Sıçanlarda soğuk stres ile oluşturulan uzamsal öğrenme bozukluğu üzerine cinsiyetin etkisi
Effect of gender on spatial memory disfunction in cold-exposed rats
Yazar: YELİZ KUMSAR
Danışman: PROF. DR. CEM SÜER
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Cinsel kimlik = Gender identity ; Hipokampus = Hippocampus ; Soğuk = Cold ; Soğuk stresi = Cold stress ; Sıçanlar = Rats ; Öğrenme bozuklukları = Learning disorders

Özet:
Stres öğrenmeyi etkileyen önemli bir faktördür. Hipokampüs ise uzamsal öğrenme ve belleğin pekiştirilmesinde önemli bir rol oynayan sinir sistemi yapısıdır. Araştırma bulguları, stresin uzamsal öğrenme-bellek işlevleri üzerine olan etkisinin oluşmasında hipokampal bileşenin önemli katkısının olabileceğini düşündürmektedir.
Hipokampüsün uzamsal öğrenmedeki rolü, dişi ve erkek cinsiyette farklılık gösterebileceği gibi, soğuk stresin oluşturduğu bozulmada da cinsiyetler arasında farklılık beklenebilir. Bu çalışmanın amacı, soğuk stres uygulayarak oluşturulacak olan uzamsal öğrenme bozukluğunda cinsiyetin rolünü araştırmaktır.
Bu çalışma için, 16 erkek, 16 dişi, 2-3 aylık Wistar sıçan kullanıldı. Bütün sıçanlar Erciyes Üniversitesi Hakan Çetinsaya Deneysel ve Klinik Araştırma Merkezi?nde üretildi. Sıçanların ağırlıkları erkek sıçanlar için 130-188, dişi sıçanlar için 98 ? 145 g arasında olup, sıçanlar musluk suyu ve standart sıçan yemi ile kısıtlama yapılmaksızın beslendi. Kontrol ve soğuk stres grupları şu şekilde oluşturuldu. Erkek kontrol grubu (n=8), Dişi kontrol grubu (n=8), Erkek kronik soğuk stres grubu (n=8), Dişi kronik soğuk stres grubu (n=8). Soğuk stres sıçanların +4oC?de ortamda, 21 gün süreyle ve her gün 2 saat olmak üzere tutulması ile gerçekleştirildi. Sıçanlar üretan (1,2 g/kg, ip) ile anestezi edildikten sonra stereotaksik çatıya yerleştirildi. Eksitatör postsinaptik potansiyel (EPSP) ve populasyon spike (PS)?dan oluşan alan potansiyelleri, sağ medial perforan yolun uyarılmasına cevap olarak oluşan alan potansiyellerini ipsilateral dentat girusun granül hücrelerinden kaydedildi. Uzun Erimli Güçlenme bazal kayıttan sonra 4 setten oluşan tetanik uyarılarla indüklendi.
Bu çalışmanın bulguları, 2 saat süreyle soğuğa maruz bırakılan erkek ve dişi sıçanlarda hipotermi oluştuğunu; aralıklı uygulanan soğuk uygulamanın, erkek sıçanların hipokampal bağımlı mekânsal belleğini bozduğunu fakat dişi sıçanlarda herhangi bir etkiye neden olmadığını göstermiştir.  Bu, hareketsizlik stresi uygulanan önceki çalışmalardan elde edilen bulgularla benzerdir. Bizim çalışmamızda da, soğuğa maruz kalmış dişi sıçanlar Morris su tankında gizli platformu bulmak için 4 gün boyunca süren testlerde başarılı olmuşlardır ancak soğuğa maruz kalmış erkek sıçanların performansı dişi sıçanlara göre daha az başarılı bulunmuştur. Diğer yönden soğuğa maruz kalmış erkek sıçanların daha hızlı yüzmeleri, bu sıçanların stres altındaki motor becerilerinin arttığını göstermektedir. Ayrıca soğuğa maruz kalmış her iki cinsiyette de anestezi almış yetişkin sıçanlarda hipokampal sinapsların bazal etkinliği değişmez iken soğuğa maruz kalmış erkek sıçanlarda, uzamsal kötü bellek performansının bozulmuş sinaptik plastisite yanıtları ile birlikte olduğu ancak, dişi sıçanlarda sinaptik plastisite yanıtlarının etkilenmediği bulunmuştur.
Sonuç olarak, aralıklı uygulanan soğuk stresin hipokampal bağımlı öğrenme ve bellek performansını her iki cinsiyette farklı şekilde etkilediği gösterilmiştir. Bu farklı etkide cinsiyet hormanlarının katkısının olması muhtemeldir ancak bu konuda daha ileri düzeyde araştırmalara ihtiyaç vardır.

Anahtar kelimeler:  Hipokampüs, uzamsal öğrenme, cinsiyet, soğuk, LTP

Abstract:
Stress is an important factor affecting learning. Hippocampus is a nervous system structure which has an important role in spatial learning and reinforcing memory. Research findings set us thinking that hippocampal constituent has an important contribution to development of the effect of stress on spatial learning and memory. As the role of hippocampus in spatial learning, deterioration induced by cold stress may also differ between female and male gender. The aim of the present study is to investigate the role of gender in spatial learning disorder induced by cold stress application. 
For the present study, 16 male and 16 female 2-3 month aged Wistar rats were used. All rats were reproduced at Erciyes University Hakan Çetinsaya Experimental and Clinical Research Centre. Male rats weighed 130-188 g, female rats weighed 98-145 g and they were fed with tap water and with standard rat food without limitation. Control and cold stress groups were organized as the following: Male control group (n=8), Female control group (n=8), Male chronic cold stress group (n=8), Female chronic cold stress group (n=8). Cold stress was exposed by keeping rats in a +4oC environment for 21 days exposing for 2 hours a day. Rats were placed into stereotaxic roof after anaesthetised with urethane (1.2 g/kg, i.p.). Field potentials, excitatory postsynaptic potential (EPSP) and population spike (PS), from the right dentate gyrus of the hippocampal formation were recorded in response to ipsilateral medial perforant pathway stimulation in urethane- anesthetized rats. Long-term potentiation was induced by tetanic stimulations formed from 4 sets after baseline recording. 
The findings of this study have shown that hypothermia occurred in both female and male rats that were exposed to cold for 2 hours, intermittent cold application was found to deteriorate hippocampal dependent spatial memory in male rats while it did not have any effect on female rats. This finding is similar with previous studies in which stillness stress was applied. In the present study, female rats which were exposed to cold were successful in Morris water tank to find hidden platform for 4 days while performance of male rats which were exposed to cold was less successful than female rats. Faster swimming of male rats which were exposed to cold demonstrates that motor skills increased under stress. It was also found that baseline activity of hippocampal synapses in anaesthetised adult rats of both genders which were exposed to cold did not change while in male rats which were exposed to cold, worse spatial memory performance was associated with dysregulated synaptic plasticity responses and synaptic plasticity responses were not influenced in female rats. 
Consequently, it was demonstrated that intermittently applied cold stress influenced hippocampal dependent learning and memory performance differently in two genders. It is possible to have a contribution of sex hormones in this effect however future studies are needed. 

Keywords:  Hippocampus, spatial memory, gender, cold, LTP