اثر بهبودبخشی پیکنوژنول بر اختلال حرکتی و رفتار اضطرابی در مدل تجربی بیماری پارکینسون القا شده با 6- هیدروکسی دوپامین (6-OHDA) در موش نر نژاد NMRI

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه فیزیولوژی-فارماکولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران

3 گروه اپیدمیولوژی، مرکز تحقیقات بیماری های غیرواگیر، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران

4 گروه زیست شناسی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

چکیده

با توجه به نقش عوامل اکسیدان در پاتوژنز بیماری پارکینسون، در این مطالعه اثر تجویز ترکیب پیکنوژینول، به عنوان آنتی­اکسیدان، بر بهبود عملکرد حرکتی و رفتار اضطرابی در مدل تجربی بیماری پارکینسون بررسی شد. چهل سر موش­ کوچک آزمایشگاهی نر نژاد NMRI به صورت تصادفی در 5 گروه 8 نایی تقسیم شدند: گروه کنترل سالین 3 میکرولیتر محلول نرمال سالین حاوی 1/0 درصد اسید آسکوربیک، به عنوان حلال 6-OHDA، را به صورت یک­طرفه در داخل استریانوم چپ دریافت کردند. گروه تیمار که سم 6-OHDA حاوی 1 درصد اسید اسکوربیک به میزان 3 میکروگرم/میکرولیتر را به صورت داخل استریاتوم سمت چپ دریافت نمودند، سپس آب مقطر، به عنوان حلال پیکنوژنول، را به مدت 7 روز به صورت گاواژ دریافت کردند (گروه لیژن یا ضایعه). گروه­های تیمار ترکیب پیکنوژنول را با دوز­های 10، 20 و 30  میلی­گرم/کیلوگرم به صورت گاواژ به مدت 7 روز دریافت کردند. 7 روز بعد از تزریق توکسین 6-OHDA در استریاتوم چپ با روش استرئوتاکسی و ایجاد مدل پارکینسون، جهت تایید آسیب نورون­های ناحیه استریاتوم از تست آپومورفین و اندازه گیری میزان چرخش حیوانات استفاده شد. همچنین میزان کاتالپسی یا سختی عضلانی با روش تست بار و رفتار اضطرابی با تست ماز صعودی (EPM) سنجیده شدند. بررسی تعداد کل چرخش در تست آپومورفین، کاهش معنی­داری را گروه­های دریافت کننده پیکنوژینول نشان دادند. تجویز ترکیب پیکنوژینول موجب کاهش معنی­دار کاتالپسی شد. نتیجه آزمون رفتار اضطرابی نشان داد که درصد مدت زمان حضور در بازوی باز (OAT) در گروه دریافت­کننده پیکنوژینول افزایش معنی­داری را نشان داد. تعداد دفعات ورود به بازوهای باز و بسته افزایش معنی­داری را در گروهی که ترکیب پیکنوژینول دریافت کردند نشان داد. پیکنوژینول با اثر آنتی­اکسیدانی خود موجب بهبودی عملکرد حرکتی و کاهش رفتار اضطرابی در مدل حیوانی بیماری پارکینسون می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Pycnogenol Improves Motor Function and Anxiety Behavior in 6-hydroaydoamine (6-OHDA)-induced Experimental Model of Parkinson’s Disease in NMRI Male Mice

نویسندگان [English]

  • Farajollah Jafari 1
  • Mahdi Goudarzvand 2
  • Ramin Hajikhani 1
  • Mostafa Qorbani 3
  • Jalal Solati 4
1 Department of Biology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Physiology-Pharmacology, School of Medicine, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran, b: Non-Communicable Diseases Research Center, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran
3 Department of Epidemiology, Non-Communicable Diseases Research Center, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran
4 Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, Islamic Azad University, Karaj Branch, Karaj, Iran
چکیده [English]

Considering the role of oxidants in the pathogenesis of this disease, in this study, the effect of pycnogenol as an antioxidant on the improvement of motor function and anxiety behavior in the experimental model of Parkinson’s disease were assessed. Forty male NMRI mice were randomly divided into five groups (n=8 in each group): The control (saline) unilaterally received 3 μl of normal saline solution containing 0.1% ascorbic acid, as a solvent of 6-hydroxy dopamine (6-OHDA), into the left strianum. The treatment group received 6-OHDA toxin containing 1% ascorbic acid at a rate of 3 µg/µl in the left striatum and then received the distilled water, as pycnogenol solvent, via gavage for 7 days (the lesion group). The pycnogenol-treated groups received pycnogenol at doses of 10, 20, and 30 mg/kg via gavage for 7 days. The animals were stereotaxically operated to inject 6-OHDA toxin into the left striatum. Seven days after induction of Parkinson’s model, apomorphine was intraperitoneally used at dose of 0.5 mg/kg and the number of rotation of the animals was measured to confirm the damage to neurons in the striatum. Besides, the catalepsy or muscle stiffness by the bar test and the anxiety behavior by the plus maze test (EPM) were measured. The total number of rotations in apomorphine test showed a significant decrease in the groups receiving pycnogenol. Moreover, administration of pycnogenol significantly reduced catalepsy in pycnogenol-treated groups. The result of the anxiety behavior test demonstrated that the percentage of open arm time (OAT) and the number of open and close arm entries, as an indicator of the animal’s locomotor activity, significantly increased in the pycnogenol-treated groups. Pycnogenol with its antioxidant effect ameliorates movement deficit and reduces anxiety behavior in animal model of Parkinson’s disease.
.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Parkinson’s Disease
  • Catalepsy؛ Anxiety
  • Pycnogenol
  • Mice
  1. Alvarez-Fischer D., Henze C., Strenzke C., Westrich J., Ferger B., Höglinger G., et al., 2008. Characterization of the striatal 6-OHDA model of Parkinson's disease in wild type and α-synuclein-deleted mice. Experimental Neurology, 210(1): 182-193.
  2. Bayeta E., Lau B.H., 2000. Pycnogenol inhibits generation of inflammatory mediators in macrophages. Nutrition Research, 20(2): 249-259.
  3. Berry C., Vecchia C. L., Nicotera P., 2010. Paraquat and Parkinson's disease, Cell Death Differentiation, 17(7): 1115-1125.
  4. Betarbet R., Sherer T.B., Greenamyre J.T., 2002. Animal models of Parkinson's disease. Bioassays, 24(4): 308-318.
  5. Cesarone M.R., Belcaro G., Hosoi M., Ledda A., Feragalli B., Maione C., et al., 2020. Supplementary management with Pycnogenol® in Parkinson's disease to prevent cognitive impairment. Journal of Neurosurgical Sciences, 64(3): 258-262.
  6. Chen W., Sun Z., Wang X.J., Jiang T., Huang Z, Fang D, et al., 2009. Direct interaction between Nrf2 and p21Cip1/WAF1 upregulates the Nrf2-mediated antioxidant response. Molecular Cell, 34(6): 663-673.
  7. D'Andrea G., 2010. Pycnogenol: a blend of procyanidins with multifaceted therapeutic applications? Fitoterapia, 81(7): 724-736.
  8. Durackova Z., Trebaticky B., Novotny V., Zitnanova I., Breza J., 2003. Lipid metabolism and erectile function improvement by pycnogenol®, extract from the bark of pinus pinaster in patients suffering from erectile dysfunction-a pilot study. Nutrition Research, 23(9): 1189-1198.
  9. Eftekharzadeh B., Maghsoudi N., Khodagholi F., 2010. Stabilization of transcription factor Nrf2 by tBHQ prevents oxidative stress-induced amyloid β formation in NT2N neurons. Biochimie, 92(3): 245-253.
  10. Franco R., Panayiotidis M.I., 2009. Environmental toxicity, oxidative stress, human disease and the" black box" of their synergism: how much have we revealed? Mutation Research - Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 674(1-2): 1-2.
  11. Fujita M., Nishino H., Kumazaki M., Shimada S., Tohyama M., Nishimura T., 1996. Expression of dopamine transporter mRNA and its binding site in fetal nigral cells transplanted into the striatum of 6-OHDA lesioned rat. Brain Research Molecular Brain Research, 39(1-2): 127-136.
  12. Gao B., Chang C., Zhou J., Zhao T., Wang C., Li C., et al., 2015. Pycnogenol protects against rotenone-induced neurotoxicity in PC12 cells through regulating NF-κB-iNOS signaling pathway. DNA Cell Biology, 34(10): 643-649.
  13. Gerlach M., Riederer P., 1996. Animal models of Parkinson's disease: an empirical comparison with the phenomenology of the disease in man. Journal of Neural Transmission, 103(8-9): 987-104.
  14. Grimm T, Schäfer A., Högger P., 2004. JFRB, Medicine. Antioxidant activity and inhibition of matrix metalloproteinases by metabolites of maritime pine bark extract (pycnogenol). Free Radical Biology and Medicine, 36(6): 811-822.
  15. Hefti F., Melamed E., Sahakian B.J., Wurtman R.J., 1980. Circling behavior in rats with partial, unilateral nigro-striatal lesions: effect of amphetamine, apomorphine, and DOPA. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 12(2): 185-188.
  16. Kaplan M.H., 2013. STAT signaling in inflammation. JAK-STAT, 2(1): e24198.
  17. Khan M.M., Kempuraj D., Thangavel R., Zaheer A., 2013. Protection of MPTP-induced neuroinflammation and neurodegeneration by Pycnogenol. Neurochemistry International, 62(4): 379-388.
  18. Lin T.K., Liou C.W., Chen S.D., Chuang Y.C., Tiao M.M., Wang P.W., et al., 2009. Mitochondrial dysfunction and biogenesis in the pathogenesis of Parkinson’s disease. Chang Gung Medical Journal, 32(6): 589-599.
  19. Mahmoudi J., Nayebi A.M., Samini M., Reyhani-Rad S., Babapour V., 2011. Buspirone improves the anti-cataleptic effect of levodopa in 6-hydroxydopamine-lesioned rats. Pharmacological reports, 63(4): 908-914.
  20. Mei L., Mochizuki M., Hasegawa N., 2014. Pycnogenol ameliorates depression-like behavior in repeated corticosterone-induced depression mice model. Biomed Research International, 2014(3): 942927.
  21. Peng Y.J., Lee C.H., Wang C.C., Salter D.M., Lee H.S., 2012. Pycnogenol attenuates the inflammatory and nitrosative stress on joint inflammation induced by urate crystals. Free Radical Biology and Medicine, 52(4): 765-774.
  22. Pires J., Bonikovski V., Futuro-Neto H., 2005. Acute effects of selective serotonin reuptake inhibitors on neuroleptic-induced catalepsy in mice. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 38(12): 1867-1872.
  23. Przedbroski S., Leviver M., Jiang H., Ferreira M., Jackson-Lewis V., Donaldson D., et al., 1995. Dose-dependent lesions of the dopaminergic nigrostriatal pathway induced by instrastriatal injection of 6-hydroxydopamine. Neuroscience, 67(3): 631-647.
  24. Rascol O., Payoux P., Ory F., Ferreira J.J., Brefel‐Courbon C., Montastruc J.L., et al., 2003. Limitations of current Parkinson's disease therapy. Annals of Neurology, 53(3): 3-15.
  25. Roghani M., Behzadi G., 2001. Neuroprotective effect of vitamin E on the early model of Parkinson’s disease in rat: behavioral and histochemical evidence. Brain Research, 892(1): 211-217.
  26. Rohdewald P., 2002. A review of the French maritime pine bark extract (Pycnogenol), a herbal medication with a diverse clinical pharmacology. International Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics, 40(4): 158-168.
  27. Ryan J., Croft K., Mori T., Wesnes K., Spong J., Downey L., et al., 2008. An examination of the effects of the antioxidant Pycnogenol® on cognitive performance, serum lipid profile, endocrinological and oxidative stress biomarkers in an elderly population. Journal of Psychopharmacology, 22(5): 553-562.
  28. Stanislavov R., Nikolova V., 2003. Treatment of erectile dysfunction with pycnogenol and L-arginine. Journal of Sex and Marital Therapy, 29(3): 207-213.
  29. Tabolacci C., Forni C., Jadeja R.N., Facchiano F., 2019. Natural compounds against cancer, inflammation, and oxidative stress. Biomed Research International, 2019: 9495628.
  30. Tostes J., Medeiros P., Melo-Thomas L., 2013. Modulation of haloperidol-induced catalepsy in rats by GABAergic neural substrate in the inferior colliculus. Neuroscience, 255: 212-218.