Adolesan sıçanlarda kafein tüketimi ve fiziksel egzersizin hipokampal öğrenme ve davranış üzerine etkisi
Effect of caffeine supplementation during treadmill exercise on hippocampal genes expression levels in adolescent rats
Yazar: FATMA BAKIR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAL MÜSÜROĞLU
Amasya Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Bellek = Memory ; Egzersiz = Exercise ; Ergenler = Adolescents ; Fiziksel aktivite = Physical activity ; Hipokampus = Hippocampus ; Kahve = Coffee ; Sıçanlar = Rats ; Öğrenme = Learning

Özet:
Kafein çoğu yiyecek, içecek, gıda takviyesi ve ilaç bileşiminde bulunan, özellikle gençlerde giderek kullanımı artan psikostimülan bir maddedir. Sinir sistemi üzerinde kafein, adenozin reseptörleri üzerinde antagonistik etki göstererek adenozinin etkisini bloke eder. Kafein dayanıklılığı, performansı ve gücü artıran ergojenik bir bileşik olarak egzersiz üzerinde etkilidir. Egzersiz kişilerin belirli amaç doğrultusunda sağlıklı olmak, zinde kalmak için planladıkları fiziksel aktivitenin alt dalıdır. Düzenli yapılan egzersizin insan vücudunda oluşturduğu yaygın etkilerin yanında öğrenme ve bellek işlevleri üzerine de olumlu etkileri olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada egzersiz uygulaması ile birlikte kafein takviyesinin öğrenme, bellek ve anksiyete davranışı üzerine etkisi araştırıldı. Postnatal 28 günlük, Wistar albino erkek sıçan (n=28); kontrol grubu (K), kafein grubu (Kf), egzersiz grubu (E), kafein+egzersiz grubu (KfE) olacak şekilde rastgele 4 gruba ayrıldı (n=7). Kafein içme suyunda çözdürülerek (0,3 g/L), Kf ve KfE gruplarına 4 haftalık deney prosedürü boyunca verildi. Koşu bandı egzersizi E ve KfE gruplarında, haftada 3 gün olacak şekilde 4 hafta uygulandı. Egzersiz şiddeti 0,5 km/h olarak ayarlandı. Deney prosedürünün ardından sıçanların öğrenme ve bellek performansları Morris Su Tankı Testi (MSTT) ile anksiyete düzeyleri ise açık alan testi ile değerlendirildi. Açık alan testinden sonra anestezi altında dekapite edilen sıçanların beyin dokusundan hipokampus dokusu izole edildi. Real time PCR yöntemi ile hipokampus dokusunda N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptörleri NR2A, NR2B ile beyin kaynaklı nörotrofik faktör (BDNF) gen ekspresyon düzeyleri araştırıldı. MSTT'nde grupların öğrenme ve bellek işlevleri açısından anlamlı farklılık bulunmadı (p>0,05). Açık alan testinde, merkezde geçirilen süre KfE grubunda, merkeze giriş çıkış sayısı E ve KfE gruplarında kontrol grubuna göre daha az olarak bulundu (p<0,05). Hipokampal NR2A, NR2B ve BDNF gen ekspresyon düzeyleri açısından gruplar arasında anlamlı farklılık tespit edilmedi (p>0,05). Egzersiz uygulaması ile birlikte verilen kafeinin anksiyete davranışına neden olduğu ancak öğrenme ve bellek performansı ile hipokampal NR2A, NR2B, BDNF gen ekspresyon seviyelerini adolesan sıçanlarda etkilemediği sonucuna ulaşıldı.

Abstract:
Caffeine is a psychostimulant substance that is found in most foods, beverages, supplements and drugs, and its use is increasing, especially in young people. On the nervous system, caffeine blocks the effect of adenosine by acting antagonistically on adenosine receptors. Caffeine is effective on exercise as an ergogenic compound that increases endurance, performance, and strength. Exercise is a sub-branch of physical activity that people plan to be healthy and fit for a specific purpose. It is known that regular exercise has positive effects on learning and memory functions as well as the widespread effects it creates on the human body. In this study, the effect of caffeine supplementation along with exercise application on learning, memory and anxiety behavior was investigated. Postnatal 28 days old Wistar albino male rat (n=28); they were randomly divided into 4 groups as control group (C), caffeine group (Cf), exercise group (E), caffeine+exercise group (CfE) (n=7). Caffeine was dissolved in drinking water (0,3 g/L) and administered to the Cf and CfE groups throughout the 4-week experimental procedure. The treadmill exercise was applied 3 days a week for 4 weeks in the E and CfE groups. Exercise intensity was set at 0,5 km/h. After the experimental procedure, the learning and memory performances of the rats were evaluated with the Morris Water Maze Test (MWMT), and their anxiety levels were evaluated with the open field test. Hippocampus tissue was isolated from brain tissue of rats decapitated under anesthesia after open field test. N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors NR2A, NR2B and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) gene expression levels were investigated in hippocampus tissue by real-time PCR method. In MWMT, no significant difference was found in terms of learning and memory functions of the groups (p>0,05). In the open field test, the time spent in the center was found to be less in the CfE group, and the number of entering and leaving the center in the E and CfE groups compared to the control group (p<0,05). There was no significant difference between the groups in terms of hippocampal NR2A, NR2B and BDNF gene expression levels (p>0,05). It was concluded that caffeine given with exercise application caused anxiety behavior but did not affect learning and memory performance and hippocampal NR2A, NR2B, BDNF gene expression levels in adolescent rats.