Mục tiêu nghiên cứu của bài viết nhằm đánh giá tác dụng của scopolamine đến trí nhớ nhận thức và trí nhớ làm việc của chuột nhắt thông qua bài tập nhận thức đồ vật và bài tập mê lộ chữ Y (Y maze).
Trang 1ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG GÂY SUY GIẢM TRÍ NHỚ CỦA
SCOPOLAMINE TRÊN CHUỘT NHẮT TRẮNG QUA
BÀI TẬP NHẬN THỨC ĐỒ VẬT VÀ MÊ LỘ CHỮ Y
C n Văn Mão*; Đinh Qu c B o*
TÓM TẮT
Mục tiêu: nhằm đánh giá tác dụng của scopolamine đến trí nhớ nhận thức và trí nhớ làm
việc của chuột nhắt thông qua bài tập nhận thức đồ vật và bài tập mê lộ chữ Y (Y maze)
Phương pháp: chuột nhắt trắng, giống đực, khỏe mạnh, 10 - 12 tuần tuổi được chia ngẫu nhiên
thành 4 nhóm tiêm NaCl 0,9% (nhóm chứng) và tiêm scopolamine: scop 0,5 (0,5 mg/kg), scop 1,0
(1 mg/kg), scop 1,5 (1,5 mg/kg) Kết quả: ở bài tập nhận thức đồ vật, chuột thuộc nhóm scop
1,0 và scop 1,5 có thời gian khám phá đồ vật mới không khác biệt so với đồ vật cũ, trong khi
chuột ở nhóm chứng và nhóm scop 0,5 có thời gian khám phá đồ vật mới cao hơn so với đồ
vật cũ (p < 0,05) Trên bài tập mê lộ chữ Y, chuột thuộc nhóm scop 1,5 có % thay đổi luân
phiên thấp hơn nhóm chứng (p < 0,05) Kết luận: scopolamine liều 1 mg/kg, rõ nhất là liều
1,5 mg/kg làm giảm thời gian khám phá đồ vật mới so với đồ vật cũ ở bài tập nhận thức đồ vật
và gây giảm % thay đổi luân phiên tự phát trong bài tập mê lộ chữ Y
* Từ khóa: Scopolamine; Bài tập nhận thức đồ vật; Mê lộ chữ Y; Chuột nhắt trắng
Study of effect of Scopolamine-Induced Memory Impairment on
Mice by Using Object Recognition Test and Y Maze Test
Summary
Objectives: To assess the effect of scopolamine on recognition memory and working
memory of mice through object recognition test and Y maze test Subjects and methods: Male,
healthy mice (10 - 12 weeks of age) were randomly divided into 4 groups: 3 scopolamine groups
(0.5, 1.0 and 1.5 mg/kg scopolamine, respectively, i.p) and the control group (saline, i.p)
Results: Mice in 1.0 and 1.5 mg/kg scopolamine group spent more time exploring novel object
than it does exploring the familiar object in object recognition test In addition, mice in 1.5 mg/kg
scopolamine group had percentage of alternation lower than control group (p < 0.05)
Conclusion: Scopolamine in dose of 1 mg/kg and 1.5 mg diminished time exploring the novel object
vs old objects in object recognition test and percentage of spontaneous alternation in Y maze test
* Key words: Scopolamine; Object recognition test; Y maze test
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trí nhớ nhận thức là khả năng nhận ra
các sự kiện, đối tượng, hay con người gặp
phải trước đây Trí nhớ làm việc là một hệ thống lưu trữ tạm thời và quản lý các thông tin cần thiết để thực hiện nhiệm vụ nhận thức phức tạp như học tập, suy luận và hiểu
* Học viện Quân y
Ng i ph n h i (Corresponding): C n Văn Mão (canvanmao2011@gmail.com)
Ngày nh n bài: 16/09/2016; Ngày ph n bi n đánh giá bài báo: 20/12/2016
Ngày bài báo đ c đăng: 26/12/2016
Trang 2Trí nhớ làm việc có liên quan đến việc lựa
chọn, bắt đầu và kết thúc của các chức
năng xử lý thông tin như mã hóa, lưu trữ
và dữ liệu truy xuất Trong bệnh Alzheimer
có sự suy giảm trí nhớ ở cả hai dạng này,
dẫn đến bệnh nhân giảm và mất khả
năng thực hiện các công việc và nhận ra
sự kiện, đối tượng hoặc những người đã
từng gặp trước đây [6] Nghiên cứu để
tìm ra các phương pháp giúp cải thiện
trí nhớ trên bệnh nhân Alzheimer là vấn
đề đang được quan tâm Các mô hình
gây tổn thương trí nhớ kiểu trong bệnh
Alzheimer trên động vật thực nghiệm theo
những cơ chế khác nhau như: sử dụng
hóa chất, gây tổn thương vùng não, biến
đổi gen đã được thực hiện rất nhiều trên
thế giới [3, 4] Trong đó mô hình sử dụng
thuốc scopolamine, chất đối kháng thụ thể
acetylcholine gây suy giảm trí nhớ được
quan tâm nhiều [2, 4, 8] So với những
mô hình khác, mô hình này có ưu điểm là
thực hiện dễ dàng hơn (tiêm scopolamine
vào phúc mạc), tỷ lệ và khả năng sống sót
của chuột cao Mô hình này là một trong
những mô hình thường được áp dụng cho
thử nghiệm thuốc cải thiện trí nhớ theo cơ
chế kháng enzym acetylcholinesterase
[5, 8, 9] Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện
đề tài này nhằm: Đánh giá ảnh hưởng
của scopolamine lên trí nhớ của chuột nhắt trắng thông qua bài tập mê lộ nước, bài tập nhận thức đồ vật và bài tập mê lộ chữ Y
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
1 Đối tượng nghiên cứu
Chuột nhắt trắng, giống đực, khỏe mạnh,
10 - 12 tuần tuổi, trọng lượng 25 - 30 g
do Ban Cung cấp Động vật thí nghiệm, Học viện Quân y cung cấp Chuột được chăm sóc và nuôi trong phòng thoáng mát, ăn uống đầy đủ, chu kỳ sáng tối duy trì 12/12 giờ
Chuột được chia đều cho các bài tập (nhận thức đồ vật, mê lộ chữ Y) Một bài tập chuột được chia thành 4 nhóm: scop 0,5; scop 1,0; scop 1,5 và nhóm chứng
2 Phương tiện và hóa chất
* Phương tiện:
Buồng thực nghiệm được quây bằng vải đen có kích thước 150 x 150 x 150 cm
để cách ly với môi trường xung quanh, tránh yếu tố gây nhiễu
Dụng cụ bài tập nhận thức đồ vật: buồng tập hình hộp, dài 45 cm, rộng 45 cm, cao 45 cm Các vật thể A và B có hình dạng giống hệt nhau, vật thể C có hình dạng và kích thước khác A và B
Hình 1: Buồng tập nhận thức đồ vật
Vật A
Vật C
Trang 3Mê lộ chữ Y: là dụng cụ hình chữ Y, được làm bằng tôn, sơn đen, cấu tạo gồm 3 cánh (A, B, C), các cánh chia đều 3 hướng, đối xứng nhau và tách ra ở 1200, chiều dài mỗi cánh 60 cm, rộng 5 cm, cao 10 cm
Hình 2: Hình ảnh cấu tạo mê lộ chữ Y
- Hệ thống ghi hình ảnh và phân tích hành vi Any - maze (Hãng Stoelting, Mỹ)
* Hóa chất:
- Dung dịch NaCl 0,9% (Hãng Euro-Med, Philippine)
- Scopolamine: scopolamine hydrobromid trihydrate (Hãng Sigma Aldrich)
3 Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu can thiệp có đối chứng
* Sử dụng thuốc:
Mỗi chuột được uống và tiêm 1 lần/ngày vào buổi sáng, 1 g trọng lượng cơ thể tương ứng với thể tích tiêm 0,01 ml dung dịch
Bài tập nhận thức đồ vật và bài tập mê lộ chữ Y: chuột được sử dụng thuốc 1 ngày duy nhất
* Bài tập nhận thức đồ vật:
Chuột được chia thành các nhóm, mỗi chuột được đánh số khác nhau Một ngày trước tiến hành bài tập nhận thức đồ vật, đặt chuột vào buồng tập (không có đồ vật) cho phép tự do khám phá không gian mới Bài tập nhận thức đồ vật tiến hành qua
2 giai đoạn: giai đoạn luyện tập và giai đoạn kiểm tra
- Ngày 2 (giai đoạn luyện tập): đặt chuột vào buồng tập ngày hôm trước, có bổ sung thêm
2 đồ vật giống nhau A và B Chuột được phép khám phá tự do 2 đồ vật này trong 5 phút
Cánh A
Cánh B
Cánh C
Trang 4- Ngày 3 (giai đoạn kiểm tra): tiến hành
sau khi thực hiện giai đoạn luyện tập 1
ngày Ở giai đoạn này, một trong hai đồ
vật trong buồng tập được thay thế bằng
một đồ vật có kích thước và hình dáng
khác với 2 đồ vật ở giai đoạn luyện tập,
đặt tên là C Chuột được phép khám phá
những đồ vật này trong 5 phút giống ở
giai đoạn luyện tập
- Mỗi lần kiểm định, làm sạch buồng
tập và khử mùi bằng cồn 90o, làm tương
tự với các chuột tiếp theo
* Bài tập mê lộ chữ Y:
Chuột được chia thành các nhóm, mỗi
chuột đánh số khác nhau Bài tập được
tiến hành 1 lần:
- Thả chuột vào một cánh bất kỳ, cho
chuột tự vận động trong 10 phút
- Mỗi lần kiểm định, làm sạch buồng
tập và khử mùi bằng cồn 90o, làm tương
tự với các chuột tiếp theo
Toàn bộ hoạt động của chuột trong các bài tập (mê lộ nước, mê lộ chữ Y và bài tập nhận thức đồ vật) được ghi hình
và phân tích trên phần mềm Any maze (Hãng Stoelting, Mỹ)
* Các chỉ số nghiên cứu:
- Bài tập nhận thức đồ vật:
+ Tần suất chuột khám phá hai đồ vật giống nhau
+ Thời gian chuột khám phá hai đồ vật giống nhau
+ Tần suất chuột khám phá hai đồ vật khác nhau
+ Thời gian chuột khám phá hai đồ vật khác nhau
- Bài tập mê lộ chữ Y:
+ Số lần thay đổi luân phiên (alternation)
là số lần chuột đi vào 3 cánh khác nhau liên tiếp
+ % thay đổi luân phiên (% alternation):
* Xử lý số liệu:
Kết quả nghiên cứu sau khi phân tích được xuất ra dưới dạng file excel Tính toán
số liệu dưới dạng giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, lập bảng và so sánh thống kê giữa thông số thu được của các nhóm chuột bằng phần mềm SPSS 16.0
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
1 Bài tập nhận thức đồ vật
Bảng 1: Thời gian (giây) chuột khám phá các đồ vật (X ± SD)
Nhóm
Trang 5- Chuột thuộc nhóm chứng, scop 0,5; scop 1,0 và scop 1,5 có thời gian khám phá vật A và B (2 vật giống hệt nhau) trong giai đoạn luyện tập không khác biệt (p > 0,05)
- Chuột thuộc nhóm chứng và nhóm scop 0,5 có thời gian khám phá vật C (khác
vật C và vật A ở chuột thuộc nhóm scop 1,0 và scop 1,5 không khác biệt
Bảng 2: Tần suất (lần) chuột khám phá các đồ vật (X ± SD)
Nhóm
- Chuột ở tất cả các nhóm: chứng,
scop 0,5, scop 1,0 và scop 1,5 có tần suất
khám phá vật A và B trong giai đoạn
luyện tập không khác biệt (p > 0,05)
- Ở giai đoạn kiểm tra, chuột thuộc nhóm
chứng có tần suất khám phá đồ vật C lớn
này của chuột thuộc nhóm scopolamine
không khác biệt (p > 0,05)
Trong bài tập nhận thức đồ vật, để
đánh giá sự suy giảm trí nhớ bằng
scopolamine trên chuột, chúng tôi tiến
hành qua hai giai đoạn Giai đoạn luyện
tập cho chuột khám phá với vật thể A và
B (hai vật thể giống hệt nhau) Giai đoạn
kiểm tra một trong hai vật thể quen thuộc
được thay đổi bằng vật thể lạ có hình
dạng và kích thước khác (thay B bằng C)
Thông số về thời gian và tần suất chuột
khám phá hai vật thể ở hai giai đoạn
được tính toán Bình thường, nếu chuột
có trí nhớ tốt sẽ phân biệt được vật quen
và vật lạ, do đó với xu hướng thích khám phá vật lạ thì thời gian và tần suất chuột khám phá vật C (vật thể khác) sẽ tăng lên
ở giai đoạn kiểm tra Chúng tôi thấy chuột thuộc nhóm scop 1 và scop 1,5 có thời gian khám phá đồ vật mới không khác biệt so với đồ vật cũ, trong khi chuột ở nhóm chứng và nhóm scop 0,5 có thời gian khám phá đồ vật mới (vật C) cao hơn so với đồ vật cũ, điều này chứng tỏ scopolamine liều 1 và 1,5 mg/kg gây suy giảm trí nhớ, nên chuột không phân biệt được đồ vật cũ và mới Abdelkader Ennaceur và CS nhận thấy scopolamine với liều cao (1 - 2 mg/kg) gây giảm khả năng nhận thức đồ vật mới và cũ trên chuột cống [1] Tương tự, Jinghua Wang
và CS (2014) cũng thấy scopolamin giải phóng chậm, gây giảm khả năng phân biệt đồ vật của chuột [7]
Trang 62 Bài tập mê lộ hình chữ Y
Bảng 3: Tần suất thay đổi luân phiên và % thay đổi luân phiên (X ± SD)
Chỉ số
- Chuột thuộc các nhóm scopolamine có tần suất thay đổi luân phiên cao hơn so với
nhóm chứng (p < 0,05)
- Chuột thuộc các nhóm scopolamine có % thay đổi luân phiên nhỏ hơn so với nhóm chứng (p < 0,05) Chỉ số này thấp nhất trên chuột thuộc nhóm scop 1,5
Bảng 4: Kết quả vận động của chuột trong mê lộ chữ Y (X ± SD)
Chỉ số
- Tần suất vào các cánh của chuột thuộc
nhóm scop tương tự nhau và không khác
biệt so với nhóm chứng (p > 0,05)
- Quãng đường chuột vận động trong
mê lộ chữ Y ở tất cả các nhóm không
khác biệt (p > 0,05)
Trong bài tập mê lộ chữ Y, chuột
thường có xu hướng thích khám phá
cánh mới hơn là quay trở lại cánh đã
khám phá trước đó, điều này được thể
hiện bằng chỉ số tỷ lệ % thay đổi luân
phiên Trong nghiên cứu này, chuột được
tiêm scopolamine ở ba liều (0,5 mg/kg,
1 mg/kg và 1,5 mg/kg), kết quả cho thấy chuột ở các nhóm được tiêm scopolamine đều suy giảm về tỷ lệ % luân phiên so với nhóm chứng Trong đó, chuột thuộc nhóm scopolamine 1,5 mg/kg suy giảm cao nhất Kết quả này cũng tương tự một số tác giả: Seung-Hwan Kwon và CS (2009), Jinghua Wang và CS (2014): scopolamine liều 0,5 và 2 mg/kg gây suy giảm tỷ lệ % thay đổi luân phiên trong bài tập mê lộ chữ Y [7, 10]
Trang 7KẾT LUẬN
Scopolamine liều 1 mg/kg và rõ nhất là
liều 1,5 mg/kg (tiêm phúc mạc) trên chuột
nhắt trắng làm giảm thời gian khám phá
đồ vật mới so với đồ vật cũ ở bài tập nhận
thức đồ vật Scopolamine liều 1,5 mg/kg
trên chuột nhắt trắng cũng gây giảm %
thay đổi luôn phiên tự phát trong bài tập
mê lộ chữ Y
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Abdelkader Ennaceur, Kamel Melian
Effects of physostigmine and scopolamine on
rats' performances in object-recognition and
radial-maze tests Psychopharmacology 1992,
109, pp.321-330
2 Blokland A Scopolamine-induced deficits
in cognitive performance: A review of animal
studies Faculty of Psychology Brain &
Behavior Institute, Maastricht University
The Netherlands 2005, pp.5-15
3 Christian Gilles MD, Stéphane Ertlé MS
Pharmacological models in Alzheimer’s
disease research Dialogues Clin Neurosci
2000, 2 (3), pp.247-255
4 Götz J, Ittner LM Animal models of
Alzheimer's disease and frontotemporal
dementia Nat Rev Neurosci 2008, 9 (7), pp.532-544
5 Hou Q.X, Wu D.W, Zhang C.X et al.
Bushen Yizhi formula ameliorates cognition deficits and attenuates oxidative stressrelated neuronal apoptosis in scopolamine-induced senescence in mice Int J Mol Med 2014, 34 (2), pp.429-439
6 Jeffrey L, Cummings MD Alzheimer’s
disease N Engl J Med 2004, 351, pp.56-67
7 Jinghua Wang et al Effects of fructus
akebiae on learning and memory impairment
in a scopolamine induced animal model of dementia Experimental and Therapeutic Medicine 2014, 8, pp.671-675
8 McGleenon B.M, Dynan K.B, Passmore
AP Acetylcholinesterase inhibitors in Alzheimer’s
disease Br J Clin Pharmacol 1999, 48 (4), pp.471-480
9 Saraf M.K, Prabhakar S, Khanduja KL et
al Bacopa monniera attenuates
scopolamine-induced impairment of spatial memory in mice Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine 2010, article ID 236186, p.10
10 Seung-Hwan Kwon et al Loganin
improves learning and memory impairments induced by scopolamine in mice European Journal of Pharmacology 2009, 619, pp.44-49