Influenta Uleiului Ferulago Angulata Asupra Memoriei Spatiale A Unui Model Animal DE Dementa

INFLUENȚA ULEIULUI FERULAGO ANGULATA ASUPRA MEMORIEI SPAȚIALE A UNUI MODEL ANIMAL DE DEMENȚĂ

Cuprins

INTRODUCERE

Capitolul 1.ASPECTE GENERALE PRIVIND PROCESELE ÎNVĂȚĂRII ȘI MEMORĂRII

1.1 MEMORIA

1.1.1 DINAMICA MEMORIEI

1.1.2 FORME DE MEMORIE

1.1.3 INDICATORI AI EFICIENȚEI INSTRUMENTALE A MEMORIEI

1.1.4 BAZELE FIZIOLOGICE ALE MEMORIEI

1.1.5 CONSOLIDAREA MEMORIEI

1.1.6 REGIUNI CEREBRALE IMPLICATE ÎN PROCESUL MEMORIEI

1.1.7 CĂI NERVOASE IMPLICATE ÎN MECANISMUL MEMORĂRII

1.2 ÎNVĂȚAREA

1.2.1 BAZELE ANATOMO-FIZIOLOGICE ALE PROCESULUI DE ÎNVĂȚARE

1.2.2 PROCESUL FIZIOLOGIC AL FORMĂRII LEGĂTURII TEMPORARE

1.2.2 PROCESUL DE ÎNVĂȚARE ÎN CADRUL SISTEMULUI MOTOR

1.2.3 PROCESUL DE ÎNVĂȚARE A MIȘCĂRILOR PRECISE, FINE

Capitolul 2.MALADIA ALZHEIMER ȘI DEGRADAREA MEMORIEI

2.1 MEMORIA ȘI SENECTUTEA

2.2 DEFINIREA ȘI CLASIFICAREA DEMENȚELOR. DATE EPIDEMIOLOGICE

2.3 PREZENTARE GENERALĂ A DEMENȚEI ALZHEIMER. FACTORI DE RISC

2.4 DEGRADAREA MEMORIEI ȘI A CELORLATE FUNCȚII COGNITIVE ÎN CADRUL BOLII ALZHEIMER

2.5 CLASIFICAREA MANIFESTĂRILOR DIN DEMENȚE DUPĂ TIPUL DE FUNCȚIE AFECTATĂ

Capitolul 3. ASPECTE TAXONOMICE ALE GENULUI FERULAGO: APLICAȚII ÎN MEDICINA COMPLEMENTARĂ

3.1 ÎNCADRARE TAXONOMICĂ A GENULUI FERULAGO

3.2 EFECTUL ANTITUMORAL AL FERULAGO ANGULATA

3.3 EFECTUL ANTIATEROGENIC AL FERULAGO ANGULATA

3.3 ACTIVITATEA CITOTOXICĂ A F. ANGULATA

3.4 EFECTUL ANTIFUNGIC AL GENULUI FERULAGO

3.5 EFECTUL EXTRACTULUI HIDROALCOLIC DIN FERULAGO ANGULATA ASUPRA MEMORIEI ȘI SENSIBILITĂȚII DUREROASE DIN CADRUL ISCHEMIEI CEREBRALE

3.6 EFECTUL EXTRACTULUI DE FERULAGO ANGULATA ASUPRA INHIBĂRII ACETILCOLINESTERAZEI 34

Capitolul 4 . MATERIAL ȘI METODE DE CERCETARE

4.1. MATERIALUL DE CERCETAT

4.2. METODE DE CERCETARE

4.2.1. ADMINISTRAREA SUBSTANȚELOR CHIMICE

4.2.2. PREPARAREA ȘI CARACTERIZAREA ULEIULUI VOLATIL DE Ferulago angulata

4.2.3. TESTUL LABIRINTULUI Y

4.2.4. TESTUL LABIRINTULUI CU BRAȚE RADIALE

4.3. CALCULUL STATISTIC AL DATELOR EXPERIMENTALE

Capitolul 5. REZULTATE ȘI DISCUȚII

5.1. REZULTATE

5.1.1. EVIDENȚIEREA EFECTELOR INHALĂRII ULEIULUI VOLATIL DE Ferulago angulata ASUPRA MEMORIEI SPAȚIALE ÎN TESTUL LABIRINTULUI Y

5.1.2. EVIDENȚIEREA EFECTELOR INHALĂRII ULEIULUI VOLATIL DE Ferulago angulata ASUPRA MEMORIEI SPAȚIALE ÎN TESTUL LABIRINTULUI CU BRAȚE RADIALE

5.2. DISCUȚII

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

INTRODUCERE

Demența este o stare clinică determinată de o serie de cauze, caracterizându-se printr-o scădere generală și progresivă a activității psihice și având ca finalitate declinul funcțiilor cognitiv-intelectuale.

Clasificările actuale aduc în atenție existența multiplilor factori cauzatori ai acestui declin al funcțiilor psihice, printre care: perfuzia cerebrală insuficientă, factorul infecțios, factorul traumatic, factorul toxico-metabolic-carențial.

Indiferent de tipul lor, toate demențele sunt sindroame psihiatrice cu substrat organic, reprezentând o stare de alterare intelectuală, globală, profundă, progresivă care interesează funcțiile mentale elementare, comportamentul social, judecata, raționamentul, în grade diferite.

Boala Alzheimer este o afecțiune cerebrală degenerativă, cel mai frecvent tip de demență, responsabilă de degradarea progresivă a funcțiilor intelectuale ( gândirea, rațiunea, personalitatea, percepția, capacitatea de autoîngrijire), fiind astfel responsabilă pentru apariția unor simptome cum ar fi: confuzia, schimbări de stări afective, dezorientarea spațio-temporală.

Prezenta lucrare aduce în atenție efectul benefic al substanțelor de origine vegetală (în particular efectul uleiului obținut din specia Ferulago angulata), folosite de altfel cu succes în domeniul medicinei tradiționale al mai multor țări, asupra degradării funcțiilor sistemului nervos din cadrul unui model de demență animală.

Mai mult decât atât, în cadrul aceleiași lucrări am prezentat succint câteva alte studii similare prin care evidențiem o gamă variată de aplicații pe care diverse specii ale genului Ferulago le au în cadrul medicinii complementare.

Date fiind rezultatele favorabile ale experimentului realizat cu ajutorul extractului din specia Ferulago angulata, cu efect benefic asupra modelului de demență animală, este încurajată cercetarea suplimentară în vederea obținerii unor tratamente pe baza acestor substanțe fitofarmacologice. Speranța este de a îmbunătăți existența bolnavilor cu afecțiuni nervoase degenerative și, mai mult decât atât, obținerea unor efecte adverse minime sau chiar lipsa acestora.

Capitolul 1. ASPECTE GENERALE PRIVIND PROCESELE ÎNVĂȚĂRII ȘI MEMORĂRII

Memoria reprezintă capacitatea sistemului nervos de fixare, conservare, recunoaștere și evocare experienței umane, fiind cunoscute la ora actuală variate procese psihologice și nervoase care duc la formarea memoriei. Noțiunile de memorie și învățare nu pot fi net separate, dat fiind faptul că memoria este considerată o trăsătură esențială a oricărui proces de învățare. Atât învățarea cât și memoria sunt bazate pe un aflux de informații care vin în contact cu mecanismele implicate în învațare și memorizare. Deși interdependente, învățarea este o activitate complexă care implică pe lângă memorie și alte procese cerebrale, în timp ce memoria este un proces prin excelență de cunoaștere. Învățarea este un proces de conservare, iar memoria reprezintă un proces de evocare din zonele de conservare.

MEMORIA

Reprezintă procesul psihic de stocare a informației, de acumulare și utilizare a experienței cognitive.

Se dezvoltă în două etape: memorarea ce cuprinde fazele engramării și conservării și reactualizarea ce corespunde recunoașterii sau reproducerii informației stocate. Memoria este funcția psihică ce permite fixarea, consevarea, recunoașterea și reproducerea informațiilor și trăirilor ființelor vii. În forma sa elementară de memorie senzorială , există și la animalele superioare, dar ca memorie cognitivă cu conținut psihosocial este caracteristică omului. Este premisa și produsul celorlale procese psihice. În funcție de conținut, memoria poate fi: senzorială, congnitivă, afectivă și motorie.

O primă clasificare realizată de majoritatea fiziologilor împarte memoria în:

Memorie senzorială – reprezintă etapa inițială a procesului memorizării și se referă la capacitatea sistemului nervos de a reține în ariile senzoriale semnale pentru un interval de timp foarte scurt. Aceste semnale persistă câteva sute de milisecunde în vederea analizei, fiind extrase trăsăturile importante și putând fi folosite pentru prelucrarea ulterioară.

Memorie primară- este memoria unor informații recente, stocate pentru scurt timp și uitate o dată cu apariția unor noi informații. Durata reținerii în acest caz este de ordinul secunde sau câteva minute. Dintre caracteristicile acestui tip de memorie importante sunt disponibilitatea imediată a informației depozitate, astfel încât subiectul nu trebuie să caute locul de depozitare, ca în cazul memoriei secundare și capacitatea de dislocare a informației anterioare de către informațiile noi.

Memoria secundară- reprezintă stocarea informației și disponibilitatea acesteia după ore, zile, luni sau ani din momentul engramării ei. Dintre caracteristicile memoriei secundare, importantă este fixarea în funcție de conținut și evocarea acesteia lent, după un timp de căutare în informațiile stocate de ordinul secundelor sau minutelor.

O altă clasificare a memoriei presupune împărțirea acesteia în:

Memorie imediată- presupune formarea unor circuite neuronale reverberante.

Memorie de scurtă durată- reține informații timp de secunde, minute, ore. Conform psihologilor, corespunde memoriei primare și include și etapele timpurii ale memoriei secundare. Acest tip de memorie nu presupune din punct de vedere biochimic sinteza unor noi proteine la nivelul sinapselor interneuronale, ci doar modularea celor preexistente.

Memorie de lunga durată- se referă la stocarea informațiilor ce pot fi evocate după săptămâni, luni sau ani și presupun, din punct de vedere biochimic, sinteza de novo a unor proteine implicate în consolidarea sinapselor interneuronale.

DINAMICA MEMORIEI

Păstrarea este faza cea mai importantă a procesului mnezic, determinând eficiența și productivitatea memoriei.

Reactualizarea reprezintă faza de ieșire a dinamicii memoriei, fiind oglinda memorării și păstrării.

Recunoașterea face referire la acele informații al căror prag este prea ridicat pentru a se manifesta independent.

Reproducerea reprezintă o componentă cu mecanisme și legi proprii de funcționare ce constă în derularea conștientă a informațiilor și actelor motorii achiziționate anterior.

FORME DE MEMORIE

Memoria involuntară se realizează fără existența unui scop mnezic precis și controlul voinței conștient focalizat. Se realizează în paralel cu cu memoria voluntară, operând asupra elementelor pe care aceasta din urmă le omite, furmizând informații, impresii și experiențe care ulterior pot fi de un real folos.

Memoria voluntară este forma de organizare și manifestare a capacității mnezice a omului, fiind corelată cu motivele și scopurile activităților specifice. Eficiența acestui tip de memorie depinde de natura materialului: figural, simbolic, semantic, comportamental.

Memoria mecanică constă în fixarea, păstrarea și reproducerea informațiilor fără o modificare semnificativă și fără înțelegerea conținutului și legăturilor logice între diferite elemente. Este memoria pură, neintegrată în structura operatorie a gândirii, caracterizând perioada copilăriei, până la 10 ani.

Memoria logică este forma de memorie care necesită operații mentale de analiză, compararea și relaționare a elementelor materialului. Se structurează în urma memoriei mecanice și depinde de dezvoltarea și maturarea intelectuală a individului. Condiția principală pentru menținerea funcționalității optime a mecanismelor memorative, atât în cazul memoriei logice cât și în cazul memoriei mecanice este reprezentată de exercițiu, solicitarea continuă a acestor mecanisme, în raport cu tipuri de material cât mai diverse.

INDICATORI AI EFICIENȚEI INSTRUMENTALE A MEMORIEI

Întinderea repertoriului reprezintă totalitatea și diversitatea informațiilor acumulate și păstrate în stare de funcționalitate.

Fidelitatea reflectă gradul de compatibilitate calitativă, logico-semantică dintre datele stocate și ceea ce se păstrează și se reproduce ulterior. Rezultatul alterării acestui parametru este confabulația, subiectul reproducând cu totul altceva decât a memorat anterior, însă fiind convins că reproducerea lui este fidelă, conformă cu realitatea.

Exactitatea reprezintă capacitatea de a păstra și reproduce informații fără modificări semnificative.

Promptitudinea reprezintă reactualizarea informației în timp util, fiind condiționată de starea psihofiziologică a subiectului și de factorii ambientali.

Mobilitatea este calitatea memoriei de a realiza în permanență schimburi informaționale și energetice cu surse exterioare. Permite astfel îmbogățirea și perfecționarea funcțională a sistemului mnezic.

BAZELE FIZIOLOGICE ALE MEMORIEI

Memoria primară presupune existența unui mecanism nervos care să rețină o informație timp de câteva secunde sau minute.

Există mai multe teorii care ar putea explica apariția memoriei primare. Prima sugerează declanșarea de către stimulul senzorial a unui circuit neuronal reverberant, dispariția informațiilor stocate realizându-se prin obosirea circuitului sau prin apariția unor noi semnale care să interfereze cu reverberația.

O altă explicație ar fi fenomenele de facilitare sau inhibiție presinaptică de la nivelul butonului terminal al terminației presinaptice, în funcție de natura mediatorului secretategrată în structura operatorie a gândirii, caracterizând perioada copilăriei, până la 10 ani.

Memoria logică este forma de memorie care necesită operații mentale de analiză, compararea și relaționare a elementelor materialului. Se structurează în urma memoriei mecanice și depinde de dezvoltarea și maturarea intelectuală a individului. Condiția principală pentru menținerea funcționalității optime a mecanismelor memorative, atât în cazul memoriei logice cât și în cazul memoriei mecanice este reprezentată de exercițiu, solicitarea continuă a acestor mecanisme, în raport cu tipuri de material cât mai diverse.

INDICATORI AI EFICIENȚEI INSTRUMENTALE A MEMORIEI

Întinderea repertoriului reprezintă totalitatea și diversitatea informațiilor acumulate și păstrate în stare de funcționalitate.

Fidelitatea reflectă gradul de compatibilitate calitativă, logico-semantică dintre datele stocate și ceea ce se păstrează și se reproduce ulterior. Rezultatul alterării acestui parametru este confabulația, subiectul reproducând cu totul altceva decât a memorat anterior, însă fiind convins că reproducerea lui este fidelă, conformă cu realitatea.

Exactitatea reprezintă capacitatea de a păstra și reproduce informații fără modificări semnificative.

Promptitudinea reprezintă reactualizarea informației în timp util, fiind condiționată de starea psihofiziologică a subiectului și de factorii ambientali.

Mobilitatea este calitatea memoriei de a realiza în permanență schimburi informaționale și energetice cu surse exterioare. Permite astfel îmbogățirea și perfecționarea funcțională a sistemului mnezic.

BAZELE FIZIOLOGICE ALE MEMORIEI

Memoria primară presupune existența unui mecanism nervos care să rețină o informație timp de câteva secunde sau minute.

Există mai multe teorii care ar putea explica apariția memoriei primare. Prima sugerează declanșarea de către stimulul senzorial a unui circuit neuronal reverberant, dispariția informațiilor stocate realizându-se prin obosirea circuitului sau prin apariția unor noi semnale care să interfereze cu reverberația.

O altă explicație ar fi fenomenele de facilitare sau inhibiție presinaptică de la nivelul butonului terminal al terminației presinaptice, în funcție de natura mediatorului secretat.

A treia ipoteză se bazează pe existența potențării sinaptice, mecanism care intensifică transmiterea sinaptică și constă în creșterea excitabilității sinapselor din diferite zone ale SNC în urma stimulării lor repetate. Acumularea excesivă de calciu în butonul terminal va prelungi eliberarea neurotransmițătorului, responsabil de transmiterea informației nervoase.

Memoria secudară, spre deosebire de memoria primară care depinde funcționarea continuă a anumitor circuite electrice de la nivelul SNC, este cauzată de modificări fizice sau chimice ale sinapselor. Există câteva teorii care explică mecanismul formării memoriei secundare:

Modificările anatomice ale sinapselor constau în modificări ale numărului terminațiilor presinaptice, ale dimensiunilor lor sau dimensiunilor si conductibilității dendritelor (terminații postsinaptice). Aceste modificări permanente sau semipermanente facilitează anumite circuite nervoase, permițând trecerea informației cu atât mai ușor cu cât structura nervoasă este mai des folosită. Aceasta explică tendința memoriei de a deveni mai bine fixată cu cât experiența senzorială va fi mai des repetată.

Modificări fizice sau chimice ale terminației presinaptice sau ale membranei postsinaptice. Una dintre aceste modificări, descoperită inițial la melcul Aplysia constă în apariția fenomenului de habituare la nivelul sinapsei interneuronale. Presupune existența a două terminații presinaptice, una provenind de la un neuron senzitiv primar, numită terminație senzitivă și o terminație facilitatorie, localizată pe suprafața terminației senzitive. Stimulată separat, terminația senzitivă determină transmiterea foarte intensă a semnalelor, după care prin apariția fenomenului de habituare apare încetinirea transmiterii informației. Dacă sunt excitate concomitent terminațiile senzitivă și facilitatorie ( asupra căreia acționează un stimul nociv), transmiterea semnalelor la nivel sinaptic se va face lent, persistând timp de ore, zile, săptămâni chiar în lipsa stimulării ulterioare a terminației facilitatorii. Ceea ce este important este faptul că pentru instalarea habituării sau a facilitării este nevoie de repetarea câtorva potențiale de acțiune, avându-se în vedere că sinapsa poate redeveni foarte rapid facilitată după instalarea habituării prin aplicarea câtorva stimuli nocivi.

Din punct de vedere molecular, fenomenul habituării apare prin închiderea treptată a canalelor de Ca de la nivelul butonului terminal presinaptic, scazând astfel nivelul de Ca2+ în terminația presinaptică, corelată cu scăderea eliberării neurotransmițătorului din veziculele sinaptice.

În cazul facilitării, excitarea terminației facilitatoare determină eliberarea de serotonină care va acționa asupra receptorilor serotoninergici de pe suprafața terminației senzitive, activând adenilatciclaza, enzimă responsabilă pentru producerea de AMPc la nivelul terminației senzitive. AMPc activează o proteinkinază care determină fosforilarea canalelor de K din membrana terminației senzitive. Prin fosforilare este diminuat fluxul ionilor de K prin aceste canale, fenomen ce poate persista zile sau chiar săptămâni.

În lipsa fluxului ionilor de K+, repolarizarea membranară nu se poate realiza, ceea ce va determina prelungirea duratei potențialului de acțiune la nivelul terminației senzitive. Acest lucru va determina creșterea influxului ionilor de Ca2+ la nivelul terminației senzitive, ceea ce intensifică eliberarea neurotransmițatorului din veziculele presinaptice, facilitând astfel transmiterea sinaptică.

Toate aceste fenomene generează o engramă a memoriei de lungă durată.

La mamifere, se pare că în zona hipocampului, potențarea de lungă durată se manifestă și din punct de vedere morfologic, prin hipertrofierea spinilor dendritelor ( elemente postsinaptice) precum și prin creșterea numărului de receptori de la nivelul elementelor postsinaptice prin intensificarea proteinosintezei.

Ipoteza atotcuprinzătoare a potențării de lungă durată recunoaște deopotrivă importanța modificărilor anatomice, fizice și chimice care au loc la nivelul terminațiilor presinaptice, postsinaptice sau al întregului neuron în formarea memoriei secundare. Aceste modificări vor facilita permanent transmiterea sinaptică, întregul circuit nervos facilitat numindu-se engrama memoriei. Dacă toate sinapsele unui circuit sunt facilitate, acest circuit poate fi ulterior restimulat de diverși excitanți, determinând memoria.

CONSOLIDAREA MEMORIEI

Consolidarea memoriei și intervalul de timp necesar acestui proces se datorează fenomenului de repetare a memoriei primare.

Pentru ca memoria primară să se transforme în memorie secundară este necesar ca sinapsele implicate în circuitul memoriei primare să devină permanent facilitate. Acest lucru necesită 5-10 minute pentru o consolidare minimă și aproximativ o oră pentru consolidarea maximă.

Repetarea treptată a aceleiași informații favorizează transformarea memoriei primare în memorie secundară, accelerând așadar procesul de consolidare. Datorită faptului că tendința naturală a creierului este de a repeta informațiile noi, în special cele care atrag atenția, caracteristicile importante ale experienței senzoriale sunt tot mai bine fixate sub formă de memorie secundară. Se explică astfel capacitatea de reținere a unei cantități reduse de informație dar bine aprofundată, spre deosebire de o cantitate mare de informație studiată superficial.

Una dintre trăsăturile importante ale memoriei secundare este faptul că informațiile sunt depozitate sub formă de clase. Sunt evocate informații deja stocate, similare cu cele noi, fiind folosite la prelucrarea acestora din urmă. Astfel, informația este depozitată în creier sub forma unui metacircuit, ceea ce facilitează evocarea ulterioară a experiențelor proaspăt memorate. Este bine cunoscut faptul că o informație relativ nouă este evocată mai rapid dacă se corelează cu informația mai veche și mai bine consolidată.

REGIUNI CEREBRALE IMPLICATE ÎN PROCESUL MEMORIEI

Hipocampul are un important rol în repetarea, codificarea și consolidarea memoriei, fapt dovedit de urmările operației de hipocampectomie. Deși fără urmări asupra informației stocate în creier anterior operației, după extirpare subiecții vor prezenta incapacitatea transformării memoriei primare în memorie secundară, ei având inposibilitatea de a extrage informațiile importante, de a le repeta, codifica și transforma în memorie de lungă durată. Afecțiunea se numește amnezie anterogradă.

Lobul temporal al emisferelor cerebrale se dovedește a fi destul de important în depozitarea de noi informații întrucât leziunile acestor regiuni sunt asociate cu reducerea capacității de engramare de noi memorii. Există posibile conexiuni ale zonei temporale cu hipocampul sau cu aria Wernicke, plasata în lobul temporal. Deși implicată în realizarea operațiilor intelectuale, aria Wernicke se pare că are un important rol și în capacitatea de memorare, deoarece informația ce urmează a fi memorată necesită a fi în prealabil analizată, astfel încât să fie depozitată ca un metacircuit al altei memorii de același tip.

Amnezia retrogradă înseamnă incapacitatea de a evoca informațiile engramate sub formă de memorie de lungă durată, deci fapte petrecute în trecut. Legătura dintre cele două tipuri de amnezii, anterogradă și retrogradă, este dovedită de existența ( cea retrogradă într-un grad mai scăzut) la unii subiecți hipocampectomizați. Acest lucru este explicat de importanța talamusului în depistarea locului unde se află depozitată informația.

Deși memoria este profund afectată în leziuni ale cortexului temporal și ale hipocampului, acești subiecți nu vor prezenta dificultăți în învățarea unor activități motorii care nu implică un nivel de analiză superioară a informației.

CĂI NERVOASE IMPLICATE ÎN MECANISMUL MEMORĂRII

Ariile asociative senzoriale parietale și temporale reprezintă punctul central în procesul memorării, de la acestea pornind eferențe atât pentru hipocamp cât și pentru ariile corticale frontale. Rolul dominant însă se acordă hipocampului care este implicat în două circuite importante: bucla lui Papez- hipocamp- fornix- corpii mamilari- fascicul Vicq d’Azyr- nucleu anterior talamic- girus cingulat- parahipocamp- hipocamp și un alt circuit care leagă ariile asociative, prin hipocamp, de lobul prefrontal.

Un rol important în procesul de memorare îl are motivația, iar sistemul limbic este considerat “unitatea de selecție”. Sinapsele unui circuit în care este implicat sistemul limbic sunt utile pentru formarea memoriei de lungă durată, iar restul sinapselor aparțin memoriei de scurtă durată.

Circuitul Papez este considerat un circuit reverberant care asigură descărcări repetate la nivelul celulelor corticale, fapt necesar procesului de potențare care reprezintă baza fiziologică a memoriei. Prin reluarea circuitului se va prelungi durata potențării. Amintirea informațiilor se explică prin restimularea circuitului neocortical consolidate prin învățare.

Următoarea schemă poate fi considerată o sinteză a conexiunilor nervoase ce stau la baza procesului memoriei : aferențe prin girusul cingulat de la ariile corticale asociative către hipocamp eferențe hipocampice prin nucleul dorsomedial talamic lobul frontal al emisferelor cerebrale.

ÎNVĂȚAREA

BAZELE ANATOMO-FIZIOLOGICE ALE PROCESULUI DE ÎNVĂȚARE

Definiția procesului de învățare drept capacitatea de a dobândi o anumită cunoaștere sau îndemânare a fost revoluționată de înțelesul mai complex al noțiunii care aduce în discuție o “funcție superioară”, strict legată de activitatea scoarței cerebrale. În absența cortexului se pot realiza anumite învățări simple, dar nu și unele complexe, de finețe, datorită faptului că scoarța cerebrală este structura nervoasă responsabilă de stocarea și compararea datelor necesare procesului de învățare. Acesta presupune o permanentă comparare a informațiilor nou primite cu cele deja stocate, învățarea realizându-se doar dacă substratul informational diferă.

Alte structuri nervoase implicate în învățare sunt: sistemul limbic, talamusul, formațiuni nervoase cu proiecție difuză ( formațiunea reticulată- rol în menținerea stării de veghe și a conștienței, esențiale pentru desfășurarea tuturor proceselor corticale, inclusiv a procesului de învățare). Leziuni ale acestora determină tulburarea acestui proces.

Numeroase teorii sunt enumerate în încercarea de explicare a mecanismului nervos al învățării: teoria legăturii temporare, teoria circuitelor reverberante, modificările sinaptice, conexiuni neuronale. O formă de învățare o reprezintă formarea reflexelor condiționate, reflexe specifice fiecărui individ, dobândite în cursul vieții, pe baza unui reflex necondiționat, respectând anumite condiții:

Repetarea asocierii între un excitant necondiționat (EN) și un excitant initial indiferent care va deveni condiționat (EC) ;

EC trebuie să preceadă EN; EC poate să coincidă un timp cu EN sau EN să fie aplicat imediat după terminarea acțiunii EC sau EN să fie aplicat la un scurt interval de la întreruperea EC;

EC trebuie să fie mai slab decât EN și pe cât posibil mai indiferent;

SNC trebuie să fie într-o stare fiziologică normală;

În timp ce se elaborează RC, scoarța cerebrală trebuie eliberată de alte activități, deci asupra subiectului nu trebuie să se acționeze cu excitanți străini, interni sau externi.

I.P.Pavlov a reușit elaborarea unui RC alimentar, folosind ca EC sunetul, ca EN administrarea hranei, iar răspunsul RN sau RC era reprezentat de cantitatea de saliva colectată prin fistula salivară.

Inițial, animalul va saliva doar la administrarea hranei (RN), însă după mai multe asocieri ale EC cu EN apare salivația doar la acțiunea EC, fără administrarea hranei. Salivarea devine astfel un reflex condiționat. Arcul reflex al acestui experiment-reflex este format din: receptorul căruia i se adresează EC, centrul nervos al acestui analizator, segmentul intermediar care face legătura între acest centru nervos și proiecția corticală a centrului RN, apoi se continua până la centrul salivator bulbar și în cele din urmă la efectorul arcului nervos, glanda parotidă.

Pe lângă legăturile nervoase preformate, în RC apare o legătură corticală temporară între cele două focare corticale: acustic și salivator. Datorită dominanței centrilor nervoși, legătura este unidirecționată de la centrul acustic spre cel salivator, și nu invers. Centrul salivator va fi dominant ( animalul va fi flămând) atrăgând focarele învecinate. Dacă EN nu este întărit în continuare prin EC, apare inhibiția de stingere, RC dispărând treptat. Legătura neuronală este, așadar, una temporară.

După perioada pavlovistă, s-a demonstrat prin metode electrofiziologice, EEG și microscopie electronică faptul că legătura temporară dintre focarele corticale ale celor analizatori implicate se poate realiza nu numai la nivel cortical, ci și la nivele subcorticale. Un bun exemplu este reflexul de apărare care presupune existent unui EC-sunet, EN- șoc electric aplicat pe membru , iar reacția de răspuns este flectarea membrului. Concomitent se urmărește activitatea nervoasă prin intermediul EEG. La primele asocieri ale EC cu EN apare o fază de atenție, sau de orientare cu rol important în formarea RC prin mărirea activității corticale (efect al formațiunii reticulate asupra scoarței cerebrale). În urma aplicării EC, activitatea electrică cerebrală indică apariția unui potențial de acțiune în zona corespunzătoare analizatorului dar și o desincronizare generalizată. Explicația activării corticale sub influența acestei desincronizări generalizate este reprezentată de intervenția formațiunii reticulate mezencefalice. În procesul eliberării RC, reacția de orientare diminuează treptat, iar EC nu mai determină desincronizare generalizată a scoarței cerebrale, ci doar a ariei corticale a analizatorului EC și a EN. La un moment dat, sub acțiunea EC, la nivelul ariei corticale a EN, apare un potential evocat condiționat care corespunde flexiei membrului ca răspuns la acțiunea EC.

1.2.2 PROCESUL FIZIOLOGIC AL FORMĂRII LEGĂTURII TEMPORARE

Există multiple ipoteze referitoare la mecanismul formării legăturilor temporare, însă cea mai plauzibilă este cea legată de modificările morfologice de la nivelul SNC, aceasta implicând și celule gliale în acest amplu proces.

Mielinizarea fibrelor nervoase este apanajul oligodendrocitelor, celule gliale care înconjoară celulele nervoase; procesul însă se finalizează în anumite stadii ale dezvoltării ontogenetice și este posibil și la sistemul nervos matur, prin depolarizarea prelungită a oligodendrocitelor.

O altă modificare morfologică se produce la nivelul fibrelor presinaptice de la nivelul sinapselor din segmentul cortical al RN. Sub acțiunea excitantului indiferent, fibrele presinaptice amielinice vor elibera în fanta sinaptică o cantitate redusă de neurotransmițător care nu va putea genera un potential de acțiune la nivel postsinaptic, dar va determina anumite modificări biochimice atât la nivelul membrane celulare cât și în mediul intracelular. Această “umbră chimică” dispare treptat.

Asocierea repetată EC cu EN va determina depolarizarea membranei oligodendrocitului simultan cu eliberarea mediatorului chimic în fanta neuron-oligodendroglie. Acest lucru va determina mielinizarea terminației presinaptice care devine astfel capabilă de secreția unei cantități de mediator suficiente pentru determinarea unui potențial de acțiune corespunzător acțiunii EC.

PROCESUL DE ÎNVĂȚARE ÎN CADRUL SISTEMULUI MOTOR

Învățarea în cadrul sistemului motor include:

învățarea mișcărilor automate-proces subconștient ( reflexul vestibuloocular);

învățarea deprinderilor la animale-proces bazat pe răspunsurile nervoase ale scoarței cerebrale și cerebelului;

învățarea deprinderilor la oameni.

Se consideră că atunci când o deprindere devine bine învățată, poate fi efectuată fără atenție voluntară (devine automată), cum ar fi: mersul pe jos sau cu bicicleta, înotul etc.

PROCESUL DE ÎNVĂȚARE A MIȘCĂRILOR PRECISE, FINE

Procesul se bazează pe o serie de aferențe senzoriale care determină activarea ariilor corticale senzitive primare, apoi a celor asociative și a celei prefrontale. De la ariile asociative, semnalele sunt transmise cortexului motor care este sediul unui răspuns motor învățat neprelucrat. Pentru ca răspunsul motor să se perfecționeze, este necesară intervenția cerebelului. Din nucleii cerebeloși, semnalele ajung prin intermediul nucleului ventrolateral talamic la scoarța motorie de unde va porni un răspuns motor “îndemânatic”.

La om, învățarea deprinderilor presupune existența unor acte planificate, a unor programe motorii. Intenția activează inițial aria motorie suplimentară apoi alte arii neocorticale, în special a celei premotorii în care există un depozit de programe motorii. Se stimulează astfel aria motorie primară care emite prin tractul piramidal o mișcare nefinisată. Semnale feedback vizuale și somestezice activează alte arii corticale asociative care proiectează în neocerebel. De aici, prin intermediul nucleului ventrolateral talamic sunt aduse comenzile finisate în aria motorie cerebrală.

Spre deosebire de învățarea cognitivă, cea motorie nu depinde de hipocamp, lucru demonstrat de subiecții hipocampectomizați bilateral care sunt capabili să învețe noi deprinderi, însă prezintă învățarea cognitivă intens afectată.

Capitolul 2.MALADIA ALZHEIMER ȘI DEGRADAREA MEMORIEI

2.1 MEMORIA ȘI SENECTUTEA

Senectutea (vârsta înaintată), împărțită în trei mari grupe: vârsta mijlocie ( 45-59 ani), vârsta înaintată (60-74 ani) și bătrânețea (peste 74 ani) , reprezintă apanajul tulburărilor de memorie. Se observă la persoanele vârstnice o scădere a memoriei de fixare ( pentru evenimentele recente) dar și ale memoriei de evocare ( dificultate mai mare în căutarea materialului stocat ). Mai apar printre altele, diminuarea forței fizice, apariția mai rapidă a oboselii, lentoare în gândire, perturbarea capacității de adaptare. Deși apariția acestora este condiționată de anumiți factori psihosociali, lipsa activitaților fizice și intelectuale, lipsa unui mediu familial echilibrat, principalul dușman al memoriei vârstnicilor este ateroscleroza cerebrală, urmată de o patologie nevrotică.

Th. Ribot este primul care a constatat apariția la bătrâni a unor fenomene de reminiscență și slăbire a memoriei evenimentelor recente, formulând astfel legea memoriei regresive care se caracterizează prin posibilitatea amintirii evenimentelor îndepărtate dar dificultăți în memorarea evenimentelor recente și actuale. Pavlov explică legea lui Ribot prin slăbirea inhibiției active și dezinhibarea reflexelor mai vechi. Fenomenele memoriei evoluează într-un mod ondulatoriu între retenție și uitare.

La senectute cele mai frecvente deficiențe ale memoriei sunt amneziile, existând deopotrivă amnezii retrograde și anterograde. Cele anterograde, deci cu un deficit de fixare, sunt forme normale. Amneziile retrograde survin în urma unor traumatisme craniene sau afecțiuni ale creierului. Există și amnezii de recunoaștere, numite agnozii.

Amneziile extinse reprezintă tulburări specifice senescenței, fiind foarte grave, cu alterarea întregii vieți psihice. Pot să apară tot la vârste înaintate demențele presenile, cum ar fi: demența Pick, demența Alzheimer, demența Jacob-Creutzfeld, demențe parenchimatoase, vasculare sau mixte. Aceste afecțiuni sunt determinate de apariția unor modificări organice cerebrale, ducând la scăderea progresivă și ireversibilă a funcțiilor psihice.

2.2 DEFINIREA ȘI CLASIFICAREA DEMENȚELOR. DATE EPIDEMIOLOGICE

Demența este o stare clinică determinată de o serie de cauze, caracterizându-se printr-o scădere generală și progresivă a activității psihice și având ca finalitate declinul funcțiilor cognitiv-intelectuale.

Indiferent de tipul lor, toate demențele sunt sindroame psihiatrice cu substrat organic. Aceste apar ca o accelerare a procesului de îmbătrânire a creierului. Se apreciază faptul că demențele reprezintă o stare de alterare intelectuală, globală, profundă, progresivă care interesează funcțiile mentale elementare, comportamentul social, judecata, raționamentul, în grade diferite.

În funcție de nivelul alterării substratului organic, demențele au o simptomatologie mixtă, cu tulburări deopotrivă neurologice și psihice.

Clasificarea etiologică a demențelor

1. Demențe de tip Alzheimer (boala Alzheimer, demența senilă de tip Alzheimer, demența senilă și presenilă);

2. Demențe arteriopatice;

3. Demențe de tip spongios (boala Creutzfeld-Jacob, boala Pick);

4. Demențe din alte boli neurodegenerative (boala Parkinson, coreea Huntington, hipotensiunea arterială ortostatică, epilepsia, boala neuronului motor, atrofii cerebeloase, boala Parkinson, coreea Huntington, hipotensiunea arterială ortostatică, epilepsia, boala neuronului motor, atrofii cerebeloase);

5. Demențe secundare (posttraumatică, infecțios-virală, endocrină, carențiale-toxice, posttraumatică, infecțios-virală, endocrină).

Clasificarea nosologică a demențelor

1. Demențe ireversibile

a. demențe de tip degenerativ (de tip Alzheimer și din bolile neurologice degenerative);

b. demențe pe fond vascular (demența multifocală, demența lacunară, boala Biswanger);

c. demențe prin agenți infecțioși ( encefalopatii spongioase și encefalopatii din SIDA, herpes simplex, herpes zoster);

d. demențe posttraumatice ( postmacrotraumatisme sau postmicrotraumatisme);

e. demențe anoxice (de origine cardiacă, prin intoxicație cu oxid de carbon).

2. Demențe reversibile

a.demențe prin agenți infecțioși (meningite și encefalite fungice, bacteriene, sifilis nervos, encefalite virale, parazitare, abecese cerebrale);

b.demențe prin procese înlocuitoare de spațiu (hematoame, tumori, granuloame);

c. demențe toxice (alcoolică, otrăvuri metalice sau organice, iatrogene);

d. demențe carențiale ( carență de vitamină B1, B12, acid folic, vitamina PP);

e. demențe dismetabolice ( insuficiență renală, insuficiență hepatică, hipercapnie, hiper și hipotiroidie, hiper și hiponatremie, hipoglicemie, hipercalcemie, lupus eritematos diseminat, stări paraneoplazice);

Boala Alzheimer este cea mai frecventă formă de demență. Dintre pacienții cu demență, 50% au boală Alzheimer, 15% au demență de cauză vasculară, iar 15 % au ambele forme de demență. Se estimează că 5% din populația de peste 65 de ani prezintă boala Alzheimer, riscul de a dezvolta boala ajungând la 20% in jurul vârstei de 80 de ani. În UE, după anul 2000 au fost diagnosticați cu boală Alzheimer aproximativ 8 milioane de oameni (cf. Alzheimer Europe) , deci aproximativ 5% din populație, însă adăugând și numărul persoanelor care suferă și de alte forme de demență, se ajunge la aproximativ 16 milioane de cazuri de demență.

2.3 PREZENTARE GENERALĂ A DEMENȚEI ALZHEIMER. FACTORI DE RISC

Demența Alzheimer este o boală degenerativă, progresivă, care determină o serie de modificări la nivelul sistemului nervos central al persoanelor afectate. Debutul constă în instalarea lentă, progresivă a unui sindrom de dezorientare temporo-spațială care poate dura de la doi la patru ani. Caracteristic este sindromul AAA: afazia, apraxia și agnozia. În total, boala durează aproximativ 5-7 ani, cu fază terminală de circa un an caracterizată prin mutism, afecțiuni neurologice și somatice.

Un bolnav cu Alzheimer va prezenta lentoare în gândire, incapacitatea de învățare, uitarea evenimentelor recente, probleme de limbaj, modificări de comportament, apatie, inconștiență, crize convulsive, tulburări de mers.

Din punct de vedere histopatologic, boala se caracterizează prin afectarea graduală a celulelor nervoase, cu distrugerea ireversibilă a neuronilor din ariile corticale implicate în memorie.

Dintre cauzele generale ale dezvoltării afecțiunii de menționat sunt: antecedentele familiale, modalitatea de reacție a organismului la infecția cu virusuri cu acțiune lentă, dezechilibre chimice (deficit de dopamină la nivelul cortexului), deficite imunitare importante. Pe lângă aceste cauze, mai sunt implicate alte două categorii de factori: genetici, răspunzători predominant de forma familială de boală Alzheimer, și de mediu.

Demența Alzheimer familială cuprinde aproximativ 5% din cazurile de boală, afecțiunea fiind transmisă ereditar. Acestă formă afectează subiecți cu o vârsta sub 60 de ani, iar rudele de gradul I ale bolnavilor sunt predispuse în proporție de 50 % să dezvolte boala.

Demența Alzheimer non-familială reprezintă majoritatea cazurilor de boală, fiind o forma care implică atât influența factorilor de mediu cât și influența informației genetice. Din punct de vedere genetic, boala este asociată cu o serie de anomalii cromozomiale, iar ca factori de mediu de menționat sunt:

lipsa unei activități intelectuale susținute în perioada adultă

statusul socio-economic scăzut

alimentație bogată în lipide saturate

niveluri crescute ale colesterolului plasmatic

neurotoxicitatea aluminiului (efect observat la pacienții cu insufuciență renală cronică tratați prin dializă perioade îndelungate)

infecții virale latente ale sistemului nervos central

hipertensiunea arterială

Concluzionăm astfel că, deși influența genetică are un rol important în dezvoltarea bolii Alzheimer, controlul influențelor externe este esențial pentru declanșarea acesteia. Boala Alzheimer are determinism genetic, dar nu este decât rareori ereditară.

2.4 DEGRADAREA MEMORIEI ȘI A CELORLATE FUNCȚII COGNITIVE ÎN CADRUL BOLII ALZHEIMER

Boala Alzheimer este o afecțiune cerebrală degenerativă, cel mai frecvent tip de demență, responsabilă de degradarea progresivă a funcțiilor intelectuale ( gândirea, rațiunea, personalitatea, percepția, capacitatea de autoîngrijire), fiind astfel responsabilă pentru apariția unor simptome cum ar fi: confuzia, schimbări de stări afective, dezorientarea spațio-temporală. Inițial este afectată memoria de scurtă durată, apoi și cea de lungă durată și capacitatea de desfășurare a activităților zilnice. Boala are mai multe stadii evolutive: precoce (faza ușoară), intermediar (faza moderată) și tardiv (faza severă).

Din punct de vedere histologic, se observă o micșorare sau chiar dispariție a celulelor cerebrale, fiind înlocuite cu plăci senile, pe lângă diminuarea cantitativă a materiei cenușii. De asemenea, intraneuronal apar formațiuni fibrilare cu perturbarea metabolismului acestora.

Unul dintre mecanismele biochimice de la nivel neuronal incriminate în afectarea memoriei este reprezentat de scăderea cantității de neurotransmițători de la nivel sinaptic, aceștia fiind esențiali pentru procesul de memorie și gândire.

Diagnosticul bolii Alzheimer este dificil de pus, fiind stabilit cu certitudine postmortem pe baza plăcilor de amiloid și a aglomerărilor neurofibrilare existente la nivelul creierului.

Altfel, în timpul vieții, diagnosticul se formulează pe evaluarea mai multor parametri: orientarea în timp și spațiu, controlul mișcărilor și acțiunilor, atenția, memoria, limbajul, percepția vizuală, rezolvare problemelor cotidiene, activitatea socială.

TABLOUL CLINIC SPECIFIC AL BOLII ALZHEIMER

-declinul progresiv al funcțiilor memoriei;

-sărăcirea și deteriorarea judecății și raționamentului;

-modificări de atitudine și comportament;

-apatie, agitație, agresivitate verbală și fizică, anxietate, tulburări de somn, iritabilitate, comportament motor aberant, halucinații senzoriale;

Alte simptome care însoțesc boala Alzheimer dar care apar și în alte forme de memorie sunt:

pierderi de memorie ce afectează viața de zi cu zi, afectând în special evenimentele foarte recente;

dificultăți în realizarea sarcinilor familiale;

probleme de limbaj (uită cuvinte uzuale, formulând propoziții greu de înțeles);

dezorientare în timp și spațiu;

judecata redusă;

probleme de gândire abstractă ( de exemplu, uită ce sunt numerele);

probleme cu plasarea obiectelor în locuri adecvate;

schimbări de atitudine și comportament;

schimbări de personalitate (confuzie, suspiciuni, apatie);

pierderea inițiativei (pasivitate accentuată).

Diagnosticul diferențial al tulburărilor de memorie din demență față de cele produse de fenomenul îmbătrânirii fiziologice se face pe baza alterării preferențiale a memoriei episodice de lungă durată. De asemenea, în boala Alzheimer degradarea memoriei evoluează rapid, la fiecare săptămână, uneori chiar de la o zi la alta, fiind însoțită de tulburări de percepție, praxice, pierderi de automatisme, schimbări progresive de personalitate.

2.5 CLASIFICAREA MANIFESTĂRILOR DIN DEMENȚE DUPĂ TIPUL DE FUNCȚIE AFECTATĂ

Așa cum am prezentat mai sus, demențele reprezintă o clasă de afecțiuni ale vârstei a treia, fără a fi o cauză sau o parte inevitabilă a îmbătrânirii, ci o combinație de mecanisme genetice neurologice ce afectează în special vârstnicii. Acestea asociază deopotrivă: tulburări cognitive, simptome noncognitive și tulburări psihiatrice și comportamentale.

Simptome cognitive

Tulburări de memorie: imposibilitatea de a învăța informașii noi sau de a-și reaminti informații anterior învățate; de regulă, primele afectate sunt informațiile recente, pacientul păstrând destul de mult timp amintirile vechi;

Tulburări de limbaj: pacinții uită cuvintele simple și le înlocuiesc cu altele fără sens, formulând astfel propoziții fără sens;

Tulburări de vorbire: nu iși găsesc cuvintele potrivite;

Incapacitatea de a efectua diferite activități motorii deși funcția motorie este neafectată (bolnavul nu știe cum să se îmbrace, cum să își pregătească masa, cum să deschidă ușa cu cheia);

Incapacitatea de a recunoaște obiectele din jur deși funcția senzorială nu este afectată;

Tulburări ale funcțiilor de planificare și organizare a activităților: incapacitatea de a lua decizii, chiar și în situații dintre cele mai simple probleme legate de gândirea abstractă sau raționament.

Aceste tulburări debutează progresiv, declinul funcțiilor cognitive fiind gradat, asociat inițial cu modificări caracteristice vârstei înaintate, dar devenind cu timpul o adevărată problemă datorită tulburărilor ocupaționale sau de viață socială angrenate.

Semnele precoce ale demenței aparțin adesea uneia dintre cele două clase: pierderea memoriei sau diminuarea activității socio-profesionale. Tipic pentru aceste afecțiuni este faptul că bolnavul nu este conștient de amploarea fenomenelor degradante. Treptat, bolnavii vor dezvolta o profundă izolare a existenței, cu dificultăți în a face față schimbărilor ( noi locuri îi dezorientează complet), cu modificări profunde ale personalității ( confuzie, teamă) și pierderea ireversibilă a inițiativei.

Simptome non-cognitive

Agitația: anxietatea, iritabilitatea, neliniștea motorie rezultând comportamente aberante de tipul plimbat fără un scop anume, tendința de rătăcire, agresivitate, țipat;

Psihoza: include halucinațiile, ideile delirante, false recunoașteri;

Depresie, anxietate, hipomanie;

Dezinhibiție sexuală;

Tulburări ale comportamentului alimentar;

Solicitarea atenției din partea anturajului.

Apariția acestor simptome se datorează atât afecțiunilor asociate demenței ( durere somatică, constipație, tulburări ale auzului, vederii, infecții, alte afecțiuni psihiatrice), cât mai ales bolii în sine care determină o percepție distorsionată a mediului înconjurător.

Simptome psihotice și comportamentale

Ideile delirante: idei false, convingeri în care pacientul crede cu tărie indiferent de dovezile contrare care i se aduc. Cel mai frecvent întâlnite sunt: chiriașul fantomă, idei delirante de gelozie, idei de abandon etc.;

Halucinațiile: percepții anormale, în absența unui obiect real. Sunt de două tipuri, vizuale ( văd imagini de oameni, animale, pete de culori, litere, cifre, persoane din trecut, scene complexe ) și auditive (zgomote sau voci);

Falsele recunoașteri ( nu recunosc propria imagine în oglindă, consideră reale imaginile de la televizor, au convingerea că un obiect sau o persoană apropiată au fost înlocuite de o dublură, ideea “chiriașului fantomă” etc.);

Episoade depresive majore sau minore (devin neliniștiți, agitați, se izolează de anturaj, nu mai sunt interesați de activități pe care anterior le făceau cu placere);

Anxietatea se întâlnește mai ales în faza inițială a bolii, fiind determinate de anticiparea situațiilor dificile;

Apatia este perturbarea motivației generatoare de pierderea interesului, fatigabilitate, retard motor;

Țipetele pot fi determinate de izolarea socială, având ca și cauză depresia, disconfortul fizic, acțiunea unor factori de mediu;

Tulburările de somn constau în reducerea perioadelor de somn REM și somn cu unde lente, bolnavii prezentând treziri în timpul nopții și somnolență în timpul zilei. Tulburările sunt asociate cu gradul de depresie, reprezentând un indicator al acesteia și fiind urmarea lipsei de activități din timpul zilei;

Tendința de a rătăci fără scop;

Hipomania: pacienții devin euforici, iritabili, foarte activi, această situație apărând mult mai rar decât depresia;

Agresivitatea fizică se asociază cu depresia, psihoza, sexul masculuin, vârsta mai tânără și utilizarea medicamentelor psihotrope;

Comportamentele autoagresive;

Colectarea de obiecte inutile: apare la bolnavii cu comportamente repetitive și hiperfagie;

Delirum: schimbare bruscă a stării de conștiență;

Dezinhibiția sexuală.

Alte simptome non-cognitive: modificări de comportament alimentar (reducerea sau creșterea exagerată a apetitului), consum de substanțe nealimentare (risc de intoxicații) precum și dificultăți legate de actul motor al alimentării.

Simptomele pot începe să se manifeste în jur de 30-40 de ani, cu un vârf de frecvență la vârstnici. După 65 de ani, prevalența bolii Alzheimer crește exponențial, dublându-se la intervale de 5 ani.

Simptomatologia bolii debutează insidios și progresează lent. Obișnuit, sunt remarcate confuziile, tulburările vizuale și spațiale și afectarea capacității de gândire.

Capitolul 3. ASPECTE TAXONOMICE ALE GENULUI FERULAGO: APLICAȚII ÎN MEDICINA COMPLEMENTARĂ

3.1 ÎNCADRARE TAXONOMICĂ A GENULUI Ferulago

REGNUL- Plantae

ÎNCRENGĂTURA- Tracheophyta

CLASA- Magnoliopsida

ORDINUL- Apiales

FAMILIA – Apiaceae

GEN- Ferulago

SPECII – 49 de specii ( F.amani, F.angulata, F.bernardii, F.capillaris, F.cassia, F.sylvatica, F.tryrsiflora, F.trifida, F.trojana, etc).

Aceste 49 de specii sunt răspândite în emisfera nordică ( predominant Europa, Asia Centrală și de Nord-Vest, regiunea caucaziană, nordul și nord-vestul Africii ). Dintre aceste specii, 17 sunt endemice în Turcia, ceea ce ne sugerează faptul că Turcia reprezintă un centru al diversității pentru genul Ferulago. Plantele sunt utilizate în diverse scopuri în medicina tradițională din Turcia și nu numai: afrodisiac, sedativ, tonic, antihelmintic, ca hrană și pentru aromatizarea mâncărurilor. 23 dintre speciile de Ferulago au fost investigate în scopul descoperirii efectelor flavonoizilor din frunzele plantelor. Au fost determinate astfel atât similitudini, cât și deosebiri între efectele farmacologice ale diverselor specii din acest gen.

Ferulago W. Koch reprezintă un gen de dimensiuni medii din cadrul familiei Umbelliferae, fiind descris pentru prima dată de Wilhelm Daniel Joseph Koch, 1771-1848, om de știință de origine germană), pe baza inflorescenței umbeliforme și a fructelor caracteristice. Speciile din genul Ferulago trăiesc la altitudini mari, de regulă în regiuni stâncoase. Cele mai mari concentrații se găsesc în sudul și vestul Turciei, munții iranieni nordici și Peninsula Iberică. Speciile sunt răspândite predominant în țările mediteraneene. De-a lungul timpului, genul Ferulago s-a îmbogățit, fiind adăugate tot mai multe specii noi.

Datorită importanței sale pentru domeniul medicinei dar și al industriei alimentare, genul Ferulago a fost investigat pentru conținutul de compuși cumarinici, flavonoizi, acizi organici și uleiuri esențiale al speciilor sale. Se pare că un conținut important de flavonoizi au speciile F.aucheri, F.asparagifolia, F.confusa, F.humilis, F.sylvatica, în timp ce bogate în compuși cumarinici sunt F.isaurica, F.syriaca, alături de F.aucheri, F.asparagifolia, F.confusa, F.humilis. Uleiuri esențiale se găsesc predominant în: F.angulata, F.trachycarpa, F.galbanifera, F.idaea, F.macrosciadia, F.isaurica, F. pachyloba, pe lângă F.asparagifolia, , F.humilis, F.confusa. au fost studiate acțiunile antimicrobiene și antifungice ale uleiurilor esențiale din F.asparagifolia, , F.galbanifera, F.humilis, F.trachycarpa, F. bernardii, F.longistylis. Efectele antiulceroase ale F.isaurica și F.syriaca au fost studiate de asemenea. Conținut important de acizi organici se află în organele plantelor ce aparțin speciei F.trachycarpa, iar F.asparagifolia se pare că este studiată pentru conținutul de derivați caffeoyl și glicozizi monoterpenoizi. Studii de ultimă oră vizează conținutul de flavonoizi (flavonol, kaempferol, quercetin, isohamnetin, luteolin, apigenin) al speciilor genului Ferulago. Rezultatele evidențiază bogăția acestor plante în flavonoizi, însă și faptul că aceștia se găsesc în proporții diferite în diversele specii.

Având în vedere importanța acestor specii în domeniul fitofarmaceuticii și al medicinii complementare, prezentăm în continuare câteva dintre aplicațiile acestora în domeniile mai sus amintite.

EFECTUL ANTITUMORAL AL Ferulago angulata

Ferulago angulata (Apiacea) a fost utilizată în medicina tradițională iraniană din vremuri antice, iar variatele sale beneficii în domeniul sănătății și farmacologiei au fost demonstrate recent.

Un exemplu ar fi efectul inhibitor al compușilor etanolici extrași din frunzele și florile de Ferulago Angulata asupra angiogenezei, ca proces cheie în creșterea tumorală, invazie și metastazare. Acest proces, incriminat încă din 1945 ca factor cheie în dezvoltarea tumorală, reprezintă ținta a multiple noi terapii începând din 1971. De atunci, numeroase studii au încercat descoperirea factorilor și mecanismelor implicate în procesul angiogenezei, cu scopul de a împiedica neoformația vasculară, suprimând astfel creșterea tumorală. În complexitatea angiogenezei se remarcă familia factorilor VEGF ( vascular and endothelial growth factor) și receptorii lor tirozin-kinazici. În cadrul acestei familii, VEGF-A și receptorul său principal, VEGFR-2 (Flk-1/KDR) sunt cunoscuți ca principalii mediatori în angiogeneza fiziologică și patologică, motiv pentru care sunt ținta numeroaselor terapii împotriva cancerului.

Terapia antiangiogenetică este binevenită în lupta anticanceroasă având în vedere faptul că terapia citostatică tradițională prezintă anumite limite. Deși tratamentul convențional, incluzând chimioterapia și radioterapia, prezintă beneficii dovedite în distrugerea anumitor tumori, efectele adverse severe ale acesteia au încurajat oamenii de știință să examineze efectul antitumoral și antiangiogenic al diferitelor produse din plante, comune de altfel în medicina naturistă. Majoritatea plantelor conțin vitamine, fitochimicale și antioxidanți cunoscute pentru prevenirea apariției cancerului prin inducerea apoptozei celulelor modificate sau prin inhibarea angiogenezei tumorale sau prin ambele mecanisme.

Genul Ferulago (Apiacea) cuprinde între 35 și 40 de specii, dintre care 7 au originea în Iran. Ferulago angulata ( cunoscută local sub denumirea de chavir) se găsește în vestul Iranului, Turcia și Irak. A fost utilizată în medicina tradițională pentru dureri digestive, hemoroizi, mușcături de șarpe, ulcere, ca sedativ etc. În studii experimentale recente a fost demonstrat și proprietatea antiangiogenetică a extractului etanolic din frunzele și florile plantelor, urmărindu-se efectul acestuia asupra culturilor din celule endoteliale umane din cordonul ombilical și expresiei genelor ce codifică VEGF-A și VEGFR-2 din aceste celule. În urma studiului, s-a demonstrat că extractul din frunze și flori are rol în inhibarea multiplicării și diferențierii celulelor endoteliale umane, precum și în formarea de noi capilare sangvine, fiind inhibată migrarea acestora. Efectele sunt direct proporționale cu concentrația extractului din plantă. Prin RT-PCR s-a analizat și efectul acestui extract asupra expresiei genelor ce codifică VEGF-A și VEGFR-2, observându-se o scădere a transcripției genelor dependentă de concentrația substanței al cărui efect este studiat.

Rezultatul studiului este îmbucurător pentru cercetătorii care încearcă găsirea unei alternative de tratament antitumoral, având în vedere lipsurile terapiei convenționale: formarea post chimio sau radioterapie a unei mari cantități de radicali liberi, surse de mutații ale ADN-ului celular, precum și dezvoltarea rezistenței tumorale la aceste tratamente standard. Cunoscându-se faptul că celula cheia în procesul angiogenezei este celula endotelială, cu un genom relativ stabil și avându-se în vedere faptul că vascularizația abundentă este necesară dezvoltării tumorale, o nouă țintă în terapia antitumorală a devenit în ultimii ani inhibarea formării vaselor de neoformație ale procesului neoplazic.

Medicamentele cu acest efect, în ciuda eficacității relative, prezintă multiple efecte adverse. Se încearcă, astfel , descoperirea unor produse naturiste, cu aceleași efecte terapeutice dar fără efecte adverse redutabile întrucât plantele conțin flavonoizi, antocianine, antioxidanți, cu efect benefic asupra celulelor umane. Rezultatele studiului, expuse mai sus, transformă Ferulago angulata într-un bun candidat pentru obținerea unor noi medicamente antitumorale.

F. angulata, prin conținutul ei de hidrocarburi monoterpene ca și constituenți majori, are proprietăți înalt antioxidante, eficacitate antimicrobiană, iar prin conținutul de limonen și alcool perilil, are și efecte antiangiogenetice și antimigratorii asupra celulelor umane.

3.3 EFECTUL ANTIATEROGENIC AL Ferulago angulata

Actualmente, bolile cardiovasculare reprezintă principala cauză de mortalitate la nivel global, ateroscleroza coronariană fiind în mare parte incriminată pentru aceasta.

Hiperlipemia este un factor de risc major pentru apariția afecțiunilor cardiovasculare, avându-se în vedere efectul proaterogenic al nivelului seric crescut de diverse fracțiuni lipidice. Pe piața de medicamente există numeroase produse cu efect hipolipemiant, dar și generatoare de redutabile efecte adverse: afecțiuni hepatice, musculare, complicații fetale, interacțiuni nedorite cu alte medicamente, de altfel nefiind permisă administrarea timp îndelungat al acestor produse. De aceea, viitorul tratamentelor antiaterogene îl reprezintă produsele naturiste, care, pe lângă efectul hipolipemiant, sunt generatoare și de efecte benefice asupra complicațiilor hiperlipemiei, precum: diabet mellitus, cancer, Alzheimer, complicații gastrointestinale.

Aproximativ 200 de specii de plante au fost descoperite ca potențiale surse de produse hipolipemiante, inclusiv F. Angulata. Date din literatura țărilor în care planta se dezvoltă susțin proprietățile antimicrobiene, antioxidante ale uleiului din această plantă și consideră benefică această substanță în tratamentul celor susceptibili de fenomene de ischemie cardiacă. Cunoscându-se faptul că mecanismul cheie al formării plăcilor de aterom îl reprezintă oxidarea LDL colesterolului (low-density lipoprotein) și având în vedere efectul antioxidant cunoscut al F.angulata, s-a dezvoltat ipoteza unui posibil efect benefic al plantei asupra scăderii nivelului de LDL seric. S-a încercat chiar demonstrarea acestei ipoteze prin studii experimentale pe șobolani. S-au folosit 5 loturi de animale care au primit: lotul 1- dietă bogată în lipide, lotul 2- dietă bogată în lipide dar la care s-a adăugat extract de F. angulata în doză mică, lotul 3- dietă bogată în lipide dar la care s-a adăugat extract de F. angulata în doză mare, lotul 4- dietă bogată în lipide și atorvastatină, lotul 5- dietă tipică pentru șobolani.

Pe parcursul studiului, la fiecare lot de animale s-au dozat zilnic: glucoză serică, lipide serice, malondialdehidă (marker al peroxidării lipidelor plasmatice), nivelul seric de compuși thiol ( efect antioxidant) și nivelul de proteină C reativă ( marker al inflamației), determinându-se totodată și capacitatea antioxidantă a plasmei. Rezultatele studiului au demonstrat efectul extractului natural de scădere a nivelului seric de lipide, precum și a indicatorilor de peroxidare a lipidelor, efect superior chiar atorvastatinei, cunoscut medicament hipolipemiant. Spre deosebire de atorvastatină, extractul natural determină și o creștere plasmatică a compușilor thiol, oferind astfel un efect protector suplimentar. Evident, rezultatele administrării extractului sunt dependente de doză, efecte mai importante obținându-se la doze mari. În concluzie, pe lângă efectele antibacteriene, antiinflamatorii și antioxidante deja cunoscute, s-a demostrat recent și efectul antiaterogen al F.angulata, efect exercitat prin creșterea nivelului de substanțe antioxidante, scăderea nivelului de substanțe oxidante, scăderea nivelului seric de lipide, conferind astfel protecția vaselor sangvine, inclusiv a coronarelor.

ACTIVITATEA CITOTOXICĂ A Ferulago angulata

Medicina tradițională reprezintă o terapie alternativă utilă pentru menținerea stării de sănătate, eficiența sistemului imun, tratamentul și remisiunea tumorilor maligne. Actualmente, produsele naturale pot fi folosite ca și agenți chimioterapeutici, cu aplicații farmacologice. În Iran, utilizarea medicinii complementare în scop curativ sau paleativ este larg răspândită.

Genul Ferulago din familia Apiaceae este utilizat în medicina tradițională pentru efectele sedativ, tonic, digestiv și antiparazitar.

Studii biochimice au descoperit conținutul bogat al plantei în compuși cu efect antibacterian și antimicotic. Alături de Salvia officinalis din familia Labiatae, Echinophora platyloba din familia Apiaceae și Chelidonium majus din familia Papaveraceae, genul Ferulago se pare că ar avea și efecte citotoxice asupra celulelor de natură malignă, provenite din tumori precum: limfom non-Hodgkin cu celule B, leucemie monocitară, leucemie mielocitară, cancer de sân, cancer de prostată, fibrosarcomul șoarecilor.

Studii au fost realizate pe culturi celulare obținute din tipurile de tumori mai sus enumerate și pe o cultură de celule normale, din cordonul ombilical uman. Rezultatele studiului au evidențiat o oarecare selectivitate a extractelor din plante asupra diferilor linii celulare. Astfel, în cazul Ferulago angulata, efectul citotoxic cel mai pregnant s-a dovedit a fi asupra culturilor celulare provenite din clona malignă din leucemia mielocitară acută, urmat de efectul asupra leucemiei monocitare. În schimb, nici una dintre plante, inclusiv Ferulago angulata nu posedă efect citotoxic asupra culturilor celulare normale, provenite din celule din cordonul ombilical uman. Reținem astfel din rezultatele acestui studiu, efectul citotoxic selectiv și dependent de doză al extractului de Ferulago angulata asupra celulelor de origine malignă.

EFECTUL ANTIFUNGIC AL GENULUI FERULAGO

De-a lungul ultimelor decade, infecțiile fungice au fost considerate adevărate probleme de sănătate, întâmpinându-se multiple dificultăți în tratarea acestora, în special pentru pacienții imunocompromiși. Numărul tot mai mare de astfel de pacienți va determina o creștere a incidenței infecțiilor fungice. Creșterea impactului acestor infecții asupra stării de sănătate a populației, creșterea toxicității și a rezistenței la tratament sunt factori care încurajează studiile în vederea descoperirii produselor naturale alternative cum ar fi uleiurile esențiale cu rol terapeutic al infecțiilor fungice. Uleiurile esențiale sunt produși naturali formați din câteva componente volatile, predominant compuși terpenici ( cu 2 sau 3 unități de isopren).

Familia Apiaceae cuprinde un număr mare de plante aromatice cunoscute pentru efectele lor antibacteriene, în special datorită conținutului de uleiuri. Fiind un gen peren al familiei Apiaceae, genul Ferulago este reprezentat de 40 de specii din întreaga lume. Activitatea antimicrobiană este cunoscută pentru câteva specii ale Ferulago, cum ar fi: F.thyrsiflora, F. sylvatica, F. nodosa, F. bernardii, F.longistylis și F. angulata subsp. Carduchorum.

Studiul asupra acțiunii antimicotice al genului a fost realizat în special asupra speciei F. capillaris, plantă endemică în Peninsula Iberică. A fost urmărit efectul uleiului din această plantă asupra infecțiilor cutanate cu Candida, Cryptococcus, Aspergillus, monitorizându-se intervenția substanțelor antimicotice din plantă asupra metabolismului enzimatic mitocondrial, asupra morfologiei membranare precum și asupra virulenței fungilor.

Rezultatele au evidențiat capacitatea uleiurilor din F. capillaris de a inhiba creșterea fungică, crește permeabilitatea membranei mitocondriale ( primul pas în degradarea celulară), afectează acțiunea proteinelor membranare antiapoptotice, facilitând moartea celulară.

În concluzie, rezultatele susțin capacitatea antimicotică a uleiurilor din plantele acestui gen, încurajând la cercetări suplimentare pentru fabricarea unor noi preparate farmaceutice pe baza substanțelor investigate în acest studiu.

EFECTUL EXTRACTULUI HIDROALCOLIC DIN Ferulago angulata ASUPRA MEMORIEI ȘI SENSIBILITĂȚII DUREROASE DIN CADRUL ISCHEMIEI CEREBRALE

Ischemia cerebrală reprezintă cauza unor modificări comportamentale, incluzând tulburări de memorie și dureri neuropate, simptome care apar datorită producerii de radicali liberi.

Ferulago angulata, prin compușii săi bioactivi, are acțiune antioxidantă și neutralizantă a radicalilor liberi.

Cauza cea mai frecventă pentru ischemia cerebrală este reprezentată de întreruperea fluxului sangvin către creier prin trombozarea sau embolizarea arterelor aferente. Această privare de sânge reprezintă cauza morții neuronilor din teritoriile ischemiate, prin modificări în metabolismul mitocondrial, generatoare de radicali liberi. Stresul oxidativ este responsabil de numeroase modificări la nivel biocelular: denaturare a proteinelor, lipidelor și a acizilor nucleici, finalizându-se cu moartea celulară.

Neuronii din diverse zone cerebrale dispun de o mai mare sensibilitate la hipoxie, în special zonele responsabile de memoria pe termen scurt: hipocampul, regiunea limbică și corpii striați.

Astfel, leziuni neuronale produse prin privare de flux sangvin ale acestor zone, vor determina amnezie, memorie spațială de scurtă durată afectată, dificultăți de învățare, diverse modificări comportamentale, dureri ușoare, moderate sau severe în anumite părți ale corpului sau la nivelul întregului corp.

Considerată una dintre plantele miraculoase în Iran, Ferulago angulata prin conținutul său în fenoli are un puternic efect antioxidant, extractul din această plantă neutralizând radicalii liberi proveniți din ischemia cerebrală. Are astfel acțiune protectivă asupra substanței nervoase.

Conform unui studiu experimental realizat pe 5 loturi de șobolani ( 1-lotul de control, 2-șobolanilor li s-au ligaturat ambele carotide comune, 3- ligaturarea carotidelor comune, dar cu tratament cu extract de Ferulago în doză mică, 4- ligaturarea carotidelor comune, dar cu tratament cu extract de Ferulago în doză medie, 5- ligaturarea carotidelor comune, dar cu tratament cu extract de Ferulago în doză mare), s-a dovedit efectul benefic dependent de doză al extractului de Ferulago angulata asupra capacității de învățare a animalelor al căror creier a fost privat de fluxul sanguin, precum și asupra sensibilității nociceptive.

Pe lângă rolul stresului oxidativ în modificările produse de ischemia cerebrală, se pare radicalii liberi de genul peroxinitritului sunt implicați și în alte boli neurodegenerative cum ar fi boala Alzheimer și boala Parkinson. Pe lângă acțiunea propriu zisă asupra neuronilor, radicalii liberi acționează și asupra celulelor gliale și fibrelor nervoase, facilitând eliminarea de factori proinflamatori, citokine și glutamat. Mai mult decât atât, aceste substanțe oxidative au un rol direct asupra stimulilor dureroși, producând o intensă durere neuropată periferică.

Astfel de studii au scopul de a determina capacitatea anumitor preparate din plante medicinale de a menține balanța substanțelor antioxidante și oxidante pentru integritatea structurală și funcțională a substanței nervoase, chiar în cazul unei ischemii teritoriale. Extractul din Ferulago angulata este considerat plantă medicinală în vestul Asiei, fiind folosită deopotrivă și în industria alimentară datorită proprietăților antioxidante. Conform studiilor recente, acest extract este foarte eficient pentru scăderea stresului oxidativ de la nivelul teritoriilor cerebrale ischemiate, îmbunătățind performanțele de învățare și scăzând sensibilitatea dureroasă post hipoperfuzie cerebrală.

EFECTUL EXTRACTULUI DE FERULAGO ANGULATA ASUPRA INHIBĂRII ACETILCOLINESTERAZEI

Boala Alzheimer este o afecțiune cu origini genetice, în care nivelul de acetilcolinesterază este scăzut la nivel sinaptic, ceea ce determină deteriorarea memoriei de scurtă apoi de lungă durată. Mulți cercetători s-au concentrat din această cauză asupra descoperirii unor medicamente cu un puternic efect de inhibare a acetilcolinesterazei interneuronale, dar cu minime efecte adverse.

Inhibitorii de acetilcolinesteraze au capacitatea de a inhiba degradarea neurotransmițătorului denumit acetilcolină, crescând nivelul acestuia la nivelul fantei sinaptice. Actual, există substanțe precum donezepil, galantamină, rivastigmină utilizate în tratamentul formei moderate de boală Alzheimer.

Metaboliți secundari ai plantelor sunt utilizați adesea ca inhibitori ai diferitelor clase de enzime. Alcaloizii din plante reprezintă cea mai studiată categorie de substanțe naturale ca potențială materie primă pentru producerea de noi tratamente. Ferulago angulata, alături de o altă specie a familiei Apiaceae, Ferulago subvelutina, au fost studiate în vederea evidențierii capacității de inhibare a degradării acetilcolinesterazei. Capacitatea inhibitorie a fost studiată comparativ pentru extractele din cele două plante, dar și comparativ cu capacitatea anticolinesterazică a donezepilului. Experimentul s-a desfășurat in vitro, capacitatea anticolinesterazică a fiecărei substanțe studiate fiind evaluată colorimetric, prin metoda spectrofotometrică.

Rezultatele studiului demonstrează o mai mare abilitate a F. subvelutina față de F.angulata de a inhiba acetilcolinesteraza, însă este cert faptul că ambele plante prezintă capacitatea de inhibare a acestei enzime datorită multitudinii de alcaloizi care au fost purificați din organele lor.

Într-un alt studiu a fost studiat conținutul speciei F. Campestris de structuri non-alcaloide, si anume cumarine, cu efect antioxidant, antibacterian, citotoxic și cu efect de inhibare a colinesterazei neuronale. Au fost descoperite totodată cumarine cu efect inhibitor asupra MAO A și B, pe lângă capacitatea antiacetilcolinesterazică. Se pare că aceste efecte au un important rol împotriva formării plăcilor de amiloid, patognomonice pentru afecțiunea Alzheimer.

Efectul unei alte cumarine a fost studiat in vivo asupra amneziei induse de administrarea de scopolamină la șoareci, prezentând deopotrivă și un efect de inhibare a acetilcolinesterazei de la nivelul hipocampului șoarecilor tratați. S-a lansat chiar ipoteza că unicele substanțe responsabile pentru activitatea inhibitorie enzimatică ar fi cumarinele, efectul alcaloizilor fiind de neglijat. Rezultatele acestor studii au deschis noi orizonturi asupra tratamentului alternativ al afecțiunii Alzheimer și al altor tipuri de demență.

Capitolul 4 . MATERIAL ȘI METODE DE CERCETARE

4.1. MATERIALUL DE CERCETAT

Experimentele din prezentul studiu s-au realizat pe 24 de șobolani albi, masculi, rasa Wistar, care cântăreau 200 – 250 g la începutul experimentului.

Animalele au fost menținute la o temperatură de 22°C, umiditate de 50% și au avut acces liber la apă ad libitum și la hrană. Șobolanii au fost tratați în concordanță cu normele instituționale de bioetică privind efectuarea studiilor experimentale pe animale de laborator și toate procedurile experimentale sunt în conformitate cu Directiva Parlamentului și Consiliului European din 22 septembrie 2010 (2010/63/EU).

În vederea realizării studiului propus privind influența uleiului esențial de Ferulago angulata asupra memoriei spațiale a unui model animal de demență, au fost utilizate metode standardizate de evaluare și de analiză pentru animalele mici de laborator, conform scopului cercetărilor.

4.2. METODE DE CERCETARE

4.2.1. ADMINISTRAREA SUBSTANȚELOR CHIMICE

Animalele din prezentul studiu au fost împărțite în patru loturi (6 animale/lot): (1) Control – care a inhalat soluție salină 0,9% cu 1% Tween 80; (2) Scopolamina (Sco, control negativ) – care a inhalat soluție salină 0,9% cu 1% Tween 80; (3) Scopolamina – care a inhalat ulei volatile de F. angulata 1% (Sco+FEO1%) și (4) Scopolamina- care a inhalat ulei volatile de F. angulata 3% (Sco+FEO3%).

Modelul de demență a fost indus prin injectarea intraperitoneală a scopolaminei (Sigma-Aldrich, Germania). Scopolamina hidrobromidă (0,7 mg/kg, g.c., i.p.) a fost dizolvată în soluție izotonică (0,9 NaCl) și a fost administrată intraperitoneal (i.p.) cu 30 de minute înainte de începerea testelor comportamentale. Animalele din lotul de control și cu scopolamină au fost supuse acelorași condiții dar în absența expunerii la uleiul volatil de F. angulata. Evaluarea performanțelor cognitive s-a realizat la 21 de zile după administrarea zilnică a uleiului volatil de F. angulata, timp de 30 de minute.

4.2.2. PREPARAREA ȘI CARACTERIZAREA ULEIULUI VOLATIL DE Ferulago angulata

Plantele au fost colectate în stadiul de înflorire din apropierea localității Elazig, Anatolia, Turcia, în anul 2013. Planta a fost identificată de către Prof. dr. Eyup Bagci și un exemplar de referință a fost depozitat la Ierbarul Departamentului de Biologie, Universitatea Firat, Turcia. Uleiul volatil de F. angulata a fost extras prin hidrodistilare pe o durată de 3 ore, utilizându-se un aparat Clevenger. Randamentul de extracție a uleiului volatil a fost de 0,7% (v/w).

Caracterizarea uleiului volatil de F. angulata s-a realizat prin tehnica gazcromatografiei cuplată cu spectrometrie de masă (GC-MS), utilizându-se un echipament Agilent 5973 N cu o coloană de tip HP-5 MS și detector. Identificarea componentelor volatile s-a realizat pe baza indicelui de retenție (RI) și a bazei de date Wiley (Bagci, 2007; Kilic și Bagci, 2014).

Au fost izolate un număr de 48 de componente volatile, reprezentând 96,5% (w/w) din totalul componentelor uleiului volatil. Principalele componenete ale uleiului volatil au fost monoterpenele (C10H16): α-pinena (24,10%), β-pinena (22,70%), α-felandren (12,10%) și β-felandren (20,50%), reprezentând în total 79,40% din totalul componentelor uleiului volatil.

4.2.3. TESTUL LABIRINTULUI Y

Aparatul este reprezentat de un labirint, care, dacă este privit din partea superioară are aspectul literei Y. Aparatul este confecționat din Plexiglas de culoare neagră, fiind alcătuit dintr-o zonă centrală de forma unui triunghi echilateral și trei brațe îmbinate în unghi egal. Fiecare braț al aparatului este notat cu litere, de regulă A, B și C, fiecare braț având o lungime de 35 cm, o lățime de 10 cm și o înălțime de 25 cm. Aparatul are aspectul din Fig. 1.

Fig. 1. Aparatul utilizat pentru efectuarea testului labirintului Y

Fiecare animal este așezat la capătul unuia dintre brațe, de regulă în brațul notat cu litera A, animalul fiind orientat spre exteriorul aparatului. Animalul este lăsat liber pentru o perioadă de 8 minute, timp în care se notează secvența brațelor vizitate. Se consideră că animalul a intrat într-un braț, atunci când toate picioarele acestuia sunt situate în brațul respectiv. După cele 8 minute, testul se încheie, animalul fiind scos din labirint. După ce fiecare animal efectuează testul, planșeul labirintului este curățat foarte bine cu o bucată de material textil și cu alcool, astfel fiind îndepărtate eventualele urme de urină.

Comportamentul de alternare spontană este definit ca intrarea succesivă în cele 3 brațe (notată în seturi de triplet: ABC, BCA, CAB, CBA, ACB, BAC). Procentul de alternare spontană este definit ca raportul dintre numărul de alternări efectuate și cele posibile (definit ca număr total de intrări în brațe minus doi) x100 (Hrițcu et al., 2014).

Testul este bazat pe tendința rozătoarelor de a explora brațul labirintului Y care a fost mai puțin vizitat. Prin acest test putem obține date despre memoria de scurtă durată (Hrițcu et al., 2014).

4.2.4. TESTUL LABIRINTULUI CU BRAȚE RADIALE

Testul labirintului cu brațe radiale a fost conceput de Olton și Samuelson în anul 1976, pentru a evalua memoria de referință și memoria de lucru. Labirintul poate avea 8, 12 sau 16 brațe.

Labirintul utilizat în prezentul studiu este alcătuit din 8 brațe, numerotate de la 1 la 8, fiecare braț având lungimea de 48 cm și lățimea de 10 cm. Brațele sunt dispuse de jur împrejurul unei suprafețe circulare ce are dimetrul de 32 cm. Atât zona centrală, cât și cele 8 brațe sunt vopsite în negru. Aparatul este plasat de o distanță de 40 cm față de sol, iar obiectele din camera în care a fost efectuat testul, nu au fost mutate pe toate perioada experimentului. La extremitatea fiecărui braț este așezată câte o cupă. Cupele din brațele 1, 2, 4, 5 și 7 conțin câte o singură doză de hrană (50 mg), cupele din brațele 3, 6 și 8 fiind lipsite de hrană. Brațele care au fost întărite cu hrană (1, 2, 4, 5 și 7) au fost marcate prin așezarea la intrarea lor a unei hârtii albe cu dimensiunea de 10 cm x 5 cm. Labirintul cu brațe radiale are aspectul din Fig.2.

Fig.2. Aparatul folosit pentru testul labirintului cu brațe radiale

Înainte de începerea testului, animalele au fost supuse unui regim de slăbire, până când greutatea corporală a scăzut la 80-85% din greutatea inițială. În această perioadă animalele au primit mai puțină hrană, accesul la apă fiind ad libitum.

După ce greutatea corporală a ajuns la 80-85% din greutatea inițială, grupuri de câte 4 animale, au fost lăsate timp de 5 minute în labirint, zilnic, pentru o perioadă de 4 zile având ca scop explorarea pentru habituare. În această perioadă, dozele de hrană au fost așezate atât în zona centrală a labirintului, cât și în brațele acestuia, pentru ca apoi, treptat , dozele de hrană să fie situate doar la extremitățile brațelor.

După perioada de acomodare, se începe efectiv testul. În timpul testului doar brațele marcate ( numerotate 1, 2, 4, 5, 7 ) conțin o singură doză de hrană, utilizată ca momeală, așezată într-o cupă, în timp ce celelalte brațe ( numerotate 3, 6 și 8 ) cupa nu va conține hrană. Pe toată durata experimentului, brațele 3, 6 și 8 nu vor conține niciodată hrană. Fiecare animal este așezat individual în labirint, în zona centrală și este lăsat până când este consumată hrana din toate cele 5 cupe sau până când sunt epuizate cele 5 minute. În perioada de desfășurare a testului se notează brațele în care a intrat animalul. Se consideră că un animal a intrat într-un braț atunci când toate cele patru membre ale acestuia sunt în brațul respectiv.

Acest test permite atât investigarea memoriei de scurtă durată cât și a memoriei de lungă durată.

Numărul de erori ale memoriei de lucru (o eroare a memoriei de lucru este definită ca reintrarea într-un braț ce conține hrană, indiferent dacă aceasta a fost consumată sau nu anterior) reprezintă o măsură a memoriei de scurtă durată, deoarece în timpul fiecărui antrenament animalul ar trebui să memoreze care braț, întărit cu hrană a fost deja și care nu a fost vizitat.

Numărul de erori ale memoriei de referință (o eroare a memoriei de referință este definită ca intrarea într-un braț care nu a conținut niciodată momeală) ne dă informații despre memoria de lungă durată pentru informația care rămâne constantă în timpul fiecărui antrenament, deoarece șobolanul trebuie să memoreze poziția fiecărui braț ce conține momeală (Hrițcu, 2014).

4.3. CALCULUL STATISTIC AL DATELOR EXPERIMENTALE

Aplicând metodele statisticii matematice se poate calcula o valoare cât mai apropiată de cea reală și se poate estima și gradul de certitudine al respectivelor rezultate, deoarece este greu ca în practică să se facă un număr foarte mare de determinări.

Utilizarea statisticii matematice în inverstigațiile experimentale este indispensabilă, deoarece compararea gradului de corelare și estimare a fenomenelor necesită etaloane precise.

Pentru prelucrarea statistică a datelor am aplicat testul „t” a lui Student. Au fost calculate:

-media aritmetică (M)

-eroarea standard a mediei (E.S.M)

Media aritmetică

Reprezintă raportul dintre suma tuturor valorilor individuale și numărul total al valorilor individuale (n) ale probelor.

unde:

xi-valorile individuale,

n-numărul total al valorilor individuale.

Eroarea standard

Deoarece media aritmetică nu scoate în evidență dispersia valorilor individuale în jurul valorii medii, precum și granițele de variație a șirului statistic, se impune calcularea acestui indice de dispersie, care este eroarea standard (Es).

Es

unde σ reprezintă abaterea standard și se calculează după formula standard:

unde:

d21 – pătratul diferențelor dintre media aritmetică și valorile individuale,

n – numărul de determinări.

Capitolul 5. REZULTATE ȘI DISCUȚII

5.1. REZULTATE

5.1.1. EVIDENȚIEREA EFECTELOR INHALĂRII ULEIULUI VOLATIL DE Ferulago angulata ASUPRA MEMORIEI SPAȚIALE ÎN TESTUL LABIRINTULUI Y

Datele experimentale s-au înregistrat după 21 de zile consecutive de inhalare a uleiului volatil de Ferulago angulata (1% și 3%) la animalele tratate cu scopolamină comparativ cu loturile de control, în cadrul Laboratorului de Fiziologie animală, Facultatea de Biologie, Iași.

Administrarea scopolaminei (0,7 mg/kg, g.c., i.p.) a determinat scăderea semnificativă a procentului de alternare spontană (Fig. 3), comparativ cu lotul control, indicând faptul că scopolamina induce degradarea memoriei de scurtă durată. Expunerea la ședințe controlate de inhalare a uleiului volatil (1% și 3%) a animalelor tratate cu scopolamină a determinat creșterea semnificativă a procesului de alternare spontană (efecte mai semnificative s-au înregistrat la doza mare) comparativ cu lotul tratat cu scopolamină, sugerându-se că uleiul volatil de F. angulata stimulează procesele memoriei de scurtă durată.

5.1.2. EVIDENȚIEREA EFECTELOR INHALĂRII ULEIULUI VOLATIL DE Ferulago angulata ASUPRA MEMORIEI SPAȚIALE ÎN TESTUL LABIRINTULUI CU BRAȚE RADIALE

Administrarea scopolaminei a determinat o creștere semnificativă a numărului de erori ale memoriei de lucru (Fig. 4), timp de 7 zile consecutive în testul labirintului cu brațe radiale comparativ cu lotul de control, observându-se efecte negative asupra memoriei de scurtă durată.

Expunerea la ședințe controlate de inhalare a uleiului volatil (1% și 3%) a animalelor tratate cu scopolamină a determinat o scădere semnificativă a numărului de erori ale memoriei de lucru (Fig. 4), într-o manieră doză-dependentă, timp de 7 zile consecutive în testul labirintului cu brațe radiale comparativ cu lotul tratat cu scopolamină, observându-se efecte pozitive asupra memoriei de scurtă durată.

Fig. 4. Variații ale numărului erorilor memoriei de lucru după inhalarea uleiului volatil de Ferulago angulata (1% și 3%) de către animalele tratate cu scopolamină timp de 7 zile consecutive, comparativ cu lotul de tratat cu scopolamină, (n=6 animale/lot). Valorile sunt medii ± ESM.

Administrarea scopolaminei a determinat o creștere semnificativă a numărului de erori ale memoriei de referință (Fig. 5), timp de 7 zile consecutive în testul labirintului cu brațe radiale comparativ cu lotul de control, observându-se efecte negative asupra memoriei de lungă durată.

Expunerea la ședințe controlate de inhalare a uleiului volatil (1% și 3%) a animalelor tratate cu scopolamină a determinat o scădere semnificativă a numărului de erori ale memoriei de referință (Fig. 5), timp de 7 zile consecutive în testul labirintului cu brațe radiale comparativ cu lotul tratat cu scopolamină, observându-se efecte pozitive asupra memoriei de lungă durată.

Fig. 5. Variații ale numărului erorilor memoriei de referință după inhalarea uleiului volatil de Ferulago angulata (1% și 3%) de către animalele tratate cu scopolamină timp de 7 zile consecutive, comparativ cu lotul de tratat cu scopolamină, (n=6 animale/lot). Valorile sunt medii ± ESM.

5.2. DISCUȚII

Prezentul studiu a fost conceput în vederea evaluării memoriei de scurtă durată și a memoriei de lungă durată în testul labirintului Y și în testul labirintului cu brațe radiale în urma inhalării uleiului volatil de Ferulago angulata (1% și 3%) de către animalele tratate cu scopolamină (0,7 mg/kg). S-a observat și faptul că administrarea scopolaminei a determinat degradarea proceselor de memorare.

Pe baza analizei GC-MS a uleiului volatil de F. angulata s-a evidențiat prezența monoterpenelor în concentrația cea mai mare. Numeroase studii au indicat că monoterpenele au efecte semnificative asupra proceselor memoriei datorită modulării activității glutamatului asupra receptorilor N-metil-D-aspartatului (NMDA) (Coelho et al., 2011). Glutamatul este un neurotransmițător excitator care produce modificări ale activității sinapselor asociate cu mecanisme responsabile de formarea memoriei (Cammarota et al., 2004). Receptorii NMDA au un rol esențial în plasticitatea sinaptică și formarea memoriei (Lima et al., 2005). Pe baza acestor studii, în prezentul studiu am presupus că uleiul volatil de F. angulata îmbunătățește memoria animalelor tratate cu scopolamină în teste specifice precum testul labirintului Y și testul labirintului cu brațe radiale.

Testul labirintului Y este un test specific utilizat pentru evaluarea a memoriei spațiale de scurtă durată a șobolanilor. Testul se bazează pe tendința rozătoarelor de a explora un mediu nou (Yusuf et al., 2009). În testul labirintului Y am demonstrat că inhalarea uleiului volatil de către animalele tratate cu scopolamină stimulează semnificativ memoria de scurtă durată, evidențiată prin creșterea procentului de alternare spontană. Aceste rezultate evidențiază faptul că uleiul volatil utilizat în acest studiu îmbunătățește capacitatea de acumulare a informațiilor caracteristice memoriei de scurtă durată a animalelor tratate cu scopolamină în testul labirintului Y.

În domeniul neuroștiințelor comportamentale, testul labirintului cu brațe radiale este frecvent utilizat (Hrițcu, 2014). Acest test este utilizat în evaluarea efectelor diferitelor substanțe chimice asupra proceselor învățării și memoriei (Titus et al., 2007).

Memoria de scurtă durată și de lungă durată sunt două variabile care caracterizează statutul fiziologic al creierului (Titus et al., 2007).

În testul labirintului cu brațe radiale am demonstrat că uleiul volatil stimulează semnificativ memoria de lucru și memoria de referință a animalelor tratate cu scopolamină, evidențiată prin scăderea numărului erorilor memoriei de lucru și de referință, pe parcursul a 7 zile consecutive în testul labirintului cu brațe radiale.

CONCLUZII

Având în vedere rezultatele acestui studiu, se concluzionează că:

Scopolamina a determinat degradarea memoriei spațiale în testele labirintului Y și cu brațe radiale.

Uleiul volatil de Ferulago angulata îmbunătățește memoria spațială a animalelor tratate cu scopolamină în testul labirintului Y, observându-se efecte semnificative doză-dependente.

Uleiul volatil de Ferulago angulata îmbunătățește memoria de lucru și memoria de referință a animalelor tratate cu scopolamină în testul labirintului cu brațe radiale, într-o manieră doză-dependentă.

Uleiul volatil de Ferulago angulata poate fi utilizat ca o metodă complementară sau alternativă pentru contracararea disfuncțiilor colinergice asociate bolii Alzheimer.

BIBLIOGRAFIE

Bagci, E., 2007. Fatty acids and tocochromanol patterns of some Turkish Apiaceae (Umbelliferae) plants; a chemotaxonomic approach. Acta Bot Gallica 154, 143-151.

Cammarota, M., Bevilaqua, L.R.M., Bonini, J.S., Rossatto, J.I., Medina, J.H., Izquierdo, I., 2004. Hippocampal glutamate receptors in fear memory consolidation. Neurotox Res 6, 205-212.

Coelho, V.R., Gianesini, J., Von Borowski, R., Mazzardo-Martins, L., Martins, D.F., Picada, J.N., Santos, A.R.S., Brum, L.F.S., Pereira, P., 2011. (−)-Linalool, a naturally occurring monoterpene compound, impairs memory acquisition in the object recognition task, inhibitory avoidance test and habituation to a novel environment in rats. Phytomedicine 18, 896-901.

E. Pinto & K. Hrimpeng & G. Lopes & S. Vaz &M. J. Gonçalves & C. Cavaleiro & L. Salgueiro, Antifungal activity of Ferulago capillaris essential oil againstCandida, Cryptococcus, Aspergillus and dermatophyte species

E.Akalin, M.Kocyigit, A chemotaxonomic study on Ferulago species in Turkey, pag.33-35

E.Akalin, M.Kocyigit, A chemotaxonomic study on Ferulago species in Turkey

Fatemeh Zare Shahneh, Behzad Baradaran, Mona Orangi, Fatemeh Zamani, In vitro Cytotoxic Activity of Four Plants Used in Persian Traditional Medicine

H. Hajimehdipoor, M. Shekarchi, A. Aghighi, M. Hamzeloo-Moghadam, Evaluating the acetylcholinesterase inhibitory activity of Ferulago angulata and Ferulago subvelutina

Hritcu, L., Noumedem, J., Cioanca, O., Hancianu, M., Kuete, V., Mihasan, M., 2014. Methanolic extract of Piper nigrum fruits improves memory impairment by decreasing brain oxidative stress in amyloid beta(1–42) rat model of Alzheimer’s Disease. Cell Mol Neurobiol 34, 437-449.

http://www.gbif.org/species/142141344

http://www.gbif.org/species/142141344

Kilic, O., Bagci, E., 2014. Essential oil composition of Wiedemannia Fisch. & C.A. Mey. genus from Turkey: A chemotaxonomic approach. J Essent Oil Bear Pl 17, 741-746.

Leon Dănăilă, Boala Alzheimer, Editura Militară, București, 1996

Lima, M.N.M., Laranja, D.C., Bromberg, E., Roesler, R., Schröder, N., 2005. Pre- or posttraining administration of the NMDA receptor blocker MK-801 impairs object recognition memory in rats. Behav Brain Res 156, 139-1

Mahmoud Rafieian-kopaei, Najmeh Shahinfard, Hojjat Rouhi-Boroujeni, Effects of Ferulago angulata Extract on Serum Lipids and Lipid Peroxidation

Romeo Panaitescu, Problemele de memorie și boală Alzheimer, Editura Cetatea Doamnei, 2005

Sahar Mirzapour; Maryam Rafieirad; Leila Rouhi , Hydroalcoholic Extract of Ferulago angulata Improves Memory and Pain in Brain Hypoperfusion Ischemia in Rats

Somaye Mirzaaghaei , Kamran Mansouri, Ferulago angulata Flower and Leaf Extracts Inhibit Angiogenesis in vitro through Reducing VEGF-A and VEGFR-2 Genes Expression

Titus A.D.J., Shankaranarayana B.S., Harsha H.N., Ramkumar K., Srikumar B.N., Singh S.B., Chattarji S., Raju T.R., 2007. Hypobaric hypoxia-induced dendritic atrophy of hippocampal neurons is associated with cognitive impairment in adult rats. Neuroscience.

Vasile P. Hefco, Fiziologia animalelor și a omului, EDP, București, 1997

Yusuf S., Adelaiye B.A., Agunu A., 2009. Effect of Ziziphus mauritiania (L.) seed extracts on spatial recognition memory of rats as measured by tha Y-maze test. J. Nat. Prod.

BIBLIOGRAFIE

Bagci, E., 2007. Fatty acids and tocochromanol patterns of some Turkish Apiaceae (Umbelliferae) plants; a chemotaxonomic approach. Acta Bot Gallica 154, 143-151.

Cammarota, M., Bevilaqua, L.R.M., Bonini, J.S., Rossatto, J.I., Medina, J.H., Izquierdo, I., 2004. Hippocampal glutamate receptors in fear memory consolidation. Neurotox Res 6, 205-212.

Coelho, V.R., Gianesini, J., Von Borowski, R., Mazzardo-Martins, L., Martins, D.F., Picada, J.N., Santos, A.R.S., Brum, L.F.S., Pereira, P., 2011. (−)-Linalool, a naturally occurring monoterpene compound, impairs memory acquisition in the object recognition task, inhibitory avoidance test and habituation to a novel environment in rats. Phytomedicine 18, 896-901.

E. Pinto & K. Hrimpeng & G. Lopes & S. Vaz &M. J. Gonçalves & C. Cavaleiro & L. Salgueiro, Antifungal activity of Ferulago capillaris essential oil againstCandida, Cryptococcus, Aspergillus and dermatophyte species

E.Akalin, M.Kocyigit, A chemotaxonomic study on Ferulago species in Turkey, pag.33-35

E.Akalin, M.Kocyigit, A chemotaxonomic study on Ferulago species in Turkey

Fatemeh Zare Shahneh, Behzad Baradaran, Mona Orangi, Fatemeh Zamani, In vitro Cytotoxic Activity of Four Plants Used in Persian Traditional Medicine

H. Hajimehdipoor, M. Shekarchi, A. Aghighi, M. Hamzeloo-Moghadam, Evaluating the acetylcholinesterase inhibitory activity of Ferulago angulata and Ferulago subvelutina

Hritcu, L., Noumedem, J., Cioanca, O., Hancianu, M., Kuete, V., Mihasan, M., 2014. Methanolic extract of Piper nigrum fruits improves memory impairment by decreasing brain oxidative stress in amyloid beta(1–42) rat model of Alzheimer’s Disease. Cell Mol Neurobiol 34, 437-449.

http://www.gbif.org/species/142141344

http://www.gbif.org/species/142141344

Kilic, O., Bagci, E., 2014. Essential oil composition of Wiedemannia Fisch. & C.A. Mey. genus from Turkey: A chemotaxonomic approach. J Essent Oil Bear Pl 17, 741-746.

Leon Dănăilă, Boala Alzheimer, Editura Militară, București, 1996

Lima, M.N.M., Laranja, D.C., Bromberg, E., Roesler, R., Schröder, N., 2005. Pre- or posttraining administration of the NMDA receptor blocker MK-801 impairs object recognition memory in rats. Behav Brain Res 156, 139-1

Mahmoud Rafieian-kopaei, Najmeh Shahinfard, Hojjat Rouhi-Boroujeni, Effects of Ferulago angulata Extract on Serum Lipids and Lipid Peroxidation

Romeo Panaitescu, Problemele de memorie și boală Alzheimer, Editura Cetatea Doamnei, 2005

Sahar Mirzapour; Maryam Rafieirad; Leila Rouhi , Hydroalcoholic Extract of Ferulago angulata Improves Memory and Pain in Brain Hypoperfusion Ischemia in Rats

Somaye Mirzaaghaei , Kamran Mansouri, Ferulago angulata Flower and Leaf Extracts Inhibit Angiogenesis in vitro through Reducing VEGF-A and VEGFR-2 Genes Expression

Titus A.D.J., Shankaranarayana B.S., Harsha H.N., Ramkumar K., Srikumar B.N., Singh S.B., Chattarji S., Raju T.R., 2007. Hypobaric hypoxia-induced dendritic atrophy of hippocampal neurons is associated with cognitive impairment in adult rats. Neuroscience.

Vasile P. Hefco, Fiziologia animalelor și a omului, EDP, București, 1997

Yusuf S., Adelaiye B.A., Agunu A., 2009. Effect of Ziziphus mauritiania (L.) seed extracts on spatial recognition memory of rats as measured by tha Y-maze test. J. Nat. Prod.