The effect of the combination of black seed and honey (Dosin) on memory and learning following induction of hypothyroidism in adult male rats
The effect of black seed and honey on memory and learning by inducing hypothyroidism
Subject Areas : Experimental physiology and pathology
Parisa Poorzal
1
(Department of Biology, Kazerun Branch, Islamic Azad University, Kazerun, Iran.)
Mokhtar Mokhtari
2
(Department of Biology, Kazerun Branch, Islamic Azad University, Kazerun, Iran)
Mehrdad Shariati
3
(Department of Biology, Kazerun Branch, Islamic Azad University, Kazerun, Iran)
Keywords: Hypothyroidism, Learning, Memory, Dosin, Rat,
Abstract :
Background & Aim: Hypothyroidism causes memory and learning disorders and reduced cognitive function. This study was conducted in order to determine the effect of dosin (Negilla sativa and honey) on learning and memory in adult male rats after induction of hypothyroidism. Materials & Methods: In this experimental study, 60 adult male Wistar rats with an approximate weight of 225-200 g and an age of about 2.5-3 months were divided into six groups of ten. The control group (Ctl) did not receive any drug. Sham group receiving one milliliter of distilled water for 21 days, Experimental group 1 of hypothyroidism (Hypo) who received methimazole in the amount of 25 mg/kg by gavage for 10 days. Experimental group 2 receiving Dosin at the rate of 100 mg/kg for 21 days, experimental groups 3 and 4, in addition to inducing hypothyroidism, received 100 and 200 mg/kg respectively for 21 days by gavage. Memory and learning disorders in animals were evaluated by the Morris water maze test. Results: : In the Morris water maze, the time and distance traveled to reach the platform in the experimental group 1 (Hypo) was higher than the control group (Ctl) on the third and fourth days. The time and the route traveled in experimental groups 3 and 4 on the third day were significantly less than the experimental group 1. Spatial memory results showed that the average time spent in the target quadrant in experimental group 1 decreased significantly compared to the control group. Also, the average time and distance spent in the target quadrant in experimental group 3 showed a significant increase compared to experimental group 1. Conclusion: The results suggest that treatment with dossin extract may ameliorate the deleterious effects of hypothyroidism on learning and memory.
_|1. Salazar P, Cisternas P, Martinez M, Inestrosa NC. Hypothyroidism and cognitive disorders during development and adulthood: implications in the central nervous system. Molecular Neurobiology. 2019;56:2952-63.
2. Koromilas C, Liapi C, Schulpis KH, Kalafatakis K, Zarros A, Tsakiris S. Structural and functional alterations in the hippocampus due to hypothyroidism. Metabolic brain disease. 2010;25:339-54.
3. Deng W, Aimone JB, Gage FH. New neurons and new memories: how does adult hippocampal neurogenesis affect learning and memory? Nature reviews neuroscience. 2010;11(5):339-50.
4. Biondi B, Cooper DS. Thyroid hormone therapy for hypothyroidism. Endocrine. 2019;66(1):18-26.
5. Ghedira K. La nigelle cultivée: Nigella sativa L.(Ranunculaceae). Phytothérapie. 6-220:(5)4;2006.
6. Ashraf SS, Rao MV, Kaneez FS, Qadri S, Al-Marzouqi AH, Chandranath IS, et al. Nigella sativa extract as a potent antioxidant for petrochemical-induced oxidative stress. Journal of chromatographic science. 2011;49(4):321-6.
7. Vaz NP, De Oliveira DR, Abouelella GA, Khater H. The black seed, Nigella sativa (Ranunculaceae), for prevention and treatment of hypertension. JN Govil and Bhardwaj N. 2018;48:221-44.
8. Al-Ghamdi M. The anti-inflammatory, analgesic and antipyretic activity of Nigella sativa. Journal of ethnopharmacology. 2001;76(1):45-8.
9. Abd El-Hack ME, Alagawany M, Farag MR, Tiwari R, Karthik K, Dhama K. Nutritional, healthical and therapeutic efficacy of black cumin (Nigella sativa) in animals, poultry and humans. Int J Pharmacol. 2016;12(3):232-48.
10. Sahak MKA, Kabir N, Abbas G, Draman S, Hashim NH, Hasan Adli DS. The role of Nigella sativa and its active constituents in learning and memory. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2016;2016.
11. Kassim M, Achoui M, Mustafa MR, Mohd MA, Yusoff KM. Ellagic acid, phenolic acids, and flavonoids in Malaysian honey extracts demonstrate in vitro anti-
inflammatory activity. Nutrition research. 2010;30(9):650-9.
12. Qaid EYA, Zakaria R, Yusof NAM, Sulaiman SF, Shafin N, Othman Z, et al. Tualang honey ameliorates hypoxia-induced memory deficits by reducing neuronal damage in the hippocampus of adult male Sprague dawley rats. Turkish journal of pharmaceutical sciences. 2020;17(5):555.
13. Nooh HZ, Nour-Eldien NM. The dual anti-inflammatory and antioxidant activities of natural honey promote cell proliferation and neural regeneration in a rat model of colitis. Acta Histochemica. 2016;118(6):588-95.
14. Othman Z, Zakaria R, Nik Hussain NH, Hassan A, Shafin N, Al-Rahbi B, et al. Potential role of honey in learning and memory. Medical Sciences. 2015;3(2):3-15.
15. Ai J, Zarifkar A, Takhshid M, Alavi J, Moradzadeh M. The effect of thyroid activity on adult rat spermatogenesis. 2007.
16. Ibn-e-Sina A. Al-qanun fit-tib [The canon of medicine]. Beirut, Lebanon: Alaalami Beirut lib Press; 2005.
17. Accorroni A, Chiellini G, Origlia N. Effects of thyroid hormones and their metabolites on learning and memory in normal and pathological conditions. Current Drug Metabolism. 2017; 18(3):225-36.
18. Beheshti F, Hosseini M, Shafei MN, Soukhtanloo M, Ghasemi S, Vafaee F, et al. The effects of Nigella sativa extract on hypothyroidism-associated learning and memory impairment during neonatal and juvenile growth in rats. Nutritional neuroscience. 2017;20(1):49-59.
19. Hosseini M, Dastghaib SS, Rafatpanah H, Hadjzadeh MA-R, Nahrevanian H, Farrokhi I. Nitric oxide contributes to learning and memory deficits observed in hypothyroid rats during neonatal and juvenile growth. Clinics. 2010;65(11):1175-81.
20. Hölscher C, Rose SP. An inhibitor of nitric oxide synthesis prevents memory formation in the chick. Neuroscience Letters. 1992;145(2):165-7.
21. Rahigude A, Bhutada P, Kaulaskar S, Aswar M, Otari K. Participation of antioxidant and cholinergic system in protective effect of naringenin against type-2 diabetes-induced memory dysfunction in rats. Neuroscience. 2012;226:62-72.
22. Iftikhar A, Nausheen R, Muzaffar H, Naeem MA, Farooq M, Khurshid M, et al. Potential Therapeutic Benefits of Honey in Neurological Disorders: The Role of Polyphenols. Molecules. 2022;27(10):3297.
23. Hannan MA, Zahan MS, Sarker PP, Moni A, Ha H, Uddin MJ. Protective effects of black cumin (Nigella sativa) and its bioactive constituent, thymoquinone against kidney injury: An aspect on pharmacological insights. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(16):9078.
24. Gülşen İ, Ak H, Çölçimen N, Alp HH, Akyol ME, Demir I, et al. Neuroprotective effects of thymoquinone on the hippocampus in a rat model of traumatic brain injury. World Neurosurgery. 2016;86:243-9.
25. Kolayli S, Kazaz G, Özkök A, Keskin M, Kara Y, Demir Kanbur E, et al. The phenolic composition, aroma compounds, physicochemical and antimicrobial properties of Nigella sativa L.(black cumin) honey. European Food Research and Technology. 2023;249(3):653-64.
26. Azzubaidi MS, Saxena AK, Talib NA, Ahmed QU, Dogarai BB. Protective effect of treatment with black cumin oil on spatial cognitive functions of rats that suffered global cerebrovascular hypoperfusion. Acta neurobiologiae experimentalis. 2012;72(2):154-65.
27. Vafaee F, Hosseini M, Hassanzadeh Z, Edalatmanesh MA, Sadeghnia HR, Seghatoleslam M, et al. The effects of Nigella sativa hydro-alcoholic extract on memory and brain tissues oxidative damage after repeated seizures in rats. Iranian journal of pharmaceutical research: IJPR. 2015;14(2):547.
28. Imam A, Ajao M, Ajibola M, Amin A, Abdulmajeed W, Lawal A, et al. Black seed oil ameliorated scopolamine-induced memory dysfunction and cortico-hippocampal neural alterations in male Wistar rats. Bulletin of faculty of pharmacy, cairo university. 2016;54(1):49-57.
29. Kishore RK, Halim AS, Syazana MN, Sirajudeen K. Tualang honey has higher phenolic content and greater radical scavenging activity compared with other honey sources. Nutrition research. 2011;31(4):322-5.
30. Wan Yaacob WMH, Long I, Zakaria R, Othman Z. Tualang honey and its methanolic fraction ameliorate lipopolysaccharide-induced oxidative stress, amyloid deposition and neuronal loss of the rat hippocampus. Advances in Traditional Medicine. 2021;21:121-9.
31. Boukraâ L. Healing properties of honey. Honey in traditional and modern medicine. 2014:37-52.
32. Hassan MI, Mabrouk GM, Shehata HH, Aboelhussein MM. Antineoplastic effects of bee honey and Nigella sativa on hepatocellular carcinoma cells. Integrative cancer therapies. 2012;11(4):354-63.
33. Mohtashami R, Huseini HF, Heydari M, Amini M, Sadeqhi Z, Ghaznavi H, et al. Efficacy and safety of honey based formulation of Nigella sativa seed oil in functional dyspepsia: A double blind randomized controlled clinical trial. Journal of ethnopharmacology. 2015;175:147-52.
|_
تاثیر ترکیب سیاهدانه و عسل (دوسین) بر حافظه و یادگیری در موش های صحرایی نر بالغ با القای کم کاری تیروئید
پریسا پورزل1 ، مختار مختاری2 ، مهرداد شریعتی3
1 - دانشجوی دکتری، گروه زیست شناسی ، واحد کازرون، دانشگاه آزاد اسلامی، کازرون، ایران.
2- استاد، گروه زیست شناسی، واحد کازرون، دانشگاه آزاد اسلامی ، کازرون، ایران. نویسنده مسئولmo.mokhtari246@gmail.com:
3- دانشیار، گروه زیست شناسی، واحد کازرون، دانشگاه آزاد اسلامی ، کازرون، ایران.
تاریخ دریافت:14/10/1401 تاریخ پذیرش: 18/12/1401
چکیده
زمینه و هدف: کم کاری تیروئید باعث اختلالات حافظه و یادگیری و کاهش عملکرد شناختی میشود. این مطالعه به منظور تعیین تاثیر دوسین (سیاهدانه و عسل) بر روی یادگیری و حافظه در موش های صحرایی نر بالغ بدنبال القای کم کاری تیروئید انجام شد.
مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، 60 سر موش صحرایی نر بالغ از نژاد ویستار با وزن تقريبي g 200-225 و سن حدود 3 -5/2 ماه به شش گروه ده تایی تقسیم شد. گروه کنترل (Ctl) هیچ دارویی دریافت نکرد. گروه شاهد (Sham) دریافت کننده ی یک میلی لیتر آب مقطر به مدت 21 روز ، گروه تجربی 1 كم كاري تيروئيد (Hypo) كه داروي متيمازول به میزان 25 میلی گرم بر کیلوگرم بصورت گاواژ به مدت 10 روز دريافت كرد، گروه تجربی 2 دریافت کننده ی دوسین به میزان 100 میلی گرم بر کیلوگرم به مدت 21 روز ، گروه های تجربي 3 و 4 که علاوه بر القای هیپوتیروئیدیسم به ترتيب 100 و 200 میلیگرم بر کیلوگرم به مدت 21روز بصورت گاواژ دریافت کردند. اختلالات حافظه و یادگیری در حیوانات با آزمون ماز آبی موریس ارزیابی شد.
نتایج: در ماز آبی موریس، زمان و مسیر طی شده برای رسیدن به سکو در گروه تجربی 1(Hypo) نسبت به گروه کنترل (Ctl) در روزهای سوم و چهارم بیشتر بود. زمان و مسیر طی شده در گروه نجربی 3 و 4 در روز سوم به طور معنی داری از گروه تجربی 1 کمتر بود. نتایج حافظه فضایی نشان داد که میانگین زمان سپری شده در ربع هدف در گروه تجربی 1 نسبت به گروه کنترل کاهش معنیداری یافته است. همچنین افزایش معنی داری در میانگین زمان و مسافت سپری شده در ربع هدف در گروه تجربی3 نسبت به گروه تجربی 1 مشاهده شد.
نتیجه کیری: نتایج نشان می دهد که درمان با عصاره دوسین ممکن است اثرات مضر کم کاری تیروئید را بر یادگیری و حافظه بهبود بخشد.
کلمات کلیدی: دوسین ، هیپوتیروئیدیسم، حافظه ، یادگیری، رت
مقدمه:
در بررسی های مورفولوژيـك و رفتاري نشان داده شده است که کم کاری تیروئید می تواند سبب اختلالات حافظه و یادگیری و کاهش عملکرد شناختی میشود(1). یکی از نواحی مغزی که در جریان هیپوتیروئیدیسم تحت تاثیر قرار میگیرد تشکیلات هیپوکامپی است(2). هيپوکامپ نقش حياتي در فرآیندهای شناختی از جمله یادگيری و حافظه دارد. مطالعات نشان دادند که هیپوتیروئیدیسم در هیپوکامپ باعث کاهش تکثیر نورونی و افزایش مرگ سلولی میشود(3). مطالعات بالینی نشان داده که درمان موفق اختلالات شناختی در طول هيپوتيروئيديسم زمانی حاصل میشود كه سـطوح هورمـون هـاي تيروئيد در بافت هاي محيطي به حد طبيعي برسد كه اين امر هم نيازمند به درمان جـايگزين هورمـون هـاي تيروئيـدی میباشد(4). امروزه استقبال گسترده اي از طـب سـنتي و گياهـان دارويي حاوی مواد آنتی اکسیدانی در زمينه هاي مختلف علوم پزشكي به خصوص در درمان برخي از بيماري ها صورت گرفته است.
در این بین، سیاهدانه (Nigella sativa L.) گیاهی دارویی متعلق به خانواده آلاله (Ranunculaceae) میباشد(5) که دارای خواص فارمولوژیکی متنوعی از جمله انتی اکسیدان(6)، کاهنده فشار خون(7) و ضد التهاب(8) است. در طب سنتی از سیاهدانه (N. Sativa) به عنوان دارویی شفابخش برای درمان بیماریهای مختلف مانند آسم، سردرد، عفونتها، چاقی، کمردرد و مشکلات گوارشی استفاده میشده است(9). همچنین در مطالعات اخیر نشان داده شده است که سیاهدانه با اثرات محافظت عصبي باعث بهبودی در عملکرد حافظه و یادگیری میگردد(10). از طرف دیگر دامنه گسترده اي از تركيبات طبیعی نيز در محیط وجود دارد که دارای خواص بیولوژیکی مختلف، از جمله اثرات آنتی اکسیدانی قوی میباشد. عسل به عنوان یک محصول دارای ترکیبات اسیدهای فنولیک و فلانوئیدها از واکنش اتواکسیداسیون جلوگیری کرده و اثر مهارکنندگی قوی بر روی رادیکالهای آزاد با مکانیسمهای مختلف دارند(11). تا کنون مطالعات متعددی بر روی اثرات محافظتی نورونی(12)، ضدالتهابی و آنتی اکسیدانی(13) عسل نشان داده شده است. همچنین مطالعاتی متعددی جهت ارزیابی تاثیرگذاری عسل بر بهبود عملکردهای شناختی و حافظه صورت گرفته است(14). حقیقتا تاکنون در زمینه ی استفاده از مخلوط ترکیب سیاهدانه و عسل جهت بهبود اختلالات عملکرد حافظه، مطالعه ای انجام نگرفته است. هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی اثر ترکیب سیاهدانه و عسل (دوسین) بر روی یادگیری و حافظه در موش صحرایی نر مبتلا به کمکاری تیروئید بود.
مواد و روش ها :
تحقیق حاضر از نوع مداخله اي- تجربی بود. در اين مطالعه ، از 60 سر موش صحرايي نر بالغ از نـژاد ويستار با وزن تقريبي g 200-225 و سن 3 -5/2 ماه استفاده شد. حيوانات از مركز پرورش و تكثيـر حيوانـات دانشـگاه آزاد اسلامي واحد كازرون تهيه شد. درجـه حـرارت محـيط 2±23 درجه سانتيگراد در طول شبانه روز بود و در شرايط نوري بـه صورت 12 ساعت تاريكي و 12 ساعت روشـنايي تنظـيم شـد. کلیه اصول اخلاقی مطابق با اصول کار با حیوانات آزمایشگاهی انجام گرفت. این مطالعه در کمیته اخلاق پژوهش دانشگاه آزاد اسلامی با اختصاص کدIR.IAU.IAUG.REC.1399.002 به تأیید رسیده است. برای القای مدل کم کاری تیروئید، از داروي متي مازول (سیگما آلدریچ، آلمان) بصورت خوراكي با روش گاواژ و به ميزان 25 ميلي گرم بر كيلوگرم حل شده در 1 میلی لیتر آب مقطر به مدت 10 روزاستفاده گرديد(15). برای اطمينان از القای هیپوتیروئید شدن حيوانات، 10 روز بعد از تجويز دارو از دم موشها خونگيری به عمل آمد و غلظت هورمونهای تيروئيدی شامل تيروكسين (T4)، هورمون هاي تری يدوتيرونين (T3) و هورمون محرکه تيروئيدی (TSH) با استفاده از کیت ELIZA (فینیکس، فرانسه) اندازه گيری و سپس ميزان اين هورمونها نسبت به گروههاي كنترل و شاهد مقايسه گرديد و هیپوتیروئیدیسم شدن تاييد گرديد.
روش تهیه عصاره هیدروالکلی سیاهدانه
برای آماده سازی عصاره سیاهدانه 2کیلوگرم سیاهدانه از منطقه شهرسـتان كـازرون در استان فارس خریداری گرديد. سپس در شرايط مناسب آن را آسیاب نموده تا به پودر تبدیل شود. در این مطالعه برای تهیه عصار هیدروالکلی سیاهدانه به ازای 200 گرم پودر گیاه ، 800 میلی لیتر الکل اتانول 70 % استفاد شد. پودر خشک گیاه مورد نظر به مدت 48 ساعت در دمای اتاق نگهداری شد تا خیسانده شود، سپس 2 بار از صافی عبور داده شد و محلول به دست آمده به روش ماسراسیون با استفاده از دستگاه روتاری عصار گیری شد. در مرحله آخر در آون (انکوباتور)، با دمای 37 درجه سانتی گراد گذاشته شد که یک شیره زرد رنگ غلیظ باقی بماند. عصاره بدست آمده را با مقدار 5/1کیلوگرم عسل مخلوط میشود.
عصاره هیدروالکلی سیاهدانه و عسل ( دوسین) در یخچال قرار داده میشود و روزانه مقادیر لازم از آن را برداشته و به موش ها به صورت خوراکی برای 21 روز خورانده شد. مخلوط سیاهدانه و عسل در گروه داروسازی دانشگاه شیراز ساخته شد. دوزهای مخلوطی سیاهدانه و عسل در این مطالعه بر اساس طب سنتی ایران انتخاب شد(16).
حيوانات به طور تصادفي به 6 گروه 10 تايي تقسـيم شـدند. گـروه كنترل هيچ تيمار دارويي دريافت نكرد. گروه شاهد یک میلی لیتر آب مقطربه عنوان حلال به مـدت 21 روز دريافـت كـرد. گـروه تجربـي1،( هیپوتیروئیدیسم): حیوانات این گروه داروی متی مازول با دوز 25 میلی گرم بر کیلوگرم از طریق گاواژ دریافت کردند.
گــروه تجربــي 2 ، عصاره دوسین را با میزان 200 میلی گرم بر کیلوگرم روزانه به صورت گاواژ به مـدت 21 روز دريافت كرد. گروههاي تجربي 3 و 4 هم حیوانات این دوگروه همزمان با القای هیپوتیروئیدیسم، عصاره دوسین را به ترتيب با مقادير kg/mg 100و 200روزانه به صورت گاواژ دريافت كردند و تا 21 روز بعد از القاء ادامه داشت.
مطالعه رفتاری (آزمون یادگیری و حافظه فضایی)
براي بررسي يادگيري و حافظه فضايي حيوانات، از آزمون ماز آبي موريس استفاده شد. ماز آبي، از يك تانك دايره اي شكل با قطر 130 و ارتفاع 60 سانتیمترتشکیل شده است كه تا ارتفاع 40 سانتيمتري از آب پر ميشود و به طور فرضي به 4 ربع دايره تقسيم ميگردد. در اطراف تانك، نشانه هايي مثل تابلو قرار دارد. يك سكوي پنهان (به قطر 10 و ارتفاع 38 سانتيمتري) در 2 سانتيمتري زير سطح آب در مركز يكي از ربع دايره هاي فرضي (در سمت شمال شرقي) تانك قرار دارد. آزمون از دو مرحله تشكيل شده بود:
در مرحله اول كه در روزهاي 17 تا 20 انجام گرفت و آموزش نام داشت، موشها هر روز 4 بار متوالي از نقاط مختلفي به تانك آبي وارد شده و 90 ثانيه اجازه داشتند تا با رؤيت نشانه هاي اطراف تانك، سكوي پنهان را بيابند و بر روي آن بنشينند. در پايان 90 ثانيه و يا پس از يافتن سكو، هر موش 20 ثانيه اجازه داشت تا بر روي سكو بنشيند. در صورت پيدانكردن سكو نيز به سمت آن هدايت ميشد. مدت زمان (بر حسب ثانيه) و مسافت سپريشده (بر حسب سانتيمتر) براي رسيدن به سكوي پنهان توسط دوربين به نرم افزار MazeRouter انتقال يافته و ثبت ميشد. در مرحله دوم از آزمايش كه آزمون پروب نام داشت و در روز 21 انجام گرفت، سكوي پنهان برداشته شد و هر حيوان از مكان مشخصي به تانك وارد شده و به مدت 60 ثانيه در آب شنا ميكرد. مدت زمان (ثانيه) و مسافت شنا شده (سانتي متر) در ربع دايره هدف (ربع دايرهاي كه سكوي پنهان را در روزهاي آموزش در خود جاي داده بود)، ثبت شد.
مطالعات آماری با استفاده ازنرم افزار prism5 GraphPad انجام شد. در آزمایش مازآبی موریس تاخیر فرار و مسافت طی شده با استفاده از تجزیه و تحلیل واریانس دو طرفه با اندازه گیری مکرر و پس آزمون بن فرونی و بقیه داده ها با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه ANOVA)) و پس آزمون توکی انجام شد. دادها به صورتMean± SE ارائه شد 05/0p< از نظر آماری معنی دار در نظر گرفته شد.
نتایج
اثرعصاره دوسین بر یادگیری فضایی در موشهای هيپوتيروئيد
تجزیه و تحلیل نتایج یادگیری فضایی با استفاده از آزمون آنالیز واریانس دو طرفه Two Way ANOVA) ) همراه با پس آزمون بن فرونی انجام شد. در 4 روز اول تست، یادگیری فضایی حیوانات بررسی گردید. مدت زمان برای یافتن سکو در روزهای اول و دوم در گروههای مورد پژوهش تفاوت معنیدار نداشت. در روز سوم و چهارم افزایش معنی داری در زمان رسیدن به ربع هدف در گروه Hypo ) 7/4 ± 56/42 ,2/3± 89/47) نسبت به کنترل ( 8/183± 36/23,7/5± 79/29) دیده شد(05/0p<). در روزهای سوم و چهارم تست، در گروه Hypoدرمان شده با عصاره دوسین در دوز 100 میلی گرم بر کیلوگرم کاهش معنی داری در زمان رسیدن به ربع هدف نسبت به گروه Hypo مشاهده شد (4/5±92/30 ,6/4±79/38) (05/0p<). در گروه Hypo درمان شده با عصاره دوسین دوز 200 نیز در فقط در روز سوم (01/0p< ,5/6±79/35) کاهش معنی داری در زمان رسیدن به ربع هدف دیده شد در حالی که در روز چهارم در دوز 200 تفاوت معناداری نشان نداد (نمودار 1).
نمودار1. مسافت طی شده برای رسیدن به ربع هدف در آزمون مازآبی موریس (میانگین ± SE، n=10) در گروه های مختلف. تجزیه و تحلیل آماری داده ها با استفاده از آنالیز واریانس دو طرفه با اندازه های تکراری همراه با پس آزمون بن فرونی انجام شد. *(05/0p<) تفاوت معنی دار با گروه Ctl، #(05/0p<) تفاوت معنی دار با گروه Hypo را نشان میدهد.
مسافت طی شده برای رسیدن به سکو در ربع هدف در روز های اول و دوم در گروههای مورد مطالعه تفاوت معنیدار نداشت. افزایش معنی داری در مسافت طی شده برای رسیدن به ربع هدف در روز های سوم و چهارم در گروه Hypo (39/97 ± 1060 ,6/126 ± 1286) نسبت به کنترل ( 69/143 ± 70/547 ,17/183 ± 67/796) دیده شد (01/0,p< 05/0p<). مسافت طی شده به ربع هدف در گروه Hypo درمان شده با عصاره دوسین در دوز 100 در روز سوم و چهارم (39/197 ± 8/798 ,6/206 ± 9/1001) تفاوت معنی داری با گروه Hypo داشت(05/0p<). در گروه Hypo درمان شده با دوز 200 دوسین (27/122 ± 77/944) کاهش معنی داری در مسافت طی شده برای رسیدن به ربع هدف در روز سوم نسبت به گروه Hypo نشان داد (05/0p<) در حالی که در روز چهارم در دوز 200 تفاوت معناداری نشان نداد (نمودار2).
نمودار2. مسافت طی شده برای رسیدن به ربع هدف در آزمون مازآبی موریس (میانگین ± SE، n=10) در گروه های مختلف. تجزیه و تحلیل آماری داده ها با استفاده از آنالیز واریانس دو طرفه با اندازه های تکراری همراه با پس آزمون بن فرونی انجام شد. *(05/0p<) تفاوت معنی دار با گروه Ctl، #(05/0p<) تفاوت معنی دار با گروه Hypo را نشان میدهد.
اثرعصاره دوسین بر حافظه فضایی در موش های صحرایی به دنبال القای هیپوتیروئیدیسم
تجزیه و تحلیل دادهها با آنالیز واریانس یک طرفه و پس آزمون توکی انجام شد. نتایج نشان میدهد که میانگین زمان سپری شده در ربع هدف در گروه Hypo( 84/0 ± 45/5)کاهش معنیداری را نسبت به گروه کنترل دارد.
(01/0p< ,7/0 ± 67/15 ). همچنین افزایش معنی داری در میانگین زمان سپری شده در ربع هدف در گروه Hypo درمان شده با دوزهای 100 و 200 عصاره دوسین نسبت به گروه Hypo مشاهده شد (02/1± 10/7 ,76/1 ± 77/11) (05/0p<) (نمودار3).
همانطور كه در نمودار 3 نشان داده شده است، مسافت شنا شده در ربع هدف در حيوانات گروه Hypo ( 1/14 ± 1/163)در مقايسه با گروه كنترل( 8/25 ± 387)، كاهش معنيداري يافت (001/0p<) . حیوانات در گروه 100دوسین موجب افزايش معنادار مسافت طی شده در ربع هدف نسبت به گروه Hypo شد(05/0,p< 3/29 ± 6/284).
نمودار 3. زمان و مسافت طی شده در ربع هدف در آزمون مازآبی موریس درگروه های مختلف (میانگین ± SE، n=10). تجزیه و تحلیل آماری داده ها با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه (ANOVA) همراه با پس آزمون توکی انجام شد. ***(001/0p<) و *(05/0p<) تفاوت معنی دار با گروه Ctl. #(05/0p<) تفاوت معنی دار با گروه Hypo را نشان میدهد.
بحث:
هیپوتیروئیدیسم، یکی از عوامل خیلی مهم بر روی یادگیری و حافظه از طریق سیستم عصبی ارگانیسم های زنده میباشد. مطالعاتی که تا کنون بر روی اثرات کاهش هورمون تیروئیدی بر روی رفتارهای شناختی در موجودات زنده انجام گرفته است، نشان داده که در کم کاری تیروئید، اختلالات شـناختی و زوال عقلـی افزایــش مییابــد(17). در مطالعه ی حاضر کاهش هورمون های تیروئیدی ازطریق تجویز متی مازول باعث کاهش حافظه فضایی ویادگیری در مقایسه با گروههای کنترل شد؛ در واقع در این مطالعه کمبود هورمون های تیروئید که با اختلالات حافظه و یادگیری همراه بود، در عملکرد حیوانات در تست ماز آبی، با به کاربردن زمان و مسافت بیشتری برای پیدا کردن سکوی پنهان داخل ماز به خوبی منعکس شد. این یافته ها با مطالعه سایرین مطابقت داشت، که نشان دادند که اختلال حافظه فضایی و یادگیری در موش های صحرایی بالغ مبتلا به کم کاری تیروئید ناشی از متیمازول میباشد(18). در مطالعه ای نشان داده شد که تجویز 3 هفته ای متیمازول به موش ها باعث افزایش فعالیت NOS، سطوح گونه های اکسیژن فعال (ROS) و پراکسیداسیون لیپیدی در آمیگدال و هیپوکامپ می شود(19). همچنین گزارش شده که اختلالات یادگیری و حافظه ناشی از کم کاری تیروئید با سطح بالایی از متابولیتهای اکسید نیتریک (NO) هیپوکامپ همراه میباشد(18, 19). در واقع یکی از مکانیسم های اصلی درگیر در اثرات سمی NO در سیستم عصبی مرکزی (CNS)، ترشح بیش از حد گلوتامات و فعال شدن گیرنده های N-متیل-D-آسپارتات است که به طور قابل توجهی کلسیم داخل سلولی را بالا می برد وسنتز نیتریک اکسید سنتاز(NOS) را تحریک می کند. مطالعات نشان دادند که گلوتامات می تواند با ایجاد اختلال در عملکرد میتوکندری و تشکیل گونه های اکسیژن فعال (ROS) باعث مرگ سلولی در هیپوکامپ شود (20). در مطالعه Farimah Beheshti نشان داده شد که اختلالات یادگیری و حافظه مرتبط با کم کاری تیروئید با استرس اکسیداتیو در بافت های مغز همراه میباشد. این اثرات در غلظتهای بالاتر MDA در بافتهای هیپوکامپ و قشر مغز در موشهای هیپوتیروئید نشان داده شد(18). به طور خلاصه، یافتههای این مطالعه نشان داد که آسیب اکسیداتیو ایجاد شده در بافتهای مغز ناشی از متی مازول یکی از مکانیسمهای احتمالی دخیل در اثرات مضر کمکاری تیروئید بر یادگیری و حافظه است.
در مطالعات پیشین، آنتی اکسیدان ها اثرات مفیدی را در پیشگیری از اختلال حافظه تحت شرایط مختلف تجربی نشان داده اند(21). عسل ماده اي غني از فنوليك اسيدها و فلاونوئيدهاست كه اثرات بيولوژيكي گسترده اي را نشان مي دهد و به عنوان يك آنتي اکسیدان قوی در پیشگیري از آسیب های نورولوژیک بسـیار حـائز اهمیـت است(22). گیاه سیاه دانه هم سرشار از فلاونوئید و تیموکینون (TQ) میباشد که دارای خواص آنتی اکسیدانی قوی میباشد(23). TQ موجود در ایـن گیـاه از طریـق مکانیسم هاي مختلف از جملـه افـزایش فعالیـت آنـزیم کاتالاز ، سوپر اکسـید دیسـموتاز و گلوتـاتیون پراکسیداز از مغز و سیستم عصبی محافظـت مـی کنـد(24). نتایج مطالعه حاضر نیز نشان داد که تجویز عصاره دوسین ( ترکیب سیاهدانه و عسل ) در رتها، به دنبال القای کم کاری تیروئید باعث بهبودی در اختلال یادگیری و حافظه می گردد. در مطالعات متعددی نشان داده شده است که سیاهدانه و عسل فعالیت آنتی اکسیدان ها و ظرفیت مهار اکسیدان ها را نیز افزایش می دهد(25). Azzubaidi در مطالعه اش اثرات مفید سیاهدانه بر روی حافظه و شناخت در مطالعات تجربی نشان داد(26) و گزارش کرد که اثرات مفید N. sativa برعملکرد حافظه فضایی وعصبی ممکن است به خواص آنتی اکسیدانی این گیاه مربوط میباشد. همچنینVafaee و همکارانش در مطالعه شان از طریق تست ماز آبی نشان دادند که عصاره هیدروالکلی سیاهدانه دارای اثرات مفیدی بر اختلالات یادگیری و حافظه میباشد که با اثرات آنتی اکسیدانی در مغز همراه است(27) Imam .و همکارانش نشان دادند که درمان موشها با روغن سیاهدانه، فراموشی ناشی از اسکوپولامین را با تغییر آسیب های بافتشناسی کاهش میدهد(28). عسل غنی از آنتی اکسیدان های مختلف از جمله کاتالاز، اسید آسکوربیک، فلاونوییدها و مواد فنولی میباشد. مواد فنولی وفلانوئیدها بالا در عسل سلول های عصبی را در مقابل رادیکال های آزاد محافظت می کند(29). Wan Muhammad Hilmi و همکارنش نشان دادند که درمان با عسل به طور قابل توجهی سبب محافظت عصبی بالایی در برابر استرس اکسیداتیو و رسوب آمیلوئید ناشی از لیپوپلیساکارید در هیپوکامپ میشود(30). در برخی از مطالعات گزارش شده است که عسل، رادیکال های آزادی مانند اكسید نیتریک، رادیکال های سوپراكسید، رادیکال های پراكسیل و پراكسید هیدروژنی را از سلول حذف می کند(31). به نظر مي آيد در مطالعه حاضر اثرات مفید ترکیب عسل و سیاهدانه (دوسین) از طريق كاهش رادیکال های آزاد در هیپوکامپ باشد که برای اثبات این مطلب مطالعات بیوشیمایی نیازمند است. Mahmoud در سال 2021 نشان داد که درمان سلول های سرطان کبد با ترکیب عسل و سیاهدانه منجر به کاهش قابل توجهی در تعداد سلول های سرطانی، بهبود وضعیت آنتی اکسیدانی و القای مرگ آپوپتوز در این سلول ها میگردد(32). مطالعه Mohtashami هم در سال 2015 نشان داد که مکملهای N. sativa بر پایه عسل میتواند باعث بهبود علائم قابل توجهی در بیماران مبتلا به سوء هاضمه عملکردی شود(33).
نتیجه گیری
با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق مـی تـوان نتیجه گیری کرد که هیپوتیروئیدیسم باعـث اختلالات شناختی و حافظه میگرد در حالیکه درمان با عصاره دوسین توانست اثرات مضر کم کاری تیروئید را بر یادگیری و حافظه بهبود بخشد. در حقیقت محافظت در برابر آسیب اکسیداتیو بافت های مغز به خصوص هیپوکامپ ممکن است توسط اثرات مفید آنتی اکسیدانی سیاهدانه و عسل باشد.
تشکر و قدردانی
این پژوهش در فضای آزمایشگاهی و تحقیقاتی دانشکده علوم پایه ، دانشگاه آزاد اسالمی واحد کازرون انجام شده است. نویسندگان از همکاری مسئولین محترم تشکر می نمایند.
تعارض منافع
نویسندگان اعلام می دارند تعارض منافعی در ارائه این مقاله ندارند .
فهرست منابع
1. Salazar P, Cisternas P, Martinez M, Inestrosa NC. Hypothyroidism and cognitive disorders during development and adulthood: implications in the central nervous system. Molecular Neurobiology. 2019;56:2952-63.
2. Koromilas C, Liapi C, Schulpis KH, Kalafatakis K, Zarros A, Tsakiris S. Structural and functional alterations in the hippocampus due to hypothyroidism. Metabolic brain disease. 2010;25:339-54.
3. Deng W, Aimone JB, Gage FH. New neurons and new memories: how does adult hippocampal neurogenesis affect learning and memory? Nature reviews neuroscience. 2010;11(5):339-50.
4. Biondi B, Cooper DS. Thyroid hormone therapy for hypothyroidism. Endocrine. 2019;66(1):18-26.
5. Ghedira K. La nigelle cultivée: Nigella sativa L.(Ranunculaceae). Phytothérapie. 6-220:(5)4;2006.
6. Ashraf SS, Rao MV, Kaneez FS, Qadri S, Al-Marzouqi AH, Chandranath IS, et al. Nigella sativa extract as a potent antioxidant for petrochemical-induced oxidative stress. Journal of chromatographic science. 2011;49(4):321-6.
7. Vaz NP, De Oliveira DR, Abouelella GA, Khater H. The black seed, Nigella sativa (Ranunculaceae), for prevention and treatment of hypertension. JN Govil and Bhardwaj N. 2018;48:221-44.
8. Al-Ghamdi M. The anti-inflammatory, analgesic and antipyretic activity of Nigella sativa. Journal of ethnopharmacology. 2001;76(1):45-8.
9. Abd El-Hack ME, Alagawany M, Farag MR, Tiwari R, Karthik K, Dhama K. Nutritional, healthical and therapeutic efficacy of black cumin (Nigella sativa) in animals, poultry and humans. Int J Pharmacol. 2016;12(3):232-48.
10. Sahak MKA, Kabir N, Abbas G, Draman S, Hashim NH, Hasan Adli DS. The role of Nigella sativa and its active constituents in learning and memory. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2016;2016.
11. Kassim M, Achoui M, Mustafa MR, Mohd MA, Yusoff KM. Ellagic acid, phenolic acids, and flavonoids in Malaysian honey extracts demonstrate in vitro anti-
inflammatory activity. Nutrition research. 2010;30(9):650-9.
12. Qaid EYA, Zakaria R, Yusof NAM, Sulaiman SF, Shafin N, Othman Z, et al. Tualang honey ameliorates hypoxia-induced memory deficits by reducing neuronal damage in the hippocampus of adult male Sprague dawley rats. Turkish journal of pharmaceutical sciences. 2020;17(5):555.
13. Nooh HZ, Nour-Eldien NM. The dual anti-inflammatory and antioxidant activities of natural honey promote cell proliferation and neural regeneration in a rat model of colitis. Acta Histochemica. 2016;118(6):588-95.
14. Othman Z, Zakaria R, Nik Hussain NH, Hassan A, Shafin N, Al-Rahbi B, et al. Potential role of honey in learning and memory. Medical Sciences. 2015;3(2):3-15.
15. Ai J, Zarifkar A, Takhshid M, Alavi J, Moradzadeh M. The effect of thyroid activity on adult rat spermatogenesis. 2007.
16. Ibn-e-Sina A. Al-qanun fit-tib [The canon of medicine]. Beirut, Lebanon: Alaalami Beirut lib Press; 2005.
17. Accorroni A, Chiellini G, Origlia N. Effects of thyroid hormones and their metabolites on learning and memory in normal and pathological conditions. Current Drug Metabolism. 2017; 18(3):225-36.
18. Beheshti F, Hosseini M, Shafei MN, Soukhtanloo M, Ghasemi S, Vafaee F, et al. The effects of Nigella sativa extract on hypothyroidism-associated learning and memory impairment during neonatal and juvenile growth in rats. Nutritional neuroscience. 2017;20(1):49-59.
19. Hosseini M, Dastghaib SS, Rafatpanah H, Hadjzadeh MA-R, Nahrevanian H, Farrokhi I. Nitric oxide contributes to learning and memory deficits observed in hypothyroid rats during neonatal and juvenile growth. Clinics. 2010;65(11):1175-81.
20. Hölscher C, Rose SP. An inhibitor of nitric oxide synthesis prevents memory formation in the chick. Neuroscience Letters. 1992;145(2):165-7.
21. Rahigude A, Bhutada P, Kaulaskar S, Aswar M, Otari K. Participation of antioxidant and cholinergic system in protective effect of naringenin against type-2 diabetes-induced memory dysfunction in rats. Neuroscience. 2012;226:62-72.
22. Iftikhar A, Nausheen R, Muzaffar H, Naeem MA, Farooq M, Khurshid M, et al. Potential Therapeutic Benefits of Honey in Neurological Disorders: The Role of Polyphenols. Molecules. 2022;27(10):3297.
23. Hannan MA, Zahan MS, Sarker PP, Moni A, Ha H, Uddin MJ. Protective effects of black cumin (Nigella sativa) and its bioactive constituent, thymoquinone against kidney injury: An aspect on pharmacological insights. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(16):9078.
24. Gülşen İ, Ak H, Çölçimen N, Alp HH, Akyol ME, Demir I, et al. Neuroprotective effects of thymoquinone on the hippocampus in a rat model of traumatic brain injury. World Neurosurgery. 2016;86:243-9.
25. Kolayli S, Kazaz G, Özkök A, Keskin M, Kara Y, Demir Kanbur E, et al. The phenolic composition, aroma compounds, physicochemical and antimicrobial properties of Nigella sativa L.(black cumin) honey. European Food Research and Technology. 2023;249(3):653-64.
26. Azzubaidi MS, Saxena AK, Talib NA, Ahmed QU, Dogarai BB. Protective effect of treatment with black cumin oil on spatial cognitive functions of rats that suffered global cerebrovascular hypoperfusion. Acta neurobiologiae experimentalis. 2012;72(2):154-65.
27. Vafaee F, Hosseini M, Hassanzadeh Z, Edalatmanesh MA, Sadeghnia HR, Seghatoleslam M, et al. The effects of Nigella sativa hydro-alcoholic extract on memory and brain tissues oxidative damage after repeated seizures in rats. Iranian journal of pharmaceutical research: IJPR. 2015;14(2):547.
28. Imam A, Ajao M, Ajibola M, Amin A, Abdulmajeed W, Lawal A, et al. Black seed oil ameliorated scopolamine-induced memory dysfunction and cortico-hippocampal neural alterations in male Wistar rats. Bulletin of faculty of pharmacy, cairo university. 2016;54(1):49-57.
29. Kishore RK, Halim AS, Syazana MN, Sirajudeen K. Tualang honey has higher phenolic content and greater radical scavenging activity compared with other honey sources. Nutrition research. 2011;31(4):322-5.
30. Wan Yaacob WMH, Long I, Zakaria R, Othman Z. Tualang honey and its methanolic fraction ameliorate lipopolysaccharide-induced oxidative stress, amyloid deposition and neuronal loss of the rat hippocampus. Advances in Traditional Medicine. 2021;21:121-9.
31. Boukraâ L. Healing properties of honey. Honey in traditional and modern medicine. 2014:37-52.
32. Hassan MI, Mabrouk GM, Shehata HH, Aboelhussein MM. Antineoplastic effects of bee honey and Nigella sativa on hepatocellular carcinoma cells. Integrative cancer therapies. 2012;11(4):354-63.
33. Mohtashami R, Huseini HF, Heydari M, Amini M, Sadeqhi Z, Ghaznavi H, et al. Efficacy and safety of honey based formulation of Nigella sativa seed oil in functional dyspepsia: A double blind randomized controlled clinical trial. Journal of ethnopharmacology. 2015;175:147-52.
The effect of the combination of black seed and honey (docin) on memory and learning following induction of hypothyroidism in adult male rats
Parisa Poorzal 1 , Mokhtar Mokhtari2 , Mehrdad Shariati3
1- Phd candidate, Department of Biology, Kazerun Branch, Islamic Azad University, Kazerun, Iran
2- Professor, Department of Biology, Kazerun Branch, Islamic Azad University, Kazerun, Iran. Corresponding Author: mo.mokhtari246@gmail.com
3- Associated Professor, Department of Biology, Kazerun Branch, Islamic Azad University, Kazerun, Iran.
Received:2023.01. 04 Accepted: 2023.03.09
Abstract
Background & Aim: Hypothyroidism causes memory and learning disorders and reduced cognitive function. This study was conducted in order to determine the effect of dosin (Negilla sativa and honey) on learning and memory in adult male rats after induction of hypothyroidism.
Materials & Methods: In this experimental study, 60 adult male Wistar rats with an approximate weight of 225-200 g and an age of about 2.5-3 months were divided into six groups of ten. The control group (Ctl) did not receive any drug. Sham group receiving one milliliter of distilled water for 21 days, Experimental group 1 of hypothyroidism (Hypo) who received methimazole in the amount of 25 mg/kg by gavage for 10 days. Experimental group 2 receiving Dosin at the rate of 100 mg/kg for 21 days, experimental groups 3 and 4, in addition to inducing hypothyroidism, received 100 and 200 mg/kg respectively for 21 days by gavage. Memory and learning disorders in animals were evaluated by the Morris water maze test.
Results: : In the Morris water maze, the time and distance traveled to reach the platform in the experimental group 1 (Hypo) was higher than the control group (Ctl) on the third and fourth days. The time and the route traveled in experimental groups 3 and 4 on the third day were significantly less than the experimental group 1. Spatial memory results showed that the average time spent in the target quadrant in experimental group 1 decreased significantly compared to the control group. Also, the average time and distance spent in the target quadrant in experimental group 3 showed a significant increase compared to experimental group 1.
Conclusion: The results suggest that treatment with dossin extract may ameliorate the deleterious effects of hypothyroidism on learning and memory.
Keywords: : Dosin, Hypothyroidism, Memory, Learning, Rat
