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).
Tạp chí y - dợc học quân số 1-2017 ĐÁNH 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 scopolamine đến trí nhớ nhận thức trí nhớ làm việc chuột nhắt thông qua tập nhận thức đồ vật tập mê lộ chữ Y (Y maze) Phương pháp: chuột nhắt trắng, giống đực, khỏe mạnh, 10 - 12 tuần tuổi chia ngẫu nhiên thành nhóm tiêm NaCl 0,9% (nhóm chứng) tiêm scopolamine: scop 0,5 (0,5 mg/kg), scop 1,0 (1 mg/kg), scop 1,5 (1,5 mg/kg) Kết quả: tập nhận thức đồ vật, chuột thuộc nhóm scop 1,0 scop 1,5 có thời gian khám phá đồ vật không khác biệt so với đồ vật cũ, chuột nhóm chứng nhóm scop 0,5 có thời gian khám phá đồ vật cao so với đồ vật cũ (p < 0,05) Trên tập mê lộ chữ Y, chuột thuộc nhóm scop 1,5 có % thay đổi luân phiên thấp nhóm chứng (p < 0,05) Kết luận: scopolamine liều mg/kg, rõ liều 1,5 mg/kg làm giảm thời gian khám phá đồ vật so với đồ vật cũ tập nhận thức đồ vật gây giảm % thay đổi luân phiên tự phát 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 groups: 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 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 khả nhận kiện, đối tượng, hay người gặp phải trước Trí nhớ làm việc hệ thống lưu trữ tạm thời quản lý thông tin cần thiết để thực nhiệm vụ nhận thức phức tạp học tập, suy luận 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 báo: 20/12/2016 Ngày báo c ng: 26/12/2016 27 Tạp chí y - dợc häc qu©n sù sè 1-2017 Trí nhớ làm việc có liên quan đến việc lựa chọn, bắt đầu kết thúc chức xử lý thông tin mã hóa, lưu trữ liệu truy xuất Trong bệnh Alzheimer có suy giảm trí nhớ hai dạng này, dẫn đến bệnh nhân giảm khả thực công việc nhận kiện, đối tượng người gặp trước [6] Nghiên cứu để tìm phương pháp giúp cải thiện trí nhớ bệnh nhân Alzheimer vấn đề quan tâm Các mơ hình gây tổn thương trí nhớ kiểu bệnh Alzheimer động vật thực nghiệm theo chế khác như: sử dụng hóa chất, gây tổn thương vùng não, biến đổi gen thực nhiều giới [3, 4] Trong mơ hình sử dụng thuốc scopolamine, chất đối kháng thụ thể acetylcholine gây suy giảm trí nhớ quan tâm nhiều [2, 4, 8] So với mơ hình khác, mơ hình có ưu điểm thực dễ dàng (tiêm scopolamine vào phúc mạc), tỷ lệ khả sống sót chuột cao Mơ hình mơ hình thường áp dụng cho thử nghiệm thuốc cải thiện trí nhớ theo chế kháng enzym acetylcholinesterase [5, 8, 9] Chính vậy, chúng tơi thực đề tài nhằm: Đánh giá ảnh hưởng scopolamine lên trí nhớ chuột nhắt trắng thơng qua tập mê lộ nước, tập nhận thức đồ vật tập mê lộ chữ Y ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Chuột nhắt trắng, giống đực, khỏe mạnh, 10 - 12 tuần tuổi, trọng lượng 25 - 30 g Ban Cung cấp Động vật thí nghiệm, Học viện Quân y cung cấp Chuột chăm sóc ni phòng thống mát, ăn uống đầy đủ, chu kỳ sáng tối trì 12/12 Chuột chia cho tập (nhận thức đồ vật, mê lộ chữ Y) Một tập chuột chia thành nhóm: scop 0,5; scop 1,0; scop 1,5 nhóm chứng Phương tiện hóa chất * Phương tiện: Buồng thực nghiệm qy 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 tập nhận thức đồ vật: buồng tập hình hộp, dài 45 cm, rộng 45 cm, cao 45 cm Các vật thể A B có hình dạng giống hệt nhau, vật thể C có hình dạng kích thước khác A B Vật A Vật C Hình 1: Buồng tập nhn thc vt 28 Tạp chí y - dợc häc qu©n sù sè 1-2017 Mê lộ chữ Y: dụng cụ hình chữ Y, làm tơn, sơn đen, cấu tạo gồm cánh (A, B, C), cánh chia hướng, đối xứng tách 1200, chiều dài cánh 60 cm, rộng cm, cao 10 cm Cánh A Cánh C Cánh B Hình 2: Hình ảnh cấu tạo mê lộ chữ Y - Hệ thống ghi hình ảnh 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) Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu can thiệp có đối chứng * Sử dụng thuốc: Mỗi chuột uống tiêm lần/ngày vào buổi sáng, g trọng lượng thể tương ứng với thể tích tiêm 0,01 ml dung dịch Nhóm Lơ chứng Tiêm NaCl 0,9% (0,01 ml/g thể trọng) Lô scop 0,5 mg Scopolamine liều 0,5 mg (0,01 ml/g thể trọng) Lô scop mg Scopolamine liều mg (0,01 ml/g thể trọng) Lô scop 1,5 mg Scopolamine liều 1,5 mg (0,01 ml/g thể trọng) Bài tập nhận thức đồ vật tập mê lộ chữ Y: chuột sử dụng thuốc ngày * Bài tập nhận thức đồ vật: Chuột chia thành nhóm, chuột đánh số khác Một ngày trước tiến hành tập nhận thức đồ vật, đặt chuột vào buồng tập (khơng có đồ vật) cho phép tự khám phá không gian Bài tập nhận thức đồ vật tiến hành qua giai đoạn: giai đoạn luyện tập giai đoạn kiểm tra - Ngày (giai đoạn luyện tập): đặt chuột vào buồng tập ngày hơm trước, có bổ sung thêm đồ vật giống A B Chuột phép khám phá tự đồ vật phút 29 Tạp chí y - dợc học quân số 1-2017 - Ngày (giai đoạn kiểm tra): tiến hành sau thực giai đoạn luyện tập ngày Ở giai đoạn này, hai đồ vật buồng tập thay đồ vật có kích thước hình dáng khác với đồ vật giai đoạn luyện tập, đặt tên C Chuột phép khám phá đồ vật phút giống giai đoạn luyện tập - Mỗi lần kiểm định, làm buồng tập khử mùi cồn 90o, làm tương tự với chuột * Bài tập mê lộ chữ Y: Chuột chia thành nhóm, chuột đánh số khác Bài tập tiến hành lần: - Thả chuột vào cánh bất kỳ, cho chuột tự vận động 10 phút - Mỗi lần kiểm định, làm buồng tập khử mùi cồn 90o, làm tương tự với chuột Toàn hoạt động chuột tập (mê lộ nước, mê lộ chữ Y tập nhận thức đồ vật) ghi hình phân tích phần mềm Any maze (Hãng Stoelting, Mỹ) * Các số nghiên cứu: - Bài tập nhận thức đồ vật: + Tần suất chuột khám phá hai đồ vật giống + Thời gian chuột khám phá hai đồ vật giống + Tần suất chuột khám phá hai đồ vật khác + Thời gian chuột khám phá hai đồ vật khác - Bài tập mê lộ chữ Y: + Số lần thay đổi luân phiên (alternation) số lần chuột vào cánh khác liên tiếp + % thay đổi luân phiên (% alternation): * Xử lý số liệu: Kết nghiên cứu sau phân tích xuất dạng file excel Tính tốn số liệu dạng giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, lập bảng so sánh thống kê thông số thu nhóm chuột phần mềm SPSS 16.0 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN Bài tập nhận thức đồ vật Bảng 1: Thời gian (giây) chuột khám phá đồ vật (X ± SD) Nhóm Giai đoạn luyện tập Giai đoạn kiểm tra p Vật A (1) Vật B (2) Vật A (3) Vật C (4) Chứng (n = 20) 18,77 ± 8,75 21,60 ± 8,04 21,22 ± 11,45 27,11 ± 8,01 p3,4 < 0,05 Scop 0,5 (n = 20) 17,31 ± 13,77 22,04 ± 15,75 17,56 ± 10,10 25,27 ± 10,17 p3,4 < 0,05 Scop 1,0 (n = 20) 18,13 ± 13,30 22,59 ± 11,55 27,11 ± 17,20 30,48 ± 12,71 > 0,05 Scop 1,5 (n = 19) 19,67 ± 12,95 20,62 ± 14,85 16,42 ± 8,62 20,02 ± 14,85 > 0,05 30 T¹p chÝ y - dợc học quân số 1-2017 - Chut thuc nhúm chứng, scop 0,5; scop 1,0 scop 1,5 có thời gian khám phá vật A B (2 vật giống hệt nhau) giai đoạn luyện tập không khác biệt (p > 0,05) - Chuột thuộc nhóm chứng nhóm scop 0,5 có thời gian khám phá vật C (khác vật A) lâu vật A giai đoạn kiểm tra (p3,4 < 0,05) Trong thời gian khám phá vật C vật A chuột thuộc nhóm scop 1,0 scop 1,5 không khác biệt Bảng 2: Tần suất (lần) chuột khám phá đồ vật (X ± SD) Giai đoạn luyện tập Giai đoạn kiểm tra Nhóm p Vật A (1) Vật B (2) Vật A (3) Vật C (4) Chứng (n = 20) 18,85 ± 7,22 22,25 ± 8,43 15,05 ± 6,96 19,50 ± 5,88 p3,4 < 0,01 Scop 0,5 (n = 20) 14,10 ± 9,39 17,95 ± 11,12 17,65 ± 10,92 19,70 ± 8,76 > 0,05 Scop 1,0 (n = 20) 16,15 ± 6,69 22,65 ± 10,43 18,10 ± 9,18 21,80 ± 8,68 > 0,05 Scop 1,5 (n = 19) 16,63 ± 9,98 16,21 ± 10,29 13,68 ± 5,54 14,47 ± 9,34 > 0,05 - Chuột tất nhóm: chứng, scop 0,5, scop 1,0 scop 1,5 có tần suất khám phá vật A B 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 đồ vật A (p3,4 < 0,05), số chuột thuộc nhóm scopolamine không khác biệt (p > 0,05) Trong tập nhận thức đồ vật, để đánh giá suy giảm trí nhớ scopolamine chuột, tiến hành qua hai giai đoạn Giai đoạn luyện tập cho chuột khám phá với vật thể A B (hai vật thể giống hệt nhau) Giai đoạn kiểm tra hai vật thể quen thuộc thay đổi vật thể lạ có hình dạng kích thước khác (thay B C) Thông số thời gian tần suất chuột khám phá hai vật thể hai giai đoạn tính tốn Bình thường, chuột có trí nhớ tốt phân biệt vật quen vật lạ, với xu hướng thích khám phá vật lạ thời gian tần suất chuột khám phá vật C (vật thể khác) tăng lên giai đoạn kiểm tra Chúng tơi thấy chuột thuộc nhóm scop scop 1,5 có thời gian khám phá đồ vật không khác biệt so với đồ vật cũ, chuột nhóm chứng nhóm scop 0,5 có thời gian khám phá đồ vật (vật C) cao so với đồ vật cũ, điều chứng tỏ scopolamine liều 1,5 mg/kg gây suy giảm trí nhớ, nên chuột không phân biệt đồ vật cũ Abdelkader Ennaceur CS nhận thấy scopolamine với liều cao (1 - mg/kg) gây giảm khả nhận thức đồ vật cũ chuột cống [1] Tương tự, Jinghua Wang CS (2014) thấy scopolamin giải phóng chậm, gây giảm khả phân biệt đồ vật chuột [7] 31 T¹p chÝ y - dợc học quân số 1-2017 Bi mờ lộ hình chữ Y Bảng 3: Tần suất thay đổi luân phiên % thay đổi luân phiên (X ± SD) Chỉ số n Luân phiên (lần) % luân phiên (%) Chứng (1) 28 30,63 ± 16,11 83,61 ± 11,25 Scop 0,5 (2) 28 36,84 ± 12,81 76,99 ± 12,26 Scop 1,0 (3) 27 32,43 ± 10,95 76,84 ± 9,48 Scop 1,5 (4) 28 33,21 ± 13,56 75,14 ± 13,74 p 1,2 - < 0,05, p 1,5 < 0,05 p1,2, p1,3, p1,4, < 0,05 Nhóm p - Chuột thuộc nhóm scopolamine có tần suất thay đổi luân phiên cao so với nhóm chứng (p < 0,05) - Chuột thuộc nhóm scopolamine có % thay đổi luân phiên nhỏ so với nhóm chứng (p < 0,05) Chỉ số thấp chuột thuộc nhóm scop 1,5 Bảng 4: Kết vận động chuột mê lộ chữ Y (X ± SD) Chỉ số n Tần suất vào cánh (lần) Quãng đường (m) Chứng 28 38,75 ± 20,00 39,96 ± 18,38 Scop 0,5 29 43,76 ± 16,10 43,99 ± 13,67 Scop 1,0 27 40,30 ± 13,77 38,22 ± 11,02 Scop 1,5 28 44,89 ± 14,77 41,87 ±15,77 > 0,05 > 0,05 Nhóm p - Tần suất vào cánh chuột thuộc nhóm scop tương tự khơng khác biệt so với nhóm chứng (p > 0,05) - Quãng đường chuột vận động mê lộ chữ Y tất nhóm không khác biệt (p > 0,05) Trong tập mê lộ chữ Y, chuột thường có xu hướng thích khám phá cánh quay trở lại cánh khám phá trước đó, điều thể số tỷ lệ % thay đổi luân phiên Trong nghiên cứu này, chuột 32 tiêm scopolamine ba liều (0,5 mg/kg, mg/kg 1,5 mg/kg), kết cho thấy chuột nhóm tiêm scopolamine suy giảm tỷ lệ % luân phiên so với nhóm chứng Trong đó, chuột thuộc nhóm scopolamine 1,5 mg/kg suy giảm cao Kết tương tự số tác giả: Seung-Hwan Kwon CS (2009), Jinghua Wang CS (2014): scopolamine liều 0,5 mg/kg gây suy giảm tỷ lệ % thay đổi luân phiên tập mê lộ chữ Y [7, 10] T¹p chí y - dợc học quân số 1-2017 KT LUẬN Scopolamine liều mg/kg rõ liều 1,5 mg/kg (tiêm phúc mạc) chuột nhắt trắng làm giảm thời gian khám phá đồ vật so với đồ vật cũ tập nhận thức đồ vật Scopolamine liều 1,5 mg/kg chuột nhắt trắng gây giảm % thay đổi phiên tự phát tập mê lộ chữ Y TÀI LIỆU THAM KHẢO 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 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 Christian Gilles MD, Stéphane Ertlé MS Pharmacological models in Alzheimer’s disease research Dialogues Clin Neurosci 2000, (3), pp.247-255 Götz J, Ittner LM Animal models of Alzheimer's disease and frontotemporal dementia Nat Rev Neurosci 2008, (7), pp.532-544 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 Jeffrey L, Cummings MD Alzheimer’s disease N Engl J Med 2004, 351, pp.56-67 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 McGleenon B.M, Dynan K.B, Passmore AP Acetylcholinesterase inhibitors in Alzheimer’s disease Br J Clin Pharmacol 1999, 48 (4), pp.471-480 Saraf M.K, Prabhakar S, Khanduja KL et al Bacopa monniera attenuates scopolamineinduced 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 33 ... mạc) chuột nhắt trắng làm giảm thời gian khám phá đồ vật so với đồ vật cũ tập nhận thức đồ vật Scopolamine liều 1,5 mg/kg chuột nhắt trắng g y giảm % thay đổi phiên tự phát tập mê lộ chữ Y TÀI... tỏ scopolamine liều 1,5 mg/kg g y suy giảm trí nhớ, nên chuột khơng phân biệt đồ vật cũ Abdelkader Ennaceur CS nhận th y scopolamine với liều cao (1 - mg/kg) g y giảm khả nhận thức đồ vật cũ chuột. .. hoạt động chuột tập (mê lộ nước, mê lộ chữ Y tập nhận thức đồ vật) ghi hình phân tích phần mềm Any maze (Hãng Stoelting, Mỹ) * Các số nghiên cứu: - Bài tập nhận thức đồ vật: + Tần suất chuột khám