Magnezyum l-treonatın Aß 1-42  peptidi uygulanarak alzheimer modeli oluşturulan sıçanlarda kognitif fonksiyonlar üzerine etkisi
The effect of magnesium l-threonate on cognitive functions in A rat model of Aß 1-42 peptide induced alzheimer's disease
Yazar: SİNEM YAPRAK
Danışman: PROF. DR. SEVİL GÖNENÇ ARDA
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Biliş = Cognition ; Bilişsel işlevler = Cognitive functions ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Magnezyum = Magnesium ; Memantine = Memantine ; Peptidler = Peptides ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Giriş ve Amaç 
Alzheimer hastalığı (AH) demans olgularının büyük bir çoğunluğunu oluşturmaktadır. Tam bir tedavisi bulunmamakla birlikte hastalığın seyrinin bazı tedavi modaliteleri ile yavaşlatılması hedeflenmektedir. Fizyopatolojisinde pek çok mekanizma olmakla birlikte bazı besinsel elementlerin AH için kilit rolü olduğunu savunan çalışmalar bulunmaktadır. Mineraller içerisinde en çok dikkati çeken Alzheimer için potansiyel risk faktörü olan magnezyumdur (Mg) . Mg eksikliği Alzheimer ve  pek çok nörodejeneratif hastalıkla ilişkilidir. Bu çalışmanın amacı  bir  Mg bileşiği olan Magnezyum  L-treonat ile  AH tedavisinde kullanılan bir N-metil D-aspartat ( NMDA ) antagonisti olan memantinin  , ayrı ayrı ve beraber uygulandığında amiloid beta (Aβ) 1-42 peptidi uygulanarak AH oluşturulan sıçanlarda  kognitif fonksiyonlar üzerine olan etkilerinin karşılaştırılmasıdır. 
Yöntem
Bu çalışmada toplam  42 adet  22-24 haftalık sağlıklı erkek Sprague Dawley ırkı sıçanlar kullanılmıştır. Çalışmada 14  günlük kafes arkadaşına alışma periyodunun ardından denekler rastgele kontrol, sham , Alzheimer, Alzheimer + Memantin, Alzheimer + Mg L-treonat , Alzheimer +Memantin + Mg L-treonat olmak üzere 6 gruba ayrılmıştır. Aβ1-42 peptidi AH modeli oluşturulacak olan sıçanlara intraserebroventriküler (ISV) enjeksiyon ile uygulanıp işlemden 2 hafta sonrasında memantin ve Mg L-treonat alacak olan grupların ilaç uygulamaları başlamıştır. Deneyin 45. gününde öğrenme bellek ve anksiyete seviyelerini değerlendirmek için davranış testleri yapılmıştır. Sonrasında denekler sakrifiye edilip hipokampus ve prefrontal kortekste beyin kaynaklı nörotrofik faktör (BDNF), Malondialdehid (MDA) , Total antioksidan kapasitesi (T-AOC), Tümör nekroz faktörü alfa (TNF-α) düzeyleri ölçülmüştür. 
Bulgular
MWM testi 5.günde  Alzheimer grubunun kontrol grubuna  göre platform alanında geçirdiği sürenin azaldığı görüldü. (p<0,01).Alzheimer grubunda kontrole göre hipokampus ve prefrontal korteks dokularından bakılan MDA ve TNF-α seviyelerinin arttığı TAOC ve BDNF seviyelerinin ise azaldığı gözlendi.ALZ +Memantin ve ALZ +Mg L-treonat gruplarında Alzheimer grubuna kıyasla hipokampus BDNF düzeylerinin yükseldiği görülmüştür (p<0,05)  .ALZ + Memantin +Mg L-treonat grubunda  ise Alzheimer grubuna kıyasla hipokampus BDNF düzeyleri artarak kontrol grubunun BDNF seviyesine ulaştığı saptanmıştır (p<0,0001). ALZ +Memantin ,ALZ +Mg L-treonat ve ALZ +Memantin + Mg L-treonat gruplarının hipokampus MDA düzeyleri Alzheimer grubuna kıyasla azaldı  (p<0,05). Alz+ Mem +Mg L-treonat grubunda hipokampus ve prefrontal korteks T-AOC düzeyleri Alzheimer grubuna göre yükselmiştir (p<0,05).ALZ +Mem , ALZ+Mg L-treonat  ve ALZ+ Mem + Mg L-treonat gruplarının hipokampus ve prefrontal korteks TNF-α  düzeyleri Alzheimer grubuna göre  anlamlı olarak azaldığı görüldü.
Sonuç 
Bu çalışmada Aß 1-42   peptidi uygulanarak AH modeli oluşturulan sıçanlarda  Memantin ve Mg L-treonatın beraber verilmesinin  ayrı ayrı verilmesine göre kognitif fonksiyonları daha olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Bunu yanında çalışmamızda Aß 1-42   peptidi uygulanması ile indüklenen oksidatif stresin Memantin ve Mg L-treonatın birlikte verilmesi ile  gerilediği görülmüştür. Literatürde AH modeli oluşturulan sıçanlarda Memantin ve Mg L-treonatın ayrı ayrı uygulandığı çalışmalara rastlanmıştır ve bu çalışmada her ikisinin kombine etkisinin değerlendirilmesi çalışmanın özgün değerini oluşturmaktadır. Bu anlamda  Mg L-treonatın Alzheimer hastalarında Memantin tedavisiyle birlikte uygulanması tedavi etkinliğini arttıracaktır. Çalışma sonuçlarımızın bu alanda  yeni deneysel araştırma ve çalışmalara ışık tutabileceği düşünülmektedir.
Anahtar Sözcükler :Alzheimer ,Magnezyum L-treonat, Memantin, Aß 1-42 peptid, sıçan

Abstract:
Introduction and Aim 

Alzheimer's disease constitutes the majority of demensia cases. Although there is no complete cure ,it is aimed to slow down the prognosis of the disease with some treatment modalities.There are many mechanisms in its physiopathology with these mechanisms also there are studies support that some nutritional elements play a key role in Alzheimer's disease.Among the minerals , magnesium is the most prominent potential risk factor for Alzheimer's. Magnesium deficiency is associated with Alzheimer's and many neurodegenerative diseases. The aim of this study is to compare the effects of magnesium L-threonate, a magnesium compound, and memantine, an NMDA antagonist used in the treatment of Alzheimer's disease, when administered separately or together on cognitive functions in a rat model of Aß 1-42 peptide induced Alzheimer's.

Method
Fourty two adult male Sprague Dawley rats were used in this study. In the study, after 14 days of habituation period the rats were randomly divided into six groups as control, sham ,Alzheimer, Alzheimer+ Memantine ,Alzheimer + Magnesium L-threonate and Alzheimer +Memantine +Magnesium L-threonate. Aβ1-42 peptide was administered by intracerebroventricular injection to rats to be modeled Alzheimer's disease, and drug administration was started for the groups that would receive memantine and magnesium L-threonate 2 weeks after the procedure. On the 45th day of the experiment, behavioral tests were administered to the rats to assess learning, memory and anxiety levels. Afterwards, the subjects were sacrificed and BDNF, MDA, T-AOC, TNF-α levels were measured in the hippocampus and prefrontal cortex.
Findings
On the 5th day of the MWM test, it was observed that the time spent in the platform area of the Alzheimer group decreased compared to the control group (p<0.01). It was observed that MDA and TNF-α levels in the hippocampus and prefrontal cortex tissues increased in the Alzheimer group compared to the control group, while TAOC and  BDNF levels decreased. In the Alz + Memantine and ALZ + Mg L-threonate groups, hippocampus BDNF levels were found to be increased compared to the Alzheimer group (p<0.05). In the Alz + Memantine + Mg L-threonate group, hippocampus BDNF levels increased and reached the BDNF levels of control group ( p<0,0001). Hippocampal MDA levels of ALZ + Memantine , ALZ + Mg L-threonate and ALZ + Memantine + Mg L-threonate groups were decreased compared to Alzheimer group ( p<0.05). Hippocampus and prefrontal cortex T-AOC levels were higher in the Alz+ Mem + Mg L-threonate group compared to the Alzheimer group (p<0.05). It was observed that the hippocampus and prefrontal cortex TNF-α levels of ALZ + Memantine , ALZ + Mg L-threonate and ALZ + Memantine + Mg L-threonate groups were significantly decreased compared to the Alzheimer group.
Results
In this study, it was observed that the administration of Memantine and Mg L-threonate together in the rats that  Aß 1-42 peptide induced AD model ,had a more positive effect on cognitive functions than administration separately. In addition, it was observed that the oxidative stress induced by the application of Aß 1-42 peptide regressed with the co-administration of Memantine and Mg L-threonate. Studies in which Memantine and Mg L-threonate were applied separately in AD rat models were found in the literature and  in this study the evaluation of the combined effect of both ,constitutes the original value of the study. In this sense, the application of Mg L-threonate together with Memantine treatment in Alzheimer's patients will increase the effectiveness of the treatment. It is thought that our study results can shed light on new experimental research and studies in this field.
Keywords: Alzheimer ,Mg L-threonate, Memantine, Aß 1-42 peptide, rat