تاثیر تمرین هوازی و مصرف کروسین بر بیان ژن bdnf، trkb، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین

زمینه و هدف: فعالیت ورزشی از طریق افزایش عوامل نوروتروفیک و گیرنده‌های آن نقش مهمی در بهبود شکل‌پذیری سلول‌های عصبی مغز دارد. در این پژوهش تاثیر تمرین هوازی و کروسین بر بیان ژن bdnf، trkb، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین بررسی شد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، 40 سر موش صحرایی مادة نژاد ویستار )سن حدود هشت هفته و وزن 140-160 گرم( در پنج گروه کنترل سالم، مت‌آمفتامین، مت‌آمفتامین تمرین هوازی، مت‌آمفتامین و کروسین، مت‌آمفتامین، کروسین و تمرین هوازی قرار گرفتند. 15 میلی‌گرم مت‌آمفتامین به مدت چهار روز هر 12 ساعت به نمونه‌ها داده شد. همچنین دوز مصرفی کروسین 80 میلی‌گرم در هر کیلوگرم وزن بدن حیوانات بود که به‌صورت صفاقی با آب مقطر ترکیب و طی پنج روز تزریق می‌شد. برنامة فعالیت ورزشی هوازی شامل دویدن روی نوار گردان با شیب صفر درصد تا هفتة سوم و شیب پنج درصد از هفتة چهارم تا هفتة هشتم سه روز در هفته به مدت هشت هفته بود. مدت زمان اجرای برنامه تمرین هوازی در جلسات اول 20 دقیقه و در جلسات پایانی به 30 دقیقه افزایش یافت. سرعت انجام برنامه ورزشی از 20 متر در دقیقه در هفته‌های اول به 25 متر در دقیقه در هفته‌های پایانی افزایش یافت. پس از بی‌هوشی، کالبدشکافی انجام گرفت و نمونه‌های بافت قشر مخ گرفته شد. بیان ژن bdnf، trkb، دوپامین و سروتونین قشر مخ با تکنیک ریل تایم با دستگاه rotor gene q اندازه‌گیری شد. به‌منظور بررسی داده‌های رفتاری نیز از آزمون‌های وای میز (y-maze) استفاده شد. داده‌ها به روش تحلیل واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی توکی در سطح معناداری 05/0 p≤ تجزیه‌وتحلیل شد.نتایج: نتایج نشان داد که میانگین بیان ژنbdnf ، trk b، دوپامین و سروتونین قشر مخ در موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین به‌طور معناداری کمتر از گروه کنترل بود (001/0=p). میانگین بیان ژنbdnf ، trk b، دوپامین و سروتونین در گروه‌های مت‌آمفتامین +هوازی، مت‌آمفتامین+ کروسین و مت‌آمفتامین+کروسین +هوازی به‌طور معناداری بیشتر از گروه مت‌آمفتامین بودند (001/0=p). در گروه مت‌آمفتامین+کروسین +فعالیت هوازی بیان ژنbdnf ، trk b، دوپامین و سروتونین به‌طور معناداری بیشتر از گروه‌های مت‌آمفتامین +هوازی و مت‌آمفتامین+ کروسین بود (001/0=p). نتایج در بخش تایید مدل با بررسی داده‌های رفتاری، تفاوت معنا‌داری در میانگین تعداد کل ورود به بازوها و میانگین تناوب غیرتکراری در بین گروه‌های مختلف پژوهش نشان نداد (05/0p).نتیجه‌گیری: نتایج تحقیق حاضر نشان داد که مت‌آمفتامین با کاهش بیان ژن عوامل عصبی در بافت قشر مخ همراه بود. هشت هفته تمرین هوازی، مصرف کروسین و تمرین هوازی به‌همراه مصرف مکمل کروسین می‌تواند اثر محافظت عصبی در موش‌های القاشده با مت‌آمفتامین داشته باشد و به افزایش بیان ژن‌های bdnf ، trk b، دوپامین و سروتونین قشر مخ در موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین کمک کند.

the effect of aerobic exercise and crocin consumption on the gene expression of bdnf, trkb, dopamine, and serotonin in the cerebral cortex of rats induced with methamphetamine

background and purpose: in this study, the effect of aerobic exercise and crocin on the gene expression of bdnf, trkb, dopamine, and serotonin in the cerebral cortex of rats induced with methamphetamine was investigated.materials and methods: in this research, 40 female wistar rats (age, eight weeks; weight 140-160 grams) were divided into five groups including healthy control, methamphetamine, methamphetamine+aerobic exercise, methamphetamine+crocin, methamphetamine+crocin+aerobic exercise. 15 mg of methamphetamine was given to the subjects every 12 hours for four days. moreover, the dose of crocin was 80 mg per kilogram of body weight, which was mixed intraperitoneally with distilled water and injected over five days. the aerobic exercise program included running on a treadmill with a 0% incline until the third week and a 5% incline from the fourth to the eighth week, which was performed three days a week for eight weeks. the duration of the aerobic exercise protocol increased from 20 min in the first sessions to 30 min in the final sessions. furthermore, the speed of running increased from 20 meters per minute in the first weeks to 25 meters per minute in the final weeks. after anesthesia, an autopsy was performed and samples of cerebral cortex tissue were taken. the gene expression of bdnf, trkb, dopamine and serotonin in the cerebral cortex was measured by the real-time technique with the rotor gene q device. y-maze tests were also used to evaluate the behavioral data. the data were analyzed by using one-way analysis of variance and tukey’s post hoc-test at the significance level of p≤0.05. results: the results showed that the mean expression of bdnf, trkb, dopamine and, serotonin genes in the cerebral cortex in rats induced with methamphetamine were significantly lower than the control group (p=0.001). the average expression of bdnf, trkb, dopamine and, serotonin genes in the methamphetamine+aerobic exercise, methamphetamine+crocin and methamphetamine+crocin+aerobic exercise groups were significantly higher than the methamphetamine group (p=0.001). however, methamphetamine+crocin+aerobic exercise group had a significantly higher average expression of bdnf, trkb, dopamine and, serotonin genes compared to methamphetamine+aerobic exercise and methamphetamine+crocin groups (p=0.001). the results in the model validation section by examining the behavioral data, showed no significant differences in the average total number of arms entering and the average non-repetitive frequency among the different groups (p<0.05). however, the comparison between before and after methamphetamine induction shows a significant decrease in the average total number of arms entering and the average of non-repetitive frequency (p<0.0001).                                                                                                                         conclusion: the results of the present research showed that methamphetamine was associated with a decrease in the expression of the genes of neural factors in the cerebral cortex tissue. in addition, eight weeks of aerobic training, consumption of crocin, and aerobic exercise plus crocin supplementation can have a neuroprotective effect in rats induced with methamphetamine, and lead to increases in the expression of bdnf, trkb, dopamine and serotonin genes in the cerebral cortex in rats.