Neuroscience 2004; 124(1): 71-9.
  8. Hoyer S. The aging brain. Changes in the neuronal insulin/insulin receptor signal transduction cascade trigger late-onset sporadic Alzheimer disease (SAD). A mini-review. J Neural Transm 2002; 109(7-8): 991-1002.
  9. Hoyer S. The brain insulin signal transduction system and sporadic (type II) Alzheimer disease: an update. J Neural Transm 2002; 109(3): 341-60.
  10. Sharma M, Gupta YK. Intracerebroventricular injection of streptozotocin in rats produces both oxidative stress in the brain and cognitive impairment. Life Sci 2001; 68(9): 1021-9.
  11. Cotman CW, Berchtold NC. Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends Neurosci 2002; 25(6): 295-301.
  12. Kramer AF, Hahn S, Cohen NJ, Banich MT, McAuley E, Harrison CR, et al. Ageing, fitness and neurocognitive function. Nature 1999; 400(6743): 418-9.
  13. Sutoo D, Akiyama K. Regulation of brain function by exercise. Neurobiol Dis 2003; 13(1): 1-14.
  14. Ang ET, Dawe GS, Wong PT, Moochhala S, Ng YK. Alterations in spatial learning and memory after forced exercise. Brain Res 2006; 1113(1): 186-93.
  15. Fordyce DE, Wehner JM. Effects of aging on spatial learning and hippocampal protein kinase C in mice. Neurobiol Aging 1993; 14(4): 309-17.
  16. van PH, Christie BR, Sejnowski TJ, Gage FH. Running enhances neurogenesis, learning, and long-term potentiation in mice. Proc Natl Acad Sci U S A 1999; 96(23): 13427-31.
  17. Matthies H. From molecular mechanisms to behavior. Act Nerv Super (Praha) 1988; 30(1): 2-17.
  18. Paxinos G, Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. 5th ed. San Diego: Academic Press; 2005.
  19. Wenk GL. An hypothesis on the role of glucose in the mechanism of action of cognitive enhancers. Psychopharmacology (Berl) 1989; 99(4): 431-8.
  20. Spitz D. Free Radical and Radiation Biology Program. The University of IOWA [Online]. Available from: URL:
  21. http://www.uiowa.edu/~frrbp/index.html.
  22. Fordyce DE, Wehner JM. Physical activity enhances spatial learning performance with an associated alteration in hippocampal protein kinase C activity in C57BL/6 and DBA/2 mice. Brain Res 1993; 619(1-2): 111-9.
  23. Laurin D, Verreault R, Lindsay J, MacPherson K, Rockwood K. Physical activity and risk of cognitive impairment and dementia in elderly persons. Arch Neurol 2001; 58(3): 498-504.
  24. van PH, Kempermann G, Gage FH. Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus. Nat Neurosci 1999; 2(3): 266-70.
  25. Grealy MA, Johnson DA, Rushton SK. Improving cognitive function after brain injury: the use of exercise and virtual reality. Arch Phys Med Rehabil 1999; 80(6): 661-7.
  26. Vafaei AA, Jezek K, Bures J, Fenton AA, Rashidy-Pour A. Post-training reversible inactivation of the rat's basolateral amygdala interferes with hippocampus-dependent place avoidance memory in a time-dependent manner. Neurobiol Learn Mem 2007; 88(1): 87-93.
  27. Lou SJ, Liu JY, Chang H, Chen PJ. Hippocampal neurogenesis and gene expression depend on exercise intensity in juvenile rats. Brain Res 2008; 1210: 48-55.
  28. Gizang-Ginsberg E, Ziff EB. Nerve growth factor regulates tyrosine hydroxylase gene transcription through a nucleoprotein complex that contains c-Fos. Genes Dev 1990; 4(4): 477-91.
  29. Bonthius DJ, Karacay B, Dai D, Pantazis NJ. FGF-2, NGF and IGF-1, but not BDNF, utilize a nitric oxide pathway to signal neurotrophic and neuroprotective effects against alcohol toxicity in cerebellar granule cell cultures. Brain Res Dev Brain Res 2003; 140(1): 15-28.
  30. Hengerer B, Lindholm D, Heumann R, Ruther U, Wagner EF, Thoenen H. Lesion-induced increase in nerve growth factor mRNA is mediated by c-fos. Proc Natl Acad Sci U S A 1990; 87(10): 3899-903.
  31. Johansson BB, Ohlsson AL. Environment, social interaction, and physical activity as determinants of functional outcome after cerebral infarction in the rat. Exp Neurol 1996; 139(2): 322-7.
  32. Ohlsson AL, Johansson BB. Environment influences functional outcome of cerebral infarction in rats. Stroke 1995; 26(4): 644-9.
  33. Kaur B, Singh N, Jaggi AS. Exploring mechanism of pioglitazone-induced memory restorative effect in experimental dementia. Fundam Clin Pharmacol 2009; 23(5): 557-66.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 29، شماره 151 - شماره پیاپی 151
مهر و آبان 1390
صفحه 1142-1149

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 02 آذر 1389
  • تاریخ بازنگری: 31 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار