اثرات نورهارمان بر ذخیره حافظه در مدل یادگیری احترازی غیر فعال موش‌های صحرایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه فیزیولوژی، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران

2 استادیار گروه فیزیولوژی، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران

3 دانشجوی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی قزوین ، قزوین، ایران

چکیده

زمینه و هدف: با وجود این­که داروهای بنزودیازپینی خواص  ضد اضطرابی و فراموش­آوری دارند، ولی بعضی از بتا-کاربولین­ها به عنوان اگونیست­های معکوس گیرنده­های بنزودیازپینی بر روی سیستم دوپامینرژیک اثر تحریکی دارند و باعث افزایش سطح دوپامین هیپوکامپ می­شوند و از خود خواص اضطراب زایی و افزایش میزان یادگیری  نشان می­دهند. هدف این تحقیق بررسی اثرات نوروهارمان اگونیست معکوس گیرنده  بنزودیازپینی بر ذخیره­ی حافظه در مدل یادگیری احترازی غیر فعال  بود.
موادّ و روش­ها: 40  سر موش نر  ویستار به گروه­های کنترل، الکل  و نورهارمان تقسیم شدند. موش­ها در دستگاه احترازی غیر فعال، (50 هرتز، 1 میلی آمپر،  برای3 ثانیه) آموزش داده شدند. بلافاصله بعد از آموزش الکل(حلال نورهارمان ) یا نورهارمان (5 دهم، 1و2 میلی گرم بر کیلوگرم، داخل صفاقی ) به موش­ها تزریق شد. 48 ساعت بعد، تست به خاطرآوری انجام شد. مدت زمانی که طول می­کشید  تا حیوان وارد محفظه­ی تاریک دستگاه شود، به عنوان معیار ذخیره حافظه اندازه گیری شد.
یافته­ها:  تزریق بعد از آموزش نورهارمان ذخیره­ی حافظه  در موش ها را به صورت وابسته به دوز بهبود بخشید. به طوری­که تاخیر زمانی قبل از ورود به ناحیه­ی تاریک و کل زمان حضور در ناحیه­ی روشن  در گروه­ های دریافت کننده­ی نورهارمان به صورت وابسته به دوز بیشتر از گروه کنترل بود. این زمان­ها در گروه نورهارمان  2میلی گرم بر کیلوگرم به طور معناداری بیشتر از  گروه کنترل بود( 001/0>P).
نتیجه­گیری: با توجه به یافته­ها،  نوروهارمان در دوز کم به عنوان اگونیست معکوس گیرنده های بنزودیازپینی ازطریق تحریک گیرنده­های گابا موجب افزایش ذخیره­ی حافظه می­شود. لذا  ممکن است برای  تقویت حافظه سودمند باشد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Norharmane on Memory Retention in Passive Avoidance Learning in Rats

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Esmaeili 1
  • Mohammad Sofiabadi 1
  • Hashem Haghdost 2
  • Ayda Lotfi 3
  • Mahshid Najafi 3
چکیده [English]

Background & Objectives: Although benzodiazepine drugs have notably anxiolytic and amnesic properties, some of β-carbolines, as their inverse agonists, have a stimulating effect on the dopaminergic system and also increase dopamine levels in hippocampus, and could exert anxiogenic and learning-enhancing actions. The goal of present study was to investigate the effects of benzodiazepine receptor inverse agonist Norharmane on memory retention of passive avoidance learning in rats.
Materials & Methods: 40 male wistar rats were divided into control, alcohol and norharmane groups. All rates were trained in a passive avoidance task (50Hz, 1mA, for 3sec).  Alcohol (0.2ml) or Norharmane (0.5, 1, 2 mg/kg, i.p.) were injected immediately after training. Retention test was done 48h later. Memory retention of each animal was measured as latency takes to enter the dark chamber of the task.
results: After-training injection of Norharmane improves memory retention in a dose-dependent manner, So that the time spent in the light chamber area before entering to the dark area and Total time spent in the light chamber in the norharmane groups  were more than control group. These times in the norharmane (2 mg/kg) group was significantly higher than control group (p<0.001)
Conclusion: According to the findings, Norharmane, as inverse agonists of benzodiazepine receptors in the low doses, through GABA receptors stimulation, improves memory retention and so may be useful for memory improvement.   

کلیدواژه‌ها [English]

  • Norharmane
  • Passive avoidance learning
  • Memory retention

 

 

 


اثرات  نورهارمان بر ذخیره حافظه در مدل یادگیری احترازی غیر فعال موش­های صحرایی

 

محمد حسین اسماعیلی1*، محمد صوفی آبادی1، هاشم حق دوست2 ،ایدا لطفی3،  مهشید نجفی3

1 دانشیار گروه فیزیولوژی،  دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران.

1  استادیار گروه فیزیولوژی،  دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران.

2 دانشجوی پزشکی،  دانشگاه علوم پزشکی قزوین ، قزوین، ایران.

 

* نشانی  نویسنده مسؤول: گروه فیزیولوژی،  دانشگاه علوم پزشکی قزوین، دکتر محمد حسین اسماعیلی    

E-mail: esmail66@yahoo.com

 

وصول:8/12/93، اصلاح:11/2/94، پذیرش:13/4/94

چکیده

زمینه و هدف: با وجود این­که داروهای بنزودیازپینی خواص  ضد اضطرابی و فراموش­آوری دارند، ولی بعضی از بتا-کاربولین­ها به عنوان اگونیست­های معکوس گیرنده­های بنزودیازپینی بر روی سیستم دوپامینرژیک اثر تحریکی دارند و باعث افزایش سطح دوپامین هیپوکامپ می­شوند و از خود خواص اضطراب زایی و افزایش میزان یادگیری  نشان می­دهند. هدف این تحقیق بررسی اثرات نوروهارمان اگونیست معکوس گیرنده  بنزودیازپینی بر ذخیره­ی حافظه در مدل یادگیری احترازی غیر فعال  بود.

موادّ و روش­ها: 40  سر موش نر  ویستار به گروه­های کنترل، الکل  و نورهارمان تقسیم شدند. موش­ها در دستگاه احترازی غیر فعال، (50 هرتز، 1 میلی آمپر،  برای3 ثانیه) آموزش داده شدند. بلافاصله بعد از آموزش الکل(حلال نورهارمان ) یا نورهارمان (5 دهم، 1و2 میلی گرم بر کیلوگرم، داخل صفاقی ) به موش­ها تزریق شد. 48 ساعت بعد، تست به خاطرآوری انجام شد. مدت زمانی که طول می­کشید  تا حیوان وارد محفظه­ی تاریک دستگاه شود، به عنوان معیار ذخیره حافظه اندازه گیری شد.

یافته­ها:  تزریق بعد از آموزش نورهارمان ذخیره­ی حافظه  در موش ها را به صورت وابسته به دوز بهبود بخشید. به طوری­که تاخیر زمانی قبل از ورود به ناحیه­ی تاریک و کل زمان حضور در ناحیه­ی روشن  در گروه­ های دریافت کننده­ی نورهارمان به صورت وابسته به دوز بیشتر از گروه کنترل بود. این زمان­ها در گروه نورهارمان  2میلی گرم بر کیلوگرم به طور معناداری بیشتر از  گروه کنترل بود( 001/0>P).

نتیجه­گیری: با توجه به یافته­ها،  نوروهارمان در دوز کم به عنوان اگونیست معکوس گیرنده های بنزودیازپینی ازطریق تحریک گیرنده­های گابا موجب افزایش ذخیره­ی حافظه می­شود. لذا  ممکن است برای  تقویت حافظه سودمند باشد

واژه­های کلیدی :  نورهارمان، یادگیری احترازی غیر فعال، ذخیره حافظه

 


مقدمه

تحقیقات متعددی وجود دارد که نشان می­دهد بنزودیازپین­های قدیمی همچون دیازپام و اکسازپام باعث فراموشی بعدی  می­شوند (2،1).  تریازولودیازپین ها به­عنوان بنزودیازپین­های نسل جدید همچون الپرازولام، تریازولام و بروتیزولام باعث هر دو نوع فراموشی قبلی و بعدی می­گردند (4،3). از طرفی دیگر،  آنتاگونیست­های گیرنده­های دیازپینی همچون فلومازنیل و CGS8216  فراموشی ایجاد شده به وسیله­ی انواع مختلف داروهای بنزودیازپینی و تریازولودیازپینی را کاهش می­دهند (5،3). سه نوع تعدیل­کننده­ی الوستریک  ازطریق محل اتصال بنزودیازپین­ها عمل می­کنند: تعدیل­کننده­های مثبت (اگونیست)، خنثی (انتاگونیست) و منفی (اگونیست معکوس).

نشان­ داده­ شده که اگونیست­های گیرنده­های بنزودیازپینی خواص  ضد اضطرابی (anxiolytic) و فراموشی­آوری (amnesic properties) دارند. درحالی که اگونیست­های معکوس گیرنده­های   بنزودیازپینی  ازقبیل بتا-کاربولین (β-carbolines)  بر عکس از خود خواص  اضطراب­زایی و افزایش میزان یادگیری  را نشان می­دهند (6). بتا-کاربولین­ها (هارمان، هارمالین و نورهارمان ) که  به­صورت اگزوژن در گوشت، میوه­های مختلف، دود سیگار و تنباکو و مشروبات الکلی وجود دارند، به صورت اندوژن نیز در بدن یافت می­شوند (6). این بتاکاربولین­های داخلی و خارجی و برخی از متابولیت­های آنها اثرات نوروتوکسیک از خود نشان می­دهند و تصور می­شود که گیرنده­های بنزودیازپینی و ایمیدازولین را تحت تاثیر قرارمی­دهند (7). این ترکیبات همچنین می­توانند گیرنده­های سروتونینی  را فعال کرده، آنزیم مونوآمینواکسیداز (MAO) و مبادله­ی گر یون­های سدیم ـ هیدروژن را مهارنمایند (7،6).  به­دلیل آن­که سطوح بالای پلاسمایی از این ترکیبات در افراد سیگاری، هروئینی، بیماران دچار لرزش عضلانی و همچنین پارکینسونی شناسایی شده­است، تصور می­شود که نقش مهمی در پاتوفیزیولوژی برخی از اختلالات سیستم عصبی مرکزی ازجمله پارکینسون داشته باشند (8). با این­حال بعضی از محققان نشان داده­اند که بعضی از این ترکیبات در دوز کم بر روی سیستم دوپامینرژیک اثر تحریکی دارند و ضمن افزایش سطح دوپامین، تکثیر دندریت­ها و سیناپس­ها در  هیپوکامپ،  باعث بهبود یادگیری و حافظه می­شوند (9،6). درحال حاضر، این یافته باعث تمرکز تحقیقات بر روی اثر تحریکی و حفاظتی بتاکاربولین­ها بر  سیستم دوپامینرژیک و استفاده بالقوه از آن به­عنوان داروی ضد الزایمر شده است. نشان داده­شده­است که  بتاکاربولین­ها در دوز بالا، تشنج­زا و در دوز متوسط، اضطراب­زا هستند و در دوز کم تقویت­کننده­ی یادگیری می­باشند (10،6). از آنجایی­که آنتاگونیست­های بنزودیازپینی ازقبیل فلومازنیل و نورهارمان اختلال حافظه و یادگیری ایجادشده توسط داروهای بنزودیازپینی را بهبود می­بخشند (12،11). بنابراین اگونیست­های معکوس آن­ها ازجمله نورهارمان شاید بتوانند درجهت معکوس داروهای بنزودیازپینی حافظه و یادگیری را تقویت کنند. از این­رو، در تحقیق پیش رو سعی شد اثرات تزریق درون صفاقی نورهارمان با دوزهای مختلف بر ذخیره­ی حافظه در مدل یادگیری احترازی غیر فعال موش­های نر صحرایی مورد ارزیابی قرارگیرد .

 

موادّ و روش­ها

این مطالعه­ی تجربی در سال 1392در دانشگاه علوم پزشکی قزوین انجام شد.  تعداد 40 موش نر ویستار (تهیه­شده از موسسه­ی رازی ) که وزن200 تا 250 گرم  داشتند، در 5 گروه (8 موش در هرگروه) مورد آزمایش قرارگرفتند. موش­ها قبل از آموزش در 8 قفس جداگانه (5 موش در هر قفس بزرگ) در شرایط استاندارد از نظر دما (2±23 درجه­ی سانتی­گراد) و نور نگهداری شدند. در طول مدت آزمایش موش­ها آب و غذای طبیعی خود را آزادانه دریافت می­کردند. گروه­های مورد  آزمایش به شرح ذیل بودند: گروه کنترل، گروه الکل(حلال نورهارمان )، گروه نورهارمان. گروه الکل و گروه­های نورهارمان بلافاصله بعد از پایان مرحله­ی آموزش، الکل اتانول (2/0 میلی لیتر) و نورهارمان(سیگما آمریکا)  با دوز5 دهم،  1 و 2 میلی­گرم بر کیلوگرم را به­صورت داخل صفاقی دریافت کردند (13). برای ارزیابی یادگیری و حافظه­ی حیوان از دستگاه یادگیری احترازی مهاری(شرکت طب آزما تبریز) استفاده شد (14).

مراحل آزمون حافظه و یادگیری احترازی مهاری

1-سازش یافتن: ابتدا همه­ی گروه­های آزمایشی به دستگاه عادت داده­ شدند. به این ترتیب که موش­های هرگروه یکی یکی درون دستگاه قرارگرفتند. 7 ثانیه بعد درِ بین دو محفظه، برداشته و به مدت دو دقیقه به موش اجازه داده شد آزادانه در دو محفظه­ی تاریک و روشن رفت و آمد کند که معمولا در این مرحله موش به طور طبیعی تمایل داشت وارد محفظه­ی تاریک شود . بلافاصله پس از ورود حیوان به قسمت تاریک، در، بسته و پس از سپری شدن چند ثانیه حیوان به قفس بازگردانده شد.

2-اکتساب :  30 دقیقه پس از عادت، مرحله­ی اکتساب انجام شد . در این مرحله، موش در قسمت روشن جعبه گذاشته شد و دو دقیقه به حیوان مهلت داده شد تا وارد محفظه­ی تاریک شود. بلافاصله بعد از ورود موش به قسمت تاریک، در، بسته شده و شوک الکتریکی با فرکانس 50 هرتز و شدت 1 میلی آمپر به مدت 3 ثانیه به پای حیوان وارد گردید.  سپس موش از محفظه­ی تاریک خارج و به قفس برگردانده شد. پس از2 دقیقه موش مجدداً در ناحیه­ی روشن قرار گرفته تا تست یادگیری انجام شود . عدم ورود به ناحیه­ی تاریک به مدت 120 ثانیه به­عنوان یادگیری موفق درنظر گرفته شد. درصور ت ورود مجدد حیوان به ناحیه­ی تاریک، در برای بار دوم، بسته و شوک به صورت قبل وارد گردید و این کار آن قدر تکرار می­شد تا موش یاد بگیرد وارد محفظه­ی تاریک نشود.

3-به­خاطرآوری: درآزمون به خاطرآوری که 48 ساعت بعد از آموزش صورت گرفت، موش در قسمت روشن قرار گرفته، 7 ثانیه بعد در باز گردید و زمانی که طول می کشید تا حیوان وارد قسمت تاریک شود و مدت زمانی که در قسمت تاریک و روشن می­ماند، به مدت 9 دقیقه ثبت گردید سپس داده­های جمع آوری شده از پارامترهای مذکور در هر یک از گروه­های آزمایشی با  استفاده از تست­های آماری مناسب مورد مقایسه قرارگرفتند(14). درتجزیه و تحلیل داده­ها از آزمون آنالیز واریانس یک طرفه و ( آزمون تعقیبی توکی) استفاده شد.سطح معنادار 5 صدمP < درنظرگرفته شده است. همه­ی آزمایش­ها مطابق با کتاب راهنما برای مراقبت و استفاده از حیوانات آزمایشگاهی نشریافته در نشریه­ی شماره­ی 80-23  موسسه­ی ملی سلامت که در سال (1375) 1996 تجدیدنظر شده، انجام گردید.

 

یافته­ها

در مورد هر سه پارامتر تاخیر زمانی ورود به ناحیه­ی تاریک، کل زمان حضور در ناحیه­ی روشن و کل زمان حضور در ناحیه­ی تاریک دربین گروه­ها، ابتدا آزمون آنالیز و اریانس یک­طرفه و در ادامه آزمون توکی انجام شد. نتایج ارایه­شده در این مقاله نتایج آزمون تعقیبی توکی می­باشد. آنالیز تاخیر زمانی ورود به قسمت تاریک  گروه­های کنترل و الکل نشان داد بین این دو گروه اختلاف معناداری وجود ندارد، (68/0>P)، به همین دلیل در آنالیزهای بعدی گروه­های دریافت­کننده­ی نورهارمان فقط با گروه کنترل مقایسه شدند. نتایج آنالیز تاخیر زمانی ورود به قسمت تاریک نشان داد اختلاف بین گروه کنترل با گروه نورهارمان (2میلی­گرم بر کیلوگرم) معناداراست ((001/0>P و594/7 F=). همچنین اختلاف بین گروه نورهارمان (2میلی­گرم بر کیلوگرم)  با گروه  نورهارمان (5 دهم میلی­گرم بر کیلوگرم) نیز معنادار بود (004/0>P و  594/7 F= )، نمودار (1).  همچنین آنالیز کل زمان گذرانده شده در ناحیه­ی روشن درطی آزمایش به خاطرآوری نشان داد بین     گروه­های کنترل و الکل اختلاف معناداری وجود ندارد، ولی اختلاف بین گروه کنترل با گروه نورهارمان (2میلی­گرم بر کیلوگرم)  معنادار بود(047/0 P <و 305/3 F=) نمودار (2). همچنین آنالیز P) در مقایسه با گروه کنترل و## (004/0>P) در مقایسه با گروه نورهارمان (5 دهم میلی¬گرم برکیلوگرم ). نمودار 2: مقایسه کل زمان حضور در ناحیه¬ی روشن بین گروه‌های نورهارمان (5 دهم، 1 و 2 میلی‌گرم برکیلوگرم) و گروه کنترل در گروه‌های مورد آزمایش. داده‌ها به‌صورت میانگین± انحراف معیار میانگین نشان داده شده است. اختلاف بین گروه نورهارمان (2 میلی‌گرم بر کیلوگرم) با گروه شاهد معنادار بود *(047/0>P) نمودار 3: مقایسه¬ی کل زمان حضور در ناحیه¬ی تاریک بین گروه‌های نورهارمان (5 دهم، 1 و 2 میلی‌گرم برکیلوگرم) و گروه کنترل در گروه‌های مورد آزمایش. داده‌ها به‌صورت میانگین± انحراف معیار میانگین نشان داده شده است. اختلاف بین گروه نورهارمان (1و2 میلی‌گرم بر کیلوگرم) با گروه شاهد معنادار بود *(04/0>P) و**( 001/0>P) " width="885" height="723" hspace="12" align="left">کل زمان گذرانده شده در محفظه­ی تاریک (ناحیه­ی دریافت شوک) در طی آزمایش به خاطرآوری نشان داد باز هم بین گروه­های کنترل و الکل اختلاف معناداری وجود ندارد، ولی اختلاف بین گروه کنترل با گروه نورهارمان (2میلی­گرم بر کیلوگرم) معنادار بود ((001/0>P)و 131/3 F=) . همچنین در این قسمت اختلاف بین گروه کنترل با گروه نورهارمان (1میلی­گرم بر کیلوگرم) معنادار بود((04/0>P)) .  نمودار (3).

 

بحث

نتایج دو بخش اول نشان داد که تاخیر زمانی  ورود به قسمت تاریک و زمان حضور در ناحیه­ی روشن در گروه کنترل و گروه  نورهارمان (2میلی­گرم بر کیلوگرم) طولانی­تر از سایر گروه هاست.  این موضوع نشان می­دهد این دو گروه دریافت شوک را در صورت ورود به ناحیه­ی تاریک بیشتر به حافظه سپرده اند. همچنین آنالیز زمان گذرانده شده در محفظه­ی تاریک (ناحیه­ی دریافت شوک) در طی آزمایش به خاطرآوری نشان داد این زمان در گروه­های دریافت کننده­ی نورهارمان به صورت وابسته به دوز کمتر از گروه کنترل است. این موضوع نشان­دهنده­ی این است که تزریق نورهارمان بلافاصله بعد از آموزش به موش­ها باعث افزایش وابسته به دوز ذخیره­ی حافظه­ی آن­ها می­شود. به­نحوی که موش­های دریافت کننده­ی نورهارمان به صورت وابسته به دوز مدت زمان بیشتری را در ناحیه­ی روشن طی می­کنند تا شوک نبینند و زمان کمتری را در ناحیه­ی تاریک دریافت شوک سپری می­کنند تا شوک کمتری ببینند.

این یافته با نتایج محققانی که نشان داده­اند بتاکاربالین­ها در دوزکم باعث بهبود یادگیری و حافظه می­شوند، همخوانی دارد (9،6). اگر حافظه­، به معنای یادآوردن اطلاعات باشد باید این اطلاعات ابتدا دریافت شوند و دریافت اطلاعات تحت تأثیر سطح هوشیاری (arousal level) است و فعالیت طبیعی سیستم­های واسطه­ های عصبی مغز برای این امر لازم است. می­توان پیش­بینی کرد هر   ماده­ای که سطح هوشیاری را کاهش دهد، سبب اختلال در روند طبیعی یادگیری و حافظه خواهد شد و برعکس هر ماده­ای که سبب افزایش سطح هوشیاری شود، سبب بهبود یادگیری و حافظه نیز خواهدشد. دراین رابطه محققان نشان داده­اند داروهای بنزودیازپینی (ازجمله دیازپام) که سطح هوشیاری را کاهش می­دهند، موجب اختلال در یادگیری و حافظه و همچنین هر دو نوع فراموشی قبلی و بعدی می­شوند (16،15). برعکس، آنتاگونیست­های بنزودیازپینی ازقبیل فلومازنیل که باعث افزایش سطح هوشیاری می­شوند، اختلال حافظه و یادگیری ایجاد شده توسط داروهای بنزودیازپینی را بهبود می­بخشند (11). بنابراین می­توان انتظارداشت که نورهارمان به عنوان آنتاگونیست معکوس گیرنده­های بنزودیازپینی ضمن افزایش سطح هوشیاری، حافظه و یادگیری را بهبود بخشد. از این نظر نتایج مطالعه­ی حاضر با نتایج محققانی که نشان داده­اند داروهای بنزودیازپینی موجب اختلال در یادگیری و حافظه می­شوند و برعکس آنتاگونیست­های بنزودیازپینی باعث بهبود یادگیری و حافظه می­گردند، همخوانی دارد (12،11).  همچنین نتایج مطالعه­ی حاضر،  با نتایج گراس و همکاران مطابقت داشت. آن­ها نشان دادند 9- متیل کاربولین (برخلاف بسیاری از بتاکاربالین­های دیگر که اثرات نوروتوکسیک از خود نشان می­دهند) بر نورون­های دوپامینرژیک در محیط کشت سلولی اثر تحریکی دارد و تزریق زیرجلدی مزمن 10 روزه­ی این دارو در موش­ها ضمن بهبود یادگیری فضایی، باعث افزایش سطح دوپامین و افزایش میزان تکثیر دندریت­ها و سیناپس ­ها در هیپوکامپ می­شود (9).  از طرفی دیگر، نتایج ما با نتایج محققانی که  نشان داده­اند تحریک مسیر اولیووسربلار مخچه توسط هارمالین(یکی دیگر از بتاکاربولین­ها)  باعث اختلال در یادگیری و حافظه­ی فضایی می­شود، مغایرت دارد (17). به عقیده­ی آن­ها مسیر اولیووسربلار باید فعالیت طبیعی خود را داشته باشد تا یادگیری و حافظه روند طبیعی و مطلوبی را داشته باشند و چنانچه این مسیر تحریک یا مهار شود، حافظه و یادگیری مختل می­شود. مطالعه­ی آن­ها نشان داد هارمالین در دوز 10 میلی گرم بر کیلوگرم ازطریق فعال­کردن زیتون تحتانی موجب اختلال در زمان بستن پلک  (rabbit's nictitating) می­شود (17). همچنین با نتایج محققانی که نشان داده­اند هارمان ازطریق اختلال در سیستم دوپامینرژیک و کولینرژیک باعث اختلال در حافظه شده و موجب فراموشی می­گردد، مغایرت دارد (18،14). احتمالا دلیل مغایرت نتایج ما با نتایج این محققان به خاطر اختلاف در دوز مصرفی و متد پژوهشی استفاده­شده در این تحقیقات می­باشد. دوز مصرفی نورهارمان در تحقیقات صورت گرفته­ی قبلی از 2 دهم تا 20 میلی گرم بر کیلوگرم می باشد(13). نتایج تحقیقات قبلی نشان داده است که اثرات نورهارمان و بقیه­ی بتاکاربولین­ها وابسته به دوز است. به همین خاطر ما دوزهای پایین آن را مورد استفاده قراردادیم تا اثرات دوز پایین آن را بر ذخیره­ی حافظه مورد ارزیابی قرار داده باشیم. دوز مصرفی ما کم و بین 5 دهم تا حداکثر 2 میلی­گرم بود، ولی دوز مصرفی محققان بالا (10 میلی­گرم بر کیلوگرم) بوده است. احتمالا نوروهارمان مورد استفاده در تحقیق ما در دوزکم با اثر ضد التهابی و محافظت­کنندگی که برای نورون­های مغز دارد، باعث افزایش سطح دوپامین و افزایش میزان تکثیر دندریت­ها و سیناپس­ها در هیپوکامپ  و سایر نقاط مهم درگیر در فرایند یادگیری و حافظه­ی موش­ها می­شود و ازاین طریق یادگیری و  حافظه را  در موش­ها بهبود می­بخشد (9،6). برعکس بتاکاربولین­های مصرفی آنها در دوز بالا با اثر سمیّتی که برای نورون­ها دارند، باعث اختلال بیشتر در یادگیری و حافظه­ی فضایی موش­ها شده­اند (19،17). همچنین ممکن است بتاکاربولین­ها در غلظت بالا ازطریق مهار آنزیم نیتریک اکساید سنتتاز و نتیجتاً اختلال در عمل سیستم نیتریک اکساید، باعث اختلال در یادگیری و حافظه­ی موش­ها شده­اند. چراکه عملکرد طبیعی سیستم نیتریک اکساید نیز برای یادگیری و حافظه لازم است (21،20).  

نتیجه­گیری کلی از تحقیق ما که با استفاده از نورهارمان  و یادگیری احترازی غیرفعال به­دست آمد، این است که نورهارمان اگرچه در دوز بالا باعث اختلال در یادگیری و  حافظه­ی موش­ها  می­شود، ولی  در دوز کم باعث افزایش سطح دوپامین و افزایش میزان تکثیر دندریت­ها و سیناپس­ها در نواحی درگیر در فرایند یادگیری و حافظه می­شود و از این طریق یادگیری و حافظه را  در موش­ها بهبود می­بخشد و بنابر این ممکن است  دوز کم آن در درمان بیماران الزایمری مفید باشد. برای مشخص شدن  مکانیسم مولکولی و عصبی نحوه­ی عمل نورهارمان و تاثیرات درمانی آن در بیماران الزایمری نیاز به تحقیقات بیشتر و کارآزمایی بالینی در آینده دارد.

 

 

 

References

  1. Hung DZ, Tsai WJ, Deng JF. Anterograde amnesia in triazolam overdose despite flumazenil treatment: a case report. Hum Exp Toxicol.  1992; 11(4):289–90.
  2.  Patel JB, Ciofolo VB, Iorio LC. Benzodiazepine blockade of passive-avoidance task in mice: a state-dependent phenomenon. Psychopharmacology (Berl). 1979; 61(1):25–8.
  3.  Singh N, Sharma A, Singh M. Possible mechanism of alprazolam-induced amnesia in mice. Pharmacology. 1998; 56:46–50.
  4.  Saraf MK, Kishore K, Thomas KM, Sharma A, Singh M. Role of platelet activating factor in triazolobenzodiazepines-induced retrograde amnesia. Behav Brain Res. 2003;142(1-2):31–40.
  5.  Cain DP. Prior non-spatial pretraining eliminates sensorimotor disturbances and impairments in water maze learning caused by diazepam. Psychopharmacology (Berl). 1997; 130(4):313–9.
  6.  Samardžić J, Strac DŠ, Obradović M, Oprić D, Obradović DI.  DMCM, a benzodiazepine site inverse agonist, improves active avoidance and motivation in the rat. Behav Brain Res. 2012; 235(2): 195–9.
  7.  Splettstoesser F, Bonnet U, Wiemann M, Bingmann D, Büsselberg D. Modulation of voltage-gated channel currents by harmaline and harmane. Br J Pharmacol.  2005; 144(1):52-8.
  8. Collins MA, Neafsey EJ. Potential neurotoxic “agents provocateurs” in Parkinson’s disease. Neurotoxicology and Teratology. 2002; 24: 571-7.
  9. Gruss M, Appenroth D, Flubacher A, Enzensperger C, Bock J, Fleck C, et al. 9-Methyl-β-carboline-induced cognitive enhancement is associated with elevated hippocampal dopamine levels and dendritic and synaptic proliferation. J Neurochem. 2012; 121 (6): 924-31.
  10. Venault P, Chapouthier G. From the Behavioral Pharmacology of Beta-Carbolines to Seizures, Anxiety, and Memory. The Scientific World Journal. 2007; 7: 204–23.
  11. Rinehart JB, Baker B, Raphael D. Postoperative global amnesia reversed with flumazenil. Neurologist. 2012; 18 (4): 216-8.
  12.  Anand A, Saraf MK, Prabhakar S.  Sustained inhibition of brotizolam induced anterograde amnesia by norharmane and retrograde amnesia by L-glutamic acid in mice. Behav Brain Res. 2007; 182(1): 12-20.
  13. Cappendijk SL, Fekkes D, van Dalen A, Pepplinkhuizen L. The acute effects of norharman on cocaine self-administration and sensorimotor function in male Wistar rats. Eur Neuropsychopharmacol. 2001; 11(3):233-9.
  14. Nasehi M, Piri M, Nouri M, Farzin D, Nayer-Nouri T, Zarrindast MR. Involvement of dopamine D1/D2 receptors on harmane-induced amnesia in the step-down passive avoidance test. Eur J Pharmacol. 2010; 634 (1-3): 77-83.
  15. Mejo SL. Anterograde amnesia linked to benzodiazepines. Nurse Pract. 1992; 17(44):49–50.
  16. Timić T, Joksimović S, Milić M, Divljaković J, Batinić B, Savić MM. Midazolam impairs acquisition and retrieval, but not consolidation of reference memory in the Morris water maze. Behav Brain Res. 2013; 241: 198-205.
  17. Beitz AJ, Saxon D. Harmaline-induced climbing fiber activation causes amino acid and peptide release in the rodent cerebellar cortex and a unique temporal pattern of Fos expression in the olivo-cerebellar pathway. J Neurocytol. 2004; 33 (1): 49-74.
  18. Nasehi M, Sharifi S, Zarrindast MR. Involvement of the cholinergic system of CA1 on harmane-induced amnesia in the step-down passive avoidance test. J Psychopharmacol. 2012; 26 (8): 1151-61.
  19. Ipek Komsuoglu C, Utkan T, Gocmez SS, Hudson A, Aricioglu F. Effect of harmane, an endogenous β-carboline, on learning and memory in rats. Pharmacol Biochem Be. 2013; 103: 666–71.
  20. Cooke RM, Mistry R, Challiss RA, Straub VA. Nitric oxide synthesis and cGMP production is important for neurite growth and synapse remodeling after axotomy. J Neurosci. 2013; 33 (13): 5626-37.
  21.  Nasehi M, Piri M, Jamali-Raeufy N, Zarrindast MR. Influence of intracerebral administration of NO agents in dorsal hippocampus (CA1) on cannabinoid state-dependent memory in the step-down passive avoidance test. Physiol Behav. 2010; 100 (4): 297-304.

 


Effects of Norharmane on Memory Retention in Passive Avoidance Learning in Rats

 

*Mohammad Hossein Esmaeili.,

Associate Professor of Medical Physiology, Department of Physiology, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran

 

Mohammad Sofiabadi., 

Associate Professor of Medical Physiology, Department of Physiology, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran

 

Hashem Haghdost.,

Assistant professor of physiology, Department of Physiology, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran  

 

Aida Lotfi.,

Student of medicine Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran

 

Mahshid Najafi.,

Student of medicine, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran

 

 

Received:27/02/2015, Revised:01/05/2015, Accepted:04/07/2015


Abstract

Background & Objectives: Although benzodiazepine drugs have notably anxiolytic and amnesic properties, some of β-carbolines, as their inverse agonists, have a stimulating effect on the dopaminergic system and also increase dopamine levels in hippocampus, and could exert anxiogenic and learning-enhancing actions. The goal of present study was to investigate the effects of benzodiazepine receptor inverse agonist Norharmane on memory retention of passive avoidance learning in rats.

Materials & Methods: 40 male wistar rats were divided into control, alcohol and norharmane groups. All rates were trained in a passive avoidance task (50Hz, 1mA, for 3sec).  Alcohol (0.2ml) or Norharmane (0.5, 1, 2 mg/kg, i.p.) were injected immediately after training. Retention test was done 48h later. Memory retention of each animal was measured as latency takes to enter the dark chamber of the task.

results: After-training injection of Norharmane improves memory retention in a dose-dependent manner, So that the time spent in the light chamber area before entering to the dark area and Total time spent in the light chamber in the norharmane groups  were more than control group. These times in the norharmane (2 mg/kg) group was significantly higher than control group (p<0.001)

Conclusion: According to the findings, Norharmane, as inverse agonists of benzodiazepine receptors in the low doses, through GABA receptors stimulation, improves memory retention and so may be useful for memory improvement.   

Keywords: Norharmane, Passive avoidance learning, Memory retention.

 

 

 

 

 

 

 

Corresponding author:

Mohammad Hossein Esmaeili,

Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran

E-mail: esmail66@yahoo.com

  1. Hung DZ, Tsai WJ, Deng JF. Anterograde amnesia in triazolam overdose despite flumazenil treatment: a case report. Hum Exp Toxicol.  1992; 11(4):289–90.
  2.  Patel JB, Ciofolo VB, Iorio LC. Benzodiazepine blockade of passive-avoidance task in mice: a state-dependent phenomenon. Psychopharmacology (Berl). 1979; 61(1):25–8.
  3.  Singh N, Sharma A, Singh M. Possible mechanism of alprazolam-induced amnesia in mice. Pharmacology. 1998; 56:46–50.
  4.  Saraf MK, Kishore K, Thomas KM, Sharma A, Singh M. Role of platelet activating factor in triazolobenzodiazepines-induced retrograde amnesia. Behav Brain Res. 2003;142(1-2):31–40.
  5.  Cain DP. Prior non-spatial pretraining eliminates sensorimotor disturbances and impairments in water maze learning caused by diazepam. Psychopharmacology (Berl). 1997; 130(4):313–9.
  6.  Samardžić J, Strac DŠ, Obradović M, Oprić D, Obradović DI.  DMCM, a benzodiazepine site inverse agonist, improves active avoidance and motivation in the rat. Behav Brain Res. 2012; 235(2): 195–9.
  7.  Splettstoesser F, Bonnet U, Wiemann M, Bingmann D, Büsselberg D. Modulation of voltage-gated channel currents by harmaline and harmane. Br J Pharmacol.  2005; 144(1):52-8.
  8. Collins MA, Neafsey EJ. Potential neurotoxic “agents provocateurs” in Parkinson’s disease. Neurotoxicology and Teratology. 2002; 24: 571-7.
  9. Gruss M, Appenroth D, Flubacher A, Enzensperger C, Bock J, Fleck C, et al. 9-Methyl-β-carboline-induced cognitive enhancement is associated with elevated hippocampal dopamine levels and dendritic and synaptic proliferation. J Neurochem. 2012; 121 (6): 924-31.
  10. Venault P, Chapouthier G. From the Behavioral Pharmacology of Beta-Carbolines to Seizures, Anxiety, and Memory. The Scientific World Journal. 2007; 7: 204–23.
  11. Rinehart JB, Baker B, Raphael D. Postoperative global amnesia reversed with flumazenil. Neurologist. 2012; 18 (4): 216-8.
  12.  Anand A, Saraf MK, Prabhakar S.  Sustained inhibition of brotizolam induced anterograde amnesia by norharmane and retrograde amnesia by L-glutamic acid in mice. Behav Brain Res. 2007; 182(1): 12-20.
  13. Cappendijk SL, Fekkes D, van Dalen A, Pepplinkhuizen L. The acute effects of norharman on cocaine self-administration and sensorimotor function in male Wistar rats. Eur Neuropsychopharmacol. 2001; 11(3):233-9.
  14. Nasehi M, Piri M, Nouri M, Farzin D, Nayer-Nouri T, Zarrindast MR. Involvement of dopamine D1/D2 receptors on harmane-induced amnesia in the step-down passive avoidance test. Eur J Pharmacol. 2010; 634 (1-3): 77-83.
  15. Mejo SL. Anterograde amnesia linked to benzodiazepines. Nurse Pract. 1992; 17(44):49–50.
  16. Timić T, Joksimović S, Milić M, Divljaković J, Batinić B, Savić MM. Midazolam impairs acquisition and retrieval, but not consolidation of reference memory in the Morris water maze. Behav Brain Res. 2013; 241: 198-205.
  17. Beitz AJ, Saxon D. Harmaline-induced climbing fiber activation causes amino acid and peptide release in the rodent cerebellar cortex and a unique temporal pattern of Fos expression in the olivo-cerebellar pathway. J Neurocytol. 2004; 33 (1): 49-74.
  18. Nasehi M, Sharifi S, Zarrindast MR. Involvement of the cholinergic system of CA1 on harmane-induced amnesia in the step-down passive avoidance test. J Psychopharmacol. 2012; 26 (8): 1151-61.
  19. Ipek Komsuoglu C, Utkan T, Gocmez SS, Hudson A, Aricioglu F. Effect of harmane, an endogenous β-carboline, on learning and memory in rats. Pharmacol Biochem Be. 2013; 103: 666–71.
  20. Cooke RM, Mistry R, Challiss RA, Straub VA. Nitric oxide synthesis and cGMP production is important for neurite growth and synapse remodeling after axotomy. J Neurosci. 2013; 33 (13): 5626-37.
  21.  Nasehi M, Piri M, Jamali-Raeufy N, Zarrindast MR. Influence of intracerebral administration of NO agents in dorsal hippocampus (CA1) on cannabinoid state-dependent memory in the step-down passive avoidance test. Physiol Behav. 2010; 100 (4): 297-304.