ARAÞTIRMALAR (Research Reports) DEPRESYON OLUÞTURULAN SIÇANLARDA YAÞIN AÇIK ALAN PARAMETRELERÝNE ETKÝSÝ Effects of age on open field parameters in depression developed rats Ayþegül Küçük 1, Asuman Gölgeli 2, Mustafa Arslan 3 Abstract Purpose: We aimed to study the effects of age on open field parameters after the behavioural despair test, a depression model, in rats. Materials and Methods: Ten young and ten adult male rats were used. Before and after the behavioural depression session, the animals were individually placed in the open field in order to evaluate behavioural parameters. Results: After the behavioural despair test, all parameters in the open field decreased in both young and old rats, although these decreases were not statistically significant in the old rats (p>0.05). In addition, the decreases in grooming and defecation were not statistically significant in the young rats (p>0.05). All parameters increased in young rats compared to the aged rats in the open field. Statistical differences were found only in line crossings, the indicator of locomotor activity (p<0.05). Conclusion: Behavioural despair test can be a depression model for both young and aged rats, although young rats were more sensitive than old rats in this test. Key Words: Aging; Rat; Immobilization; Depression; Behaviour. Özet Amaç: Çalýþmamýzda sýçanlara, deneysel depresyon modellerinden birisi olan davranýþsal ümitsizlik testi uygulayarak, yaþýn açýk alan davranýþ parametrelerine etkisini araþtýrmayý amaçladýk. Gereç ve Yöntem: 10 adet genç ve 10 adet yaþlý erkek sýçana davranýþsal ümitsizlik ve açýk alan testi uygulandý. Davranýþþsal ümitsizlik testi öncesinde ve sonrasýnda hayvanlara açýk alan testi uygulanarak davranýþ parametreleri test edildi. Bulgular: Genç ve yaþlý sýçanlarda davranýþsal ümitsizlik testi sonrasý kaydedilen açýk alan parametrelerinin hepsinde, ümitsizlik testi öncesi uygulanan açýk alan parametrelerine göre azalma gözlendi. Ancak bu azalma yaþlý sýçanlarda istatistiksel olarak anlamlý bulunmadý (p>0.05). Kaþýnma ve defekasyondaki azalma genç sýçanlarda da anlamlý deðildi (p>0.05).yaþlý sýçanlarýn açýk alan test parametrelerinin hepsinde genç sýçanlara göre azalma gözlendi. Ýstatistiksel anlamlýlýk hayvanýn lokomotor aktivitesini gösteren çizgi geçme sayýsýnda ortaya çýktý (p<0.05). Sonuç: Davranýþsal ümitsizlik testi hem genç hem de yaþlý sýçanlar için bir depresyon modeli oluþturabilirken, genç sýçanlarýn bu teste daha duyarlý olduðu, ayrýca yaþla davranýþ parametrelerinin azaldýðý söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Yaþlanma; Sýçan; Hareketsizlik; Depresyon; Davranýþ. 1,2,3 Erciyes Üniversitesi Týp Fakültesi Fizyoloji Anabilimdalý, 38039, Kayseri Geliþ tarihi: 11 Mayýs 2004 110
Ayþegül Küçük, Asuman Gölgeli, Mustafa Arslan GÝRÝÞ Davranýþsal ümitsizlik testi genellikle deney hayvanlarýnda antidepresan etkinliði taramak ve yeni ilaçlarýn antidepresan aktivitelerinin olup olmadýðýný kanýtlamak için geliþtirilmiþ bir yöntemdir (1). Deðiþik ebatlarda hazýrlanan cam silindirlerle hem sýçan hem de farelere uygulanabilir. Cam silindir içerisindeki bulunan suya býrakýlan hayvan kurtulmak için yüzme, sýçrama ve dalma hareketleri yapacak, ancak bir müddet sonra hareketsiz kalacaktýr. Ýmmobilizasyon postürü denilen bu durum insanlarýn kaçamadýklarý depresyon durumuyla eþleþtirilmektedir. Ýmmobilizasyon sýrasýnda santral katekolamin seviyesi azalmakta, serotonerjik aktivite fazla deðiþmemektedir (2). Porsolt ve arkadaþlarý, depresyonun hayvan modeli olarak kullanýlan davranýþsal ümitsizlik testinin sýçanlarda ve farelerde türe baðlý olarak deðiþeceðini göstermiþlerdir (3). Ancak literatürde bu testin antidepresanlarýn etkinliðini araþtýrmak için spesifik bir test olmadýðý da ileri sürülmüþtür (4). Baþka bir çalýþmada da bu test ile yükseltilmiþ artý labirent birlikte kullanýlmýþ, anksiyete ve depresyon iliþkisi araþtýrýlmýþtýr (5). Açýk alan, deney hayvanýnýn emosyonel durumuna göre farklý davranýþ sergilediði ve bu davranýþ parametrelerinin gözlenip, deðerlendirilebildiði basit ama güvenilir bir düzenektir. Her tür deney hayvanýna uygulanabilme kolaylýðý taþýr (6, 7). Sunulan çalýþmada genç ve yaþlý sýçanlarda davranýþsal ümitsizlik testi kullanýlarak oluþturulan depresyonun, açýk alan testiyle gösterilmesi amaçlanmýþtýr. Bunun için erkek sýçanlar davranýþsal ümitsizlik testi öncesinde ve sonrasýnda açýk alan testine alýnmýþtýr. GEREÇ VE YÖNTEM Çalýþmamýzda aðýrlýklarý 160-180 gr. ve 200-250 gr arasýnda deðiþen genç (4 aylýk) ve yaþlý erkek (20 aylýk) Wistar Albino sýçanlar kullanýldý. Hayvanlarýn normal olarak almasý gereken oranda yem ve su ihtiyacý karþýlandý. Açýk alan testi, deney hayvanlarýna davranýþsal ümitsizlik testi öncesi ve sonrasýnda uygulandý. Davranýþsal ümitsizlik testi 15 cm si sýcaklýðý 24±1 C olan su ile dolu, 40 cm yüksekliðinde, 21 cm çapýnda cam bir silindirde yapýldý; her bir hayvandan sonra su deðiþtirildi. Deney hayvanlarý su dolu silindir kabýn içerisine yavaþça býrakýldý ve 15 dakikalýk test süresi içinde ne kadar hareketsiz kaldýðý gözlendi. Sudan çýkarýlan sýçanlar kaðýt havlu yardýmýyla kurutularak sýcak bir ortama býrakýldý (8). Bu þekilde depresyon oluþturulan sýçanlar yaklaþýk 1 saat sonra tekrar açýk alan düzeneðine alýndý. Açýk alan düzeneði zemini 16 eþit kareye bölünmüþ, 100x100x30 cm ebatlarýnda saydam olmayan pleksiglas bir kutudur (7). Dört dakikalýk deney süresi içinde sýçanlarýn çizgi geçme, arka ekstremiteleri üzerinde yükselme, kaþýnma, defekasyon sayýlarý kaydedildi. Sýçanlar bulunduklarý kareyi dört ekstremiteleri ile terk edince bir kare geçmiþ olarak kabul edildi. Her bir hayvandan sonra açýk alan düzeneðinin içi % 20 lik alkolle temizlendi. Davranýþ parametresi olarak belirlenen çizgi geçme, arka ekstremiteleri üzerinde yükselme, kaþýnma, defekasyon sayýlarý istatistiksel açýdan deðerlendirildi. Ayný grup hayvanýn davranýþ parametreleri davranýþsal ümitsizlik testi önce ve sonrasý için Wilcoxon T testi, genç ve yaþlý ratlarýn karþýlaþtýrýlmasý için Mann- Whitney U testi kullanýldý. 111
Depresyon Oluþturulan Sýçanlarda Yaþýn Açýk Alan Parametrelerine Etkisi BULGULAR Genç ve yaþlý sýçanlarda davranýþsal ümitsizlik testi sonrasý kaydedilen çizgi geçme, arka ekstremiteleri üzerinde yükselme, kaþýnma ve defekasyon sayýlarýnda azalma gözlendi. Ancak bu azalma dört parametre için de yaþlý sýçanlarda istatistiksel olarak anlamlý bulunamadý (p>0.05). Genç sýçanlarda davranýþsal ümitsizlik testi sonrasýnda çizgi geçme ve arka ekstremiteleri üzerinde yükselmedeki azalma anlamlý bulunmuþ (p<0.05), ancak kaþýnma ve defekasyondaki azalma anlamlý bulunmamýþtýr (p>0.05). Genç ve yaþlý sýçanlarýn davranýþ parametreleri karþýlaþtýrýldýðýnda test öncesi deðerlerden çizgi geçme ve arka ekstremiteleri üzerinde yükselmede yaþla ortaya çýkan azalma anlamlý (p<0.05), test sonrasý ise sadece çizgi geçme sayýsýndaki azalma anlamlý (p<0.05) bulunmuþtur. Þekil 1. Genç sýçanlarda davranýþsal ümitsizlik testi öncesi ve sonrasýnda açýk alan parametrelerinin ortalama deðerleri. Þekil 2. Yaþlý sýçanlarda davranýþsal ümitsizlik testi öncesi ve sonrasýnda açýk alan parametrelerinin ortalama deðerleri. TARTIÞMA Kemirgen populasyonlarýnda davranýþsal araþtýrmalar genellikle deney hayvanýnýn öðrenme yeteneði, strese verdiði cevaplar ve psikomotor aktivitelerdeki deðiþikliklerle ilgilidir. Deney hayvanlarýnýn duygusal durumunu gözlemek için açýk alan düzeneði (open field area) geliþtirilmiþtir. Bu düzenek þartsýz korku oluþturulan anksiyete modellerinden biridir (6,9). Çünkü böyle bir ortama yerleþtirilen hayvan kendi ortamýndan farklý bir ortamda bulunduðu için huzursuz olacak ve etrafý keþfetme isteði ile lokomotor aktivitesi artacaktýr. Depresyon modeli olarak kullanýlan davranýþsal ümitsizlik testi ilk olarak Porsolt ve arkadaþlarý tarafýndan farelerde geliþtirilmiþtir (10). Bu testte hareketsiz kalma süresini antidepresan aktiviteye sahip ilaçlar kýsaltmakta, anksiyolitikler etkilememekte, major trankilizanlar ve psikostimülanlar ise bu süreyi uzatmaktadýr (1). Depresyonun nörobiyolojisini araþtýrmak amacýyla sýçanlarda davranýþsal ümitsizlik testi uygulanmýþ, santral dopaminerjik ve alfa adrenerjik aktiviteyi arttýran ilaçlar hareketsiz kalma süresini azaltmýþlardýr (2). Katekolamin aktivitesini azaltan ilaçlar ise hareketsiz kalma süresini arttýrmýþtýr. Seratonini inhibe eden ilaçlar bu süreyi etkilememiþtir (2). Ancak bu modelde kafein, triiodotironin ve pentobarbütalde hareketsiz kalma süresini azaltýnca çok uygun bir antidepresan tarama testi olmadýðý sonucuna varýlmýþtýr (4). Erkeklerde immobilizasyon süresinin diþilerden uzun olduðu, hem davranýþsal ümitsizlik testinde hem de açýk alan testinde diþilerin daha aktif olduðu bulunmuþ. Ancak bu iki test arasýnda tam olarak anlamlý bir iliþki saptanmamýþtýr. Diþi sýçanlarda östrous siklusunun (proöstrous, östrous, diöstrous-1 ve diostrous-2) farklý bölümlerinde immobilizasyon süresinin farklý olmadýðý gösterilmiþtir (11). Prasad ve arkadaþlarý anksiyete ve depresyonun biyolojik temelini araþtýrmak amacýyla bir çalýþma yapmýþ ve dehydroepiandesteronun sýçanlarda yüksek dozlarda davranýþsal ümitsizliði azaltýrken, düþük dozlarda etkilemediðini bulmuþtur (12). Ayný yýllarda 112
Ayþegül Küçük, Asuman Gölgeli, Mustafa Arslan Alonso ve ark. da doðum öncesi strese maruz býrakýlan sýçanlarda motor lateralizasyon, davranýþsal ümitsizlik ve dopaminerjik beyin asimetrisi iliþkisini araþtýrarak, yüksek düzeyde davranýþsal ümitsizlik gösteren sýçanlarýn, düþük düzeyde davranýþsal lateralizasyon gösterdiklerini belirtmiþtir (13). Lazarini ve arkadaþlarý davranýþsal ümitsizlik testinde santral sinir sistemi depresaný olan Croton yaðýnýn immobilizasyon süresini artýrdýðýný göstermiþlerdir (14). Davranýþsal ümitsizlik testi ile depresyon oluþturulan fare ve sýçanlarda davranýþsal ve farmakolojik cevapta türler arasýnda da farklýlýklar gösterilmiþtir (3). Anksiyete ve depresyon modeli arasýndaki iliþki, farelerde zorlaþtýrýlmýþ yüzme testi (davranýþsal ümitsizlik testi) ve yükseltilmiþ T- labirentle oluþturulmuþ, ancak aralarýnda bir iliþki gösterilememiþtir. Yükseltilmiþ T-labirent öncesi davranýþsal ümitsizlik testi yapýlýnca anksiyojenik aktivite 1 hafta sonrasýnda da gözlenmiþtir. Davranýþsal ümitsizlik testi uygulayarak depresyon oluþturduðumuz farelerde son 3 dakikayý deðerlendirmeye aldýðýmýzda 4. ve 5. dakikalarda sadece yaþlý erkekler, genç erkeklerden daha uzun süre hareketsiz kalmýþlardýr. Hareketsiz kalma süresinin uzamasý depresif durumun artmasýný gösterir (5,15). Davranýþsal Ümitsizlik testi ile oluþturulan depresyon sonrasýnda bu deðerler hem genç hem de yaþlý sýçanlarda deðiþmiþtir. Bu bulgular davranýþsal ümitsizlik testinin depresyon oluþturmak için sýçanlarda kullanýlabilir bir yöntem olduðunu destekler. Yaþlý ve genç sýçanlar davranýþ parametreleri açýsýndan karþýlaþtýrýldýðýnda, yaþlý sýçanlarýn açýk alan parametrelerinin hepsinde genç sýçanlara göre azalma bulunmuþtur. Bu da yaþla davranýþ parametrelerinin azaldýðýný gösterir. Yaþlanmayla bütün fonksiyonlardaki azalmayla orantýlý olarak lokomotor aktivitenin azalmasý ve strese verilen cevabýn da gençlere göre daha düþük olmasý beklenir. Strese verilen cevaptaki azalma, yaþlý organizmanýn geçmiþinde yaþadýðý stres ile ilgili olabilir. Sonuç olarak, davranýþsal ümitsizlik testi hem genç hem de yaþlý sýçanlar için bir depresyon modeli oluþturabilirken, genç sýçanlarýn bu teste daha duyarlý olduðu söylenebilir.yaþlý sýçanlarýn lokomotor aktiviteleri azalmýþtýr. Yaþlý sýçanlarýn strese verdikleri cevap daha düþüktür. Bizde çalýþmamýzda depresyon modeli oluþturmada kullanýlan davranýþsal ümitsizlik testinin genç ve yaþlý sýçanlarda açýk alan parametrelerini ne þekilde etkilediðini araþtýrmak için testin öncesi ve sonrasýnda deney hayvanlarý açýk alan düzeneðine aldýk. Açýk alan düzeneðinde yaþlý hayvanlarýn lokomotor aktivitesinde azalmayla orantýlý olarak daha az aktif olmalarý, strese daha az cevap vermeleri, daha az duyarlý olmalarý beklenmektedir (6). Çizgi geçme sayýsýndaki azalma lokomotor aktivitedeki azalmayý, arka ekstremiteleri üzerinde yükselmedeki artýþ çevreye ilginin artmasýný ve huzursuzluðu, kaþýnma ve defekasyon sayýnýndaki deðiþiklikler strese verdikleri cevabý gösterir. 113
Depresyon Oluþturulan Sýçanlarda Yaþýn Açýk Alan Parametrelerine Etkisi KAYNAKLAR 1. Porsolt RD, Anton G, Blavet N, et al. Behavioural despair in rats: A new model sensitive to antidepressant treatments. Eur J Pharmacol 1978;47: 379-391. 2. Porsolt RD, Bertin A, Blavet N, et al. Immobility induced by forced swimming in rats: effects of agents which modify central catecholamine and serotonin activity. Eur J Pharmacol 1979; 57:201-210. 3. Porsolt RD, Bertin A, Jalfre M. Behavioural Despair in rats and mice: Strain differences and the effects of imipramine. Eur J Pharmacol 1978;51:291-294. 4. Schechter MD, Chance WT. Non specificity of Behavioural Despair as an animal model of depression. Eur J Pharmacol 1979;60:139-142. 5. Andreatini R, Bacellar LFS. The relationship between anxiety and depression in animal models: a study using the forced swimming test and elevated plus-maze. Braz J Med Biol Res 1999;32:1121-1126. 6. Sprott RL, Eleftheriou BE. Open field behavior in aging inbred mice. Gerontologia 1974;20:155-162. 7. Volke V, Soosaar A, Koks S, et al. 7- Nitroindazole, a nitric oxide synhase inhibitor, has anxiolytic- like properties in exploratory models of anxiety. Psychopharmacology 1997;131:399-405. 8. Deak T, Bellamy C, Agostino L, et al. Behavioral responses during the forced swim test are not affected by anti-inflammatory agents or acute illness induced by lipopolysaccharide. Behav Brain Res 2005;160:125-134. 9. Rodgers RJ, Cao BJ, Dalvi A. Animal models of anxiety: an ethological perspective. Braz J Med Biol Res 1997;30:289-304. 10. Porsolt RD, Bertin A, Jalfre M. Behavioral despair in mice: a primary screening test for antidepressants. Arch Intern Pharmacodyn Therap 1977;225-327. 11. Alonso SJ, Castellano MA, Afonso D, et al. Sex differences in behavioral despair: Relationships between behavioral despair and openfield activity. Physiol Behav 1989;49:69-72. 12. Prasad A, Imamura M, Prasad C. Dehydroepiandesterone decreases behavioral despair in high but not low anxiety rats. Physiol. Behav. 1997;62:1053-1057. 13. Alonso SJ, Navarro E, Santana C, et al. Motor lateralization, behavioral despair and dopaminergic brain asymmetry after prenatal stress. Pharmacol Biochem Behav 1997;58(2):443-448. 14. Lazarini CA, Uema AH, Brandao GMS, et al. Croton zehntneri essential oil: effects on behavioral models related to depression and anxiety. Phytomedicine 2000;477-481. 15. Mantovani M. Matteussi AS. Rodrigues ALS. Antidepressant-like effect of lead in adult mice. Braz. J Med Biol Res 1999;32:1555-1560. 114