Stres ve çevresel zenginleştirmenin yaşlı sıçanlarda davranışlar, öğrenme ve beyindeki bazı nörobiyolojik belirteçler üzerine etkileri
Effects of stress and environmental enrichment on behavior, learning of eldery rats and some neurobiological markers in the brain
Yazar: DUYGU SULTAN ORAN
Danışman: DOÇ. DR. EVREN ERASLAN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı / Fizyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Anksiyete = Anxiety ; Beyin = Brain ; Davranış = Behavior ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Nörobiyoloji = Neurobiology ; Stres = Stress ; Sıçanlar = Rats ; Yaşlanma = Aging ; Öğrenme = Learning

Özet:
Yaşlanmanın sıçanlarda anksiyete düzeyini artırdığı, öğrenme ve hafıza fonksiyonlarını olumsuz etkilediği gösterilmiştir. Stresin de yaşlanmanın biliş ve davranışlar üzerine olan olumsuz etkilerini artırdığı bilinmektedir. Çevresel zenginleşmenin (ÇZ) ise öğrenme ve hafızayı geliştirdiği deneysel çalışmalarla kanıtlanmıştır. Çalışmamızda kronik öngörülemeyen hafif stres (KÖHS) protokolü uygulanan yaşlı sıçanlarda ÇZ'nin kortikosteronu, çeşitli beyin bölgelerindeki stresle ilgili gen ekspresyonlarını, öğrenmeyi olumlu yönde etkileyip etkilemeyeceği araştırılmıştır. Zenginleştirilmiş ve standart kafeslerde barındırılan yaşlı sıçanlara KÖHS uygulandıktan sonra hipotalamus, amigdala, prefrontal korteks ve hipokampusta glukokortikoid reseptörü (GR), kortikotropin salgılatıcı hormon (CRH), kortikotropin salgılatıcı hormon reseptörü 1 (CRHR1) ekspresyon seviyeleri belirlenmiştir. Sıçanlara kognitif ve davranış değerlendirmesi amacıyla Morris su labirenti (MWM), yeni obje tanıma testi (NOR), zorunlu yüzme testi (FST) ve yükseltilmiş artı labirent testi (EPM) uygulanmıştır. Stres grubunda zamana bağlı olarak vücut ağırlıklarının azaldığı gözlenmiştir. Stres uygulanan sıçanlar, EPM'de daha fazla mesafe kat etmiştir. MWM'de stres, barınma ve zaman etkileşiminin sıçanların öğrenme alıştırmalarındaki platformu bulana kadar yüzdüğü mesafe üzerinde etkisi gözlenmiştir. Stres uygulaması hipotalamus ve amigdalada GR gen ekspresyonu ayrıca hipotalamusta CRHR1 gen ekspresyonunu azaltmıştır. Çevresel zenginleştirme, amigdalada CRH gen ekspresyonunu arttırırken hipokampusta azaltmıştır. Kronik stres ve çevresel zenginleştirmenin beyin bölgesine spesifik değişimler oluşturduğu böylece yaşlılarda da nörobiyolojik ve kognitif fonksiyonları etkilediği sonucuna varılmıştır. Bu yönüyle çalışmamızın yaşlanma ile ilgili nörobiyolojik ve nörodejeneratif araştırmalara katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Aging has been shown to increase the level of anxiety and negatively affect the learning and memory functions in rats. Stress also increases the negative effects of aging on cognition and behavior. Experimental studies showed that environmental enrichment (EE) improves learning and memory. We investigated whether EE would positively affect the corticosterone, stress-related gene expressions in various brain regions, and learning in elderly rats undergoing chronic unpredictable mild stress (CUMS). After CUMS was applied in elderly rats housed in enriched and standard cages, glucocorticoid receptor (GR), corticotropin-releasing hormone (CRH), corticotropin-releasing hormone receptor 1 (CRHR1) expression levels were determined in the hypothalamus, amygdala, prefrontal cortex, and hippocampus. For the cognitive and behavioral evaluation, Morris water maze (MWM), new object recognition test (NOR), forced swimming test (FST) and elevated plus maze test (EPM) were performed. In the stress group, it was observed that body weights decreased over time. Stress-induced rats travelled more distance in EPM. In the Morris water maze, the interaction of stress, housing, and time had an effect on the distance swum by rats to find the platform in acquisition trials. Stress application reduced the GR gene expression in the hypothalamus and amygdala. Stress application reduced the CRHR1 gene expression in the hypothalamus. EE increased the CRH gene expression in the amygdala but decreased it in the hippocampus. Chronic stress and environmental enrichment caused brain region-specific changes and thus affected the neurobiological and cognitive functions in the elderly. In this respect, our study will contribute to neurobiological and neurodegenerative studies on aging.