Sabit ışığa uzun süreli maruz kalan sıçanlarda melatonin takviyesi ve farklı egzersiz modellerinin kognitif fonksiyon üzerine etkileri
Effects of melatonin supplementation and different exercise models on cognitive function in LONG-TERM exposure to constant light in rats
Yazar: GÖKÇE EROL
Danışman: PROF. DR. ÖZGÜR KASIMAY ÇAKIR
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Egzersiz = Exercise ; Işık = Light ; Melatonin = Melatonin ; Sirkadiyen ritim = Circadian rhythm ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç: Uzun süreli sabit ışığa maruz kalarak sirkadiyen aritmi oluşturulan sıçanlarda orta şiddetli sürekli egzersiz, yüksek şiddetli aralıklı egzersiz, ekzojen melatonin takviyesinin kognitif fonksiyon üzerindeki olası etkileri araştırıldı.
Gereç ve Yöntem: Sıçanlar kontrol grubu ile birlikte; sedanter, orta şiddetli sürekli egzersiz, yüksek şiddetli aralıklı egzersiz ve bunlara melatonin eklenen gruplar olmak üzere yedi gruba (n=8/grup) ayrıldı. Kontrol grubu aydınlık/karanlık döngüde, diğer hayvanlar aydınlık/aydınlık döngüde barındırıldı. Egzersizler koşu bandında 6 hafta boyunca (5 gün/hafta) gerçekleştirildi ve son 3 hafta sabit ışık protokolü uygulandı. Işık maruziyeti süresince ilgili sıçanlara her gün intraperitoneal melatonin (10 mg/kg) enjeksiyonu yapıldı. Çalışan belleği değerlendirmek için obje tanıma testi, uzamsal belleği değerlendirmek için Y-Maze testi; anksiyete düzeylerini değerlendirmek için delikli levha ve artı labirenti testleri uygulandı. Beyin dokularında biyokimyasal ve histolojik değerlendirmeler yapıldı.
Bulgular ve Sonuç: Kontrol grubu nöron sitoplazmalarının normal hatlara, sedanter grubun piknotik nükleuslara sahip olduğu belirlenmiş; melatonin bu dejeneratif etkileri azaltmıştır. Egzersiz ve melatonin gruplarının dentat girus bölgesi kontrole benzer bulunup, nörogenezde artış izlenirken; CA3 bölgesinde nörogenez yüksek yoğunluklu egzersizle belirgin olarak arttı. Kognitif fonksiyon sürekli ışık maruziyetiyle sedanter hayvanlarda baskılanmışken, melatonin uygulaması ve/veya egzersiz uygulamalarıyla geri dönmüştür (p<0.05). Melatonin ve/veya egzersiz, ışığa maruz kalmayla bozulan uzamsal hafızayı iyileşmiştir (p<0.05-0.001). Anksiyete düzeyi egzersiz uygulamalarıyla azalmıştır (p<0.05-0.01). MPO aktivitesi sirkadiyen aritmi ile artmış, melatonin ile baskılanmıştır (p<0.05-0.001). Sonuçlarımız sirkadiyen aritmi ile baskılanan kognitif fonksiyonun, melatonin ve egzersiz uygulamaları ile iyileştiğini ve nörodejeneratif hasarın toparlandığını düşündürmektedir.

Abstract:
Aim: The possible effects of continuous moderate-intensity training, high-intensity intermittent training, exogenous melatonin supplementation on cognition in rats with circadian arrhythmia caused by long-term constant light exposure were investigated. Material and Method: Rats, including control group, were divided into seven groups (n=8/group); sedentary, moderate-intensity continuous training, high-intensity intermittent training groups and melatonin added groups. Control group was housed in light/dark cycle; other animals were housed in light/light cycle. Exercises were performed on treadmill 5 days/week for 6 weeks, constant light protocol was applied for last 3 weeks. During light exposure, respective rats received daily intraperitoneal injections of melatonin (10 mg/kg). Working memory was evaluated with object recognition test, spatial memory was measured with Y-Maze. Anxiety level was evaluated via hole-board and plus-maze tests. Biochemical, histological evaluations were made in brain tissues.
Results and Conclusion: Neuron cytoplasms of control had normal lines, while sedentary had pycnotic nuclei; degenerative effects were reduced with melatonin. Brain sections of exercise-melatonin combined groups was found to be similar to control, an increase in neurogenesis was observed. Neurogenesis in CA3 was significantly increased in high-intensity exercise. Cognition was suppressed with light exposure, it returned back with melatonin and/or exercise (p<0.05). Melatonin and/or exercise recovered the spatial memory which was declined with light exposure. (p<0.05-0.001). Anxiety level decreased with both exercises (p<0.05-0.01). MPO activity increased with circadian arrhythmia, was suppressed by melatonin (p<0.05- 0.001). Our results reported improvement of suppressed cognition levels, spatial memory with circadian arrhythmia via melatonin and exercise applications, and recovery in neurodegenerative damage.