Sıçanlarda midazolamın nörokognitif fonksiyonlar üzerindeki olumsuz etkisinin melatonin ön tedavisi ile önlenmesi
Prevention of the negative effect of midazolam on neurocognitive functions in rats by melatonin pre-treatment
Yazar: İBRAHİM KUZU
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN ALP ALPTEKİN
Sağlık Bakanlığı / Ankara Etlik Şehir Hastanesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation

Özet:
Sedasyon amacıyla yaygın kullanılan midazolamın, santral sinir sistemini dolayısıyla öğrenme ve belleği olumsuz etkileyebileceği hipotezinden yola çıkarak midazolamın öğrenme ve bellek fonksiyonları üzerine olumsuz etkisinin melatonin ön tedavisi ile önlenebilirliğini araştırdık.
Çalışma, Başkent Üniversitesi Hayvan Deneyleri Etik Kurulu Yönergesi kurallarına uygun olarak, prospektif ve kontrollü düzende gerçekleştirildi. Çalışmada 11 aylık, ağırlıkları 295-486 gr arasında değişen, erişkin, 28 adet Wistar-Albino erkek sıçan kullanıldı. Başkent Üniversitesi Hayvan Araştırma Merkezinde 3 günlük standart beslenme ve bakımın ardından 4 gün boyunca yapılan Barnes Labirenti aracılığıyla bilişsel performans düzeylerine göre sınıflandırılan sıçanlardan rastgele olarak 4 homojen grup oluşturuldu; kontrol (n=7), midazolam (n=7), melatonin (n=7) ve midazolam+melatonin (n=7). Bu aşamada Yeni Nesne Tanıma (YNT) testinin habituation (uyum/alıştırma) ve training (deneme) aşamaları tamamlandıktan sonra ilaç enjeksiyonları yapıldı ve ilaç uygulamasından 24 saat sonra öğrenme ve bellek işlevlerinin etkilenmesine yönelik deneylere başlandı. İlk olarak Yeni Nesne Tanıma testinin testing (test/deney) aşaması yapıldı ve aynı gün Morris Su Labirenti (MSL) deneylerine başlanarak ardışık 5 gün boyunca MSL deneyi yapıldı. Sıçanların 5 gün boyunca Morris su tankı içinde gizlenmiş platformu bulma süreleri öğrenme fonksiyonunu değerlendirmek için, 14. günde ise bellek fonksiyonunu değerlendirmek için kaydedildi ve veriler istatistiksel olarak değerlendirilerek yorumlandı.
İlaç uygulamasından önce yapılan Barnes labirenti deneylerinden elde edilen bulgular, sıçanlarda bazal uzaysal öğrenme-bellek işlevinin mevcut olduğunu, yani deney hayvanlarının öğrenme ve hatırda tutma performanslarının yeterli düzeyde olduğunu kanıtladı. İlaç uygulamasından sonra yapılan YNT testinde eski ve yeni nesneye gösterilen süreler arasında anlamlı bir fark bulunmadı ancak ayrım indeksinde, kontrol grubuna göre midazolam grubundaki azalma eğilimi ve bu azalmanın melatonin uygulanan gruplarda olmaması dikkat çekici bulundu. Gruplarda Morris labirentinde ardışık dört gün boyunca kaçış platformunu bulma süreleri kaydedildi; midazolam grubunda yer alan sıçanların MSL performansının tüm süreç boyunca diğer gruplardan daha kötü olduğu ve melatonin grubundaki sıçanların 4 günlük süreçte diğer gruplara göre daha kısa sürede kaçış platformunu buldukları kaydedildi; ancak tüm bu verilerde istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadı. MSL prob deneyinde sıçanların hedef kadrana ilk giriş süresi ve hedef kadranda geçirdikleri süre açısından gruplar arasında anlamlı bir fark bulunmadı ancak melatonin uygulanan gruplarda yer alan sıçanların, diğer gruplara göre hedef kadranda daha uzun süre geçirmiş oldukları bulgusu dikkat çekici bulundu.
Sedasyon amaçlı kullanılan midazolamın öğrenme ve bellek sürecine etkisini ve melatonin ön uygulamasının bu sürece katkısını araştırdığımız çalışmamızda; mevcut midazolam ve melatonin dozlarında, melatoninin belirgin bir nöroprotektif etkisi kanıtlanamamış olmakla birlikte; daha fazla deney hayvanıyla, farklı dozlarda ve farklı sürelerde yapılacak yeni çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
We investigated the potential mitigating effect of melatonin pretreatment on the negative impact of midazolam on learning and memory functions, based on the hypothesis that midazolam, commonly used for sedation, could adversely affect the central nervous system, including learning and memory.
The study was conducted in accordance with the guidelines of the Başkent University Animal Experimentation Ethics Committee, using a prospective and controlled design. Twenty-eight adult male Wistar-Albino rats, aged 11 months and weighing between 295-486 grams, were employed. Following a three-day period of standard feeding and care at the Başkent University Animal Research Center, the rats were classified into four homogeneous groups based on their cognitive performance levels assessed through the Barnes Maze test, which was conducted for four consecutive days: control group (n=7), midazolam group (n=7), melatonin group (n=7), and midazolam+melatonin group (n=7). After the habituation and training phases of the Novel Object Recognition (NOR) test, drug injections were administered, and experiments assessing the impact on learning and memory functions were initiated 24 hours after drug administration. The testing phase of the NOR test was performed first, followed by the Morris Water Maze (MWM) experiments, which were conducted for five consecutive days. The time taken by the rats to find the hidden platform in the Morris water tank over the course of five days was recorded to evaluate their learning function. On the 14th day, the same rats were tested to evaluate their memory function, and the data were analyzed statistically and interpreted.
The findings obtained from the Barnes Maze experiments conducted prior to drug administration demonstrated the presence of basal spatial learning and memory function in the rats, indicating that the experimental animals had sufficient learning and retention performance. In the post-drug administration NOR test, no significant difference was found in the duration of exploration between the familiar and novel objects. However, a noticeable reduction in the discrimination index in the midazolam group, compared to the control group, and the absence of this reduction in the melatonin-treated groups were observed. During the four consecutive days of the MWM, the escape latencies to find the platform were recorded for each group. The rats in the midazolam group exhibited poorer MWM performance throughout the process compared to the other groups, while the rats in the melatonin group found the escape platform in a shorter time than the other groups over the four-day period. However, no statistically significant difference was observed in these data. In the MWM probe trial, there was no significant difference among the groups in terms of the time of first entry into the target quadrant and the time spent in the target quadrant. However, it was noteworthy that the rats in the melatonin-treated groups spent a longer duration in the target quadrant compared to the other groups.
In our study investigating the impact of midazolam, commonly used for sedation, on the learning and memory processes, as well as the contribution of melatonin pretreatment, it was not possible to demonstrate a significant neuroprotective effect of melatonin at the given doses. Further studies with a larger number of experimental animals, different doses, and varying durations are needed.