Đánh giá tác dụng của scopolamine lên khả năng học tập và trí nhớ không gian của chuột nhắt qua bài tập mê lộ nước

T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016<br /> <br /> ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CỦA SCOPOLAMINE LÊN KHẢ NĂNG<br /> HỌC TẬP VÀ TRÍ NHỚ KHÔNG GIAN CỦA CHUỘT NHẮT<br /> QUA BÀI TẬP MÊ LỘ NƯỚC<br /> Cấn Văn Mão*; Đinh Quốc Bảo*<br /> TÓM TẮT<br /> Mục tiêu: đánh giá tác dụng của scopolamine đến khả năng học tập và trí nhớ không gian<br /> chuột nhắt thông qua bài tập mê lộ nước (Morris water maze). Đối tượng và phương pháp:<br /> chuột nhắt trắng, giống đực, khỏe mạnh, 10 - 12 tuần tuổi được chia ngẫu nhiên thành 3 nhóm:<br /> uống NaCl 0,9% và tiêm scopolamine: scop 0.5 (0,5 mg/kg), scop 1.0 (1 mg/kg), scop 1.5 (1,5 mg/kg)<br /> và nhóm chứng (uống và tiêm NaCl 0,9%). Kết quả: ở bài tập mê lộ nước, scopolamine liều 0,5;<br /> 1 và 1,5 mg/kg/ngày làm tăng thời gian và quãng đường tìm thấy bến đỗ ở chuột thí nghiệm so<br /> với chuột chứng (từ ngày 1 đến ngày 7), đồng thời giảm thời gian chuột bơi trong góc phần tư<br /> trước đây có đặt bến đỗ (ngày 8). Kết luận: kết quả nghiên cứu này có thể dùng làm tiền đề cho<br /> các nghiên cứu về thuốc, phương pháp cải thiện trí nhớ trên động vật thực nghiệm.<br /> * Từ khóa: Scopolamine; Bài tập mê lộ nước; Trí nhớ; Học tập.<br /> <br /> Investigate Effects of Scopolamine on Learning Ability and Spatial<br /> Memory in Mice by Using Morris Water Maze Test<br /> Summary<br /> Objectives: To assess the effect of scopolamine on learning ability and spatial memory in<br /> mice in Morris water maze. Subjects and methods: 80 male, healthy mice (10 - 12 weeks of<br /> age) were randomly divided into 3 scopolamine groups (0.5, 1.0 and 1.5 mg/kg scopolamine,<br /> respectively, i.p) and the control group (saline, i.p). Results: In Morris water maze, scopolamine<br /> (dose of 0.5 mg; 1 mg and especially 1.5 mg/kg/day, i.p) increased escape latencies and<br /> swimming distance in scopolamine-treated group compared to controls (from 1st to 7th day),<br /> while reducing the swimming time within the platform quadrant (day 8). Conclusion: These<br /> results can apply for medical researches on memory improvement in experimental animals.<br /> * Key words: Scopolamine; Morris water maze; Memory; Learning.<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Suy giảm trí nhớ khá phổ biến ở người<br /> cao tuổi, khoảng 50 - 60% tổng số<br /> trường hợp với người > 65 tuổi bị bệnh<br /> Alzheimer [6], do đó nhiều nghiên nhằm<br /> tìm ra các hợp chất có khả năng điều trị<br /> hoặc hỗ trợ căn bệnh này. Hiện nay,<br /> nhiều mô hình gây tổn thương trí nhớ<br /> <br /> kiểu trong bệnh Alzheimer trên động vật<br /> thực nghiệm theo các cơ chế khác nhau<br /> như sử dụng hóa chất, gây tổn thương<br /> các vùng não, biến đổi gen [1].<br /> Scopolamine, chất đối kháng thụ thể<br /> acetylcholine, được cho là làm suy giảm<br /> quá trình nhận thức, học tập, đặc biệt là<br /> nhận thức và trí nhớ không gian [7].<br /> <br /> * Học viện Quân y<br /> Người phản hồi (Corresponding): Cấn Văn Mão (canvanmao2011@gmail.com)<br /> Ngày nhận bài: 30/09/2016; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 10/11/2016<br /> Ngày bài báo được đăng: 21/11/2016<br /> <br /> 25<br /> <br /> T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016<br /> Sử dụng scopolamine gây suy giảm trí<br /> nhớ là một trong những mô hình được áp<br /> dụng cho thử nghiệm các thuốc cải thiện<br /> trí nhớ theo cơ chế kháng enzym<br /> acetylcholinesterase [3, 9]. So với những<br /> mô hình khác, mô hình này có ưu điểm là<br /> dễ thực hiện (tiêm scopolamine vào phúc<br /> mạc), tỷ lệ và khả năng sống sót của chuột<br /> cao. Bài tập mê lộ nước được Richard G.<br /> Morris mô tả năm 1981 [8] để đánh giá về<br /> học tập, trí nhớ không gian và trí nhớ dài<br /> hạn trên động vật, do một số đặc điểm như:<br /> không cần huấn luyện trước, có độ tin cậy<br /> cao khi thay đổi cấu hình của dụng cụ, quy<br /> trình thí nghiệm và có thể thực hiện trên<br /> nhiều loài (chuột, khỉ…).<br /> Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài<br /> này nhằm: Đánh giá ảnh hưởng của<br /> <br /> scopolamine đến khả năng học tập và trí<br /> nhớ không gian của chuột nhắt trắng<br /> thông qua bài tập mê lộ nước.<br /> ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> 1. Đối tượng nghiên cứu.<br /> Chuột nhắt trắng, giống đực, khỏe<br /> mạnh, 10 - 12 tuần tuổi, trọng lượng 25 30 g do Ban Cung cấp Động vật Thí<br /> nghiệm, Học viện Quân y cung cấp.<br /> Chuột được chăm sóc và nuôi trong<br /> phòng thoáng mát, ăn uống đầy đủ, chu<br /> kỳ sáng tối duy trì 12/12 giờ.<br /> Chia 80 chuột thành 4 nhóm: scop 0.5,<br /> scop 1.0, scop 1.5 và nhóm chứng (mỗi<br /> nhóm 20 chuột).<br /> <br /> 2. Phương tiện và hóa chất.<br /> * Phương tiện:<br /> - Buồng thực nghiệm được quây bằng vải đen có kích thước 150 x 150 x 150 cm để<br /> cách ly với môi trường xung quanh, tránh yếu tố gây nhiễu.<br /> - Mê lộ nước (Morris water maze): bể nước bằng tôn, hình tròn, sơn đen, đường<br /> kính 75 cm, cao 35 cm. Bến đỗ: vị trí để chuột có thể dừng chân, đó là một miếng<br /> nhựa, có chân đế, cao 28 cm, đường kính 5 cm, đặt tại một vị trí cố định ở trung tâm<br /> một góc phần tư 1 trong bể nước, mặt bến đỗ chìm cách mặt nước 1 cm (hình 1).<br /> <br /> Bến đỗ<br /> <br /> Hình 1: Mê lộ nước.<br /> * Hóa chất:<br /> - Dung dịch NaCl 0,9% do Euro-Med (Philippine) sản xuất.<br /> - Scopolamine: scopolamine hydrobromid trihydrate (Sigma Aldrich).<br /> 26<br /> <br /> T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016<br /> 3. Phương pháp nghiên cứu.<br /> * Sử dụng thuốc:<br /> Tiêm vào màng bụng mỗi chuột (30<br /> phút trước khi bắt đầu bài tập, 1 gam cân<br /> nặng tương ứng với thể tích tiêm là 0,01<br /> ml dung dịch).<br /> Bảng 1:<br /> Nhóm<br /> Lô chứng<br /> Lô scop 0,5 mg<br /> Lô scop 1 mg<br /> Lô scop 1,5 mg<br /> <br /> Tiêm<br /> NaCl 0,9%<br /> Scopolamine liều 0,5 mg<br /> (0,01 ml/g thể trọng)<br /> Scopolamine liều 1 mg<br /> (0,01 ml/g thể trọng)<br /> Scopolamine liều 1,5 mg<br /> (0,01 ml/g thể trọng)<br /> <br /> Chuột được sử dụng thuốc cùng một<br /> thời điểm trong ngày, từ ngày 1 đến ngày 7.<br /> * Quy trình thực hiện bài tập mê lộ<br /> nước Morris:<br /> Chia động vật làm các nhóm, mỗi chuột<br /> đánh số khác nhau. Động vật thả cho bơi<br /> tự do trong bể nước không có bến đỗ để<br /> làm quen trong 60 giây. Sau 1 ngày tiến<br /> hành thử nghiệm với từng động vật.<br /> - Từ ngày 1 đến ngày 7:<br /> + Thả chuột vào mê lộ nước tại các<br /> góc ngẫu nhiên từ 1 - 4 đã quy ước, đầu<br /> động vật hướng vào thành mê lộ, ở vị trí<br /> giữa của một góc phần tư. Ghi lại khi thả<br /> động vật ở từng góc phần tư.<br /> + Khi động vật tìm thấy bến đỗ, để lại<br /> đó 10 giây. Sau đó nhấc động vật ra, đặt<br /> vào hộp đựng khăn thấm nước, cho nghỉ<br /> 60 giây, tiếp tục thao tác này với 3 góc<br /> còn lại.<br /> + Thời gian kiểm định 1 lần thả động<br /> vật là 60 giây, hết 60 giây nếu không tìm<br /> <br /> thấy bến đỗ thì nhấc động vật lên bến đỗ<br /> 10 giây.<br /> - Ngày thứ 8:<br /> + Bỏ bến đỗ, thả chuột vào mê lộ nước<br /> trong 120 giây từ góc đối diện với góc đặt<br /> bến đỗ trước đây. Sau đó nhấc chuột ra<br /> và tiến hành với những chuột tiếp theo.<br /> + Toàn bộ hoạt động của chuột trong<br /> bài tập được ghi hình và phân tích tự<br /> động bằng phần mềm Any maze<br /> (Stoelting, Mỹ).<br /> * Các chỉ số nghiên cứu:<br /> - Thời gian và quãng đường chuột bơi<br /> từ khi thả vào mê lộ đến khi tìm được bến<br /> đỗ (ngày 1 đến ngày 7).<br /> - Thời gian chuột bơi trong góc phần<br /> tư trước đây đặt bến đỗ (ngày 8).<br /> * Xử lý số liệu:<br /> Kết quả nghiên cứu sau khi phân tích<br /> được xuất ra dưới dạng file excel. Tính<br /> toán số liệu giá trị trung bình, độ lệch<br /> chuẩn, lập bảng và so sánh thống kê giữa<br /> các thông số thu được giữa các nhóm<br /> chuột bằng phần mềm SPSS 16.0.<br /> KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ<br /> BÀN LUẬN<br /> Trong bài tập này, chúng tôi tiến hành<br /> qua hai giai đoạn: giai đoạn học tập hình<br /> thành trí nhớ (từ ngày 1 đến 7) và giai<br /> đoạn gợi lại trí nhớ (ngày thứ 8). Thời<br /> gian và quãng đường chuột bơi trong mê<br /> lộ nước từ khi thả đến khi tìm thấy bến đỗ<br /> (từ ngày 1 đến 7) là các thông số thể hiện<br /> khả năng học tập hình thành trí nhớ của<br /> động vật (acquisition memory). Thời gian<br /> chuột bơi trong góc phần tư trước đây đặt<br /> bến đỗ (ngày thứ 8) là thông số thể hiện<br /> khả năng gợi lại trí nhớ đã hình thành<br /> trong quá trình học tập.<br /> 27<br /> <br /> T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016<br /> 1. Thời gian tìm thấy bến đỗ.<br /> <br /> Hình 2: Thời gian chuột bơi đến khi tìm thấy bến đỗ.<br /> Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian<br /> tìm được bến đỗ của chuột ở tất cả các<br /> nhóm đều có xu hướng giảm dần từ ngày<br /> 1 đến ngày 7. Có sự khác biệt đáng kể về<br /> thời gian chuột bơi khi tìm thấy bến đỗ<br /> theo ngày (phân tích two way ANOVA<br /> repeated) nhận thấy [F (4.152, 74.731) =<br /> 30.041, p < 0,001] và theo nhóm<br /> [F (2.651, 47.711) = 23.057, p < 0,001],<br /> nhưng không có tương tác giữa hai yếu<br /> tố này lên sự khác biệt về thời gian chuột<br /> bơi đến khi tìm thấy bến đỗ.<br /> So sánh thời gian tìm thấy bến đỗ<br /> (phân tích one way ANOVA) giữa các<br /> <br /> nhóm scopolamine với nhóm chứng trong<br /> cùng môt ngày thấy: chuột thuộc nhóm<br /> scop 0,5 cần nhiều thời gian bơi hơn để<br /> tìm thấy bến đỗ so với chuột thuộc nhóm<br /> chứng ở ngày 1 và ngày 6 (p < 0,05).<br /> Chuột thuộc nhóm scop 1,0 cần nhiều<br /> thời gian để tìm thấy bến đỗ hơn so với<br /> chuột thuộc nhóm chứng ở ngày 6 và<br /> ngày 7 (p(6) < 0,05, p(7) < 0,01). Chỉ số này<br /> của nhóm scop 1,5 ở ngày 1 đến 7 dài<br /> hơn so với nhóm chứng (p (1) < 0,01, p(2 ÷ 7)<br /> < 0,001). (p(n): so sánh thời gian ở ngày n<br /> giữa nhóm).<br /> <br /> 2. Quãng đường tìm thấy bến đỗ.<br /> <br /> Hình 3: Quãng đường chuột bơi đến khi tìm thấy bến đỗ.<br /> 28<br /> <br /> T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 9-2016<br /> Kết quả nghiên cứu cho thấy: có sự<br /> khác biệt đáng kể về quãng đường chuột<br /> bơi đến khi tìm thấy bến đỗ theo ngày<br /> (phân tích two way ANOVA repeated)<br /> [F (4.073, 73.306) = 14.769, p < 0,001] và<br /> theo nhóm (cách điều trị) [F (2.734,<br /> 49.208) = 13.281, p < 0,001], nhưng<br /> không có tương tác giữa hai yếu tố này<br /> lên sự khác biệt về quãng đường chuột<br /> bơi đến khi tìm thấy bến đỗ.<br /> So sánh quãng đường tìm thấy bến đỗ<br /> (phân tích one way ANOVA) giữa các<br /> nhóm scopolamine với nhóm chứng trong<br /> Scop 1.5<br /> <br /> cùng một ngày thấy: chuột thuộc nhóm<br /> scop 0,5 có quãng đường bơi đến khi tìm<br /> thấy bến đỗ dài hơn so với nhóm chứng<br /> ở các ngày 1, 2 và ngày 6, 7 (p(1 và 2)<br /> < 0,05, p(6 và 7) < 0,01). Chuột thuộc nhóm<br /> scop 1,0 có quãng đường bơi đến khi tìm<br /> thấy bến đỗ dài hơn so với nhóm chứng<br /> ở các ngày 1, 3, 6, 7 (p(1 và 3) < 0,05, p(6)<br /> < 0,01, p(7) < 0,001). Chỉ số này của nhóm<br /> scop 1,5 ở ngày 1, 2 ngày 4 đến 7 dài<br /> hơn so với nhóm chứng (p(2) < 0,05, p(1 và 5)<br /> < 0,01, p(4,6 và 7) < 0,001). (p(n): so sánh<br /> quãng đường ở ngày n giữa các nhóm).<br /> <br /> Scop 1.0<br /> <br /> Scop 0.5<br /> <br /> Chứng<br /> <br /> Ngày 1<br /> <br /> Ngày 7<br /> <br /> Hình 4: Hình ảnh đường bơi của chuột ở ngày 1 và 7 theo nhóm.<br /> 3. Thời gian chuột bơi trong góc phần tư trước đây đặt bến đỗ.<br /> Bảng 2: Thời gian (giây) chuột bơi trong góc phần tư 1 ở ngày 8<br /> Chỉ số<br /> <br /> .<br /> <br /> n<br /> <br /> Góc 1 (1)<br /> <br /> Góc 2 (2)<br /> <br /> Góc 3 (3)<br /> <br /> Góc 4 (4)<br /> <br /> p<br /> <br /> Chứng<br /> (a)<br /> <br /> 20<br /> <br /> 37,33 ± 8,63<br /> <br /> 30,90 ± 9,88<br /> <br /> 26,84 ± 7,32<br /> <br /> 25,10 ± 8,34<br /> <br /> p1,3 < 0,05<br /> p1,4 < 0,01<br /> <br /> Scop 0.5<br /> (b)<br /> <br /> 19<br /> <br /> 35,12 ± 7,64<br /> <br /> 36,65 ± 12,59<br /> <br /> 24,12 ± 6,32<br /> <br /> 20,11 ± 8,27<br /> <br /> p1,3 < 0,01<br /> p1,4 < 0,01<br /> <br /> Nhóm<br /> <br /> Scop 1.0 (c)<br /> <br /> 19<br /> <br /> 34,38 ± 8,73<br /> <br /> 31,42 ± 8,70<br /> <br /> 29,52 ± 7,46<br /> <br /> 24,67 ± 6,36<br /> <br /> p1,4 < 0,01<br /> <br /> Scop 1.5 (d)<br /> <br /> 24<br /> <br /> 26,71 ± 7,87<br /> <br /> 33,91 ± 10,13<br /> <br /> 31,82 ± 7,01<br /> <br /> 22,55 ± 7,28<br /> <br /> p1,2 < 0,01<br /> <br /> pa,d < 0,01<br /> pb,d < 0,01<br /> pc,d < 0,01<br /> <br /> > 0,05<br /> <br /> > 0,05<br /> <br /> > 0,05<br /> <br /> p<br /> <br /> 29<br /> <br />