بررسي ميزان فعاليت ERK در پديده تحمل به ايسكمي القاء شده به‌واسطه پيش شرطي‌سازي با هايپراكسي نورموباريك متناوب در مدل سكته مغزي موش سفيد بزرگ آزمايشگاهي

Evaluation of ERK activity on Ischemic Tolerance-induced by Preconditioning with Intermittent Normobaric Hyperoxia in the Rat Model of Stroke

زمينه و هدف: مطالعات اخير نشان مي‌دهد كه هايپراكسي اثر درماني مناسبي در درمان آسيب ايسكمي حاد دارد. در پديده تحمل به ايسكمي نقش كينازهاي داخل سلولي از جمله ERK (Extracellular signal regulated kinase) مطرح است. در مطالعه حاضر، اثر هايپراكسي نورموباريك متناوب بر روي ميزان فعاليت ERK در مدل سكته مغزي مورد مطالعه قرار گرفت. مواد و روش‌ها: اين مطالعه از نوع تجربي مي‌باشد. حيوانات شامل 4 گروه (شاهد، شاهد-هايپراكسي، سكته و هايپراكسي-سكته) و هر گروه شامل 6 حيوان نر نژاد ويستار، در محدوده وزني250 تا 350 گرم بودند. اكسيژن استنشاقي با غلظت 95 درصد، روزانه 4 ساعت و به مدت 6 روز متوالي (هايپراكسي) و در گروه‌هاي كنترل با همان شرايط و غلظت اكسيژن 21 درصد (نورموكسي) استفاده شد. 24 ساعت بعد، حيوانات گروه سكته به مدت 60 دقيقه تحت انسداد شريان مياني كاروتيد (MCAO) قرار مي‌گرفتند. 5 و 24 ساعت پس از برقراري جريان خون مجدد، امتياز نقايص عصبي و فعاليت ERK موردبررسي قرار مي‌گرفت. يافته‌ها: 5 ساعت پس از اعمال MCAO، گروه‌هاي سكته نسبت به شاهد افزايش معني‌داري در فعاليت ERK در قشر (01/0p<) و مركز مغز (001/0p<)داشتند. در همين زمان، هايپراكسي سبب افزايش معني‌دار فعاليت ERK در قشر مغز شد (05/0p<). در مركز مغز، هايپراكسي تأثير معني‌داري بر روي فعاليت ERK نداشت. 24 ساعت پس از MCAO، گروه‌هاي سكته نسبت به شاهد، كاهش معني‌داري در فعاليت ERK در نواحي قشر (001/0p<) و مركز مغز (05/0p<) نشان دادند. ميزان فعاليت ERK در گروه‌هاي هايپراكسي در هر دو ناحيه قشر و مركز مغز به‌طور معني‌داري در مقايسه با گروه نورموكسي بيشتر بود (05/0p<). هم چنين، هايپراكسي سبب كاهش امتياز نقايص عصبي شد (022/0p=). نتيجه‌گيري: افزايش فعاليت ERK در گروه هايپراكسي در جهت حفاظت عصبي عمل كرده، ولي چون در مواردي ساير عوامل مخرب قوي‌تر عمل نموده‌اند، هايپراكسي به‌تنهايي نتوانسته از پيشرفت اثرات مخرب سكته ممانعت نمايد.

Background: Recent studies indicate that hyperoxia has a significant therapeutic effect in the acute ischemic injury. The role of intracellular kinases, including ERK, has been posed in the phenomenon of ischemic tolerance. In the present study, the effect of intermittent normobaric hyperoxia on the activity of ERK in the stroke model was studied Material and Methods: This is an experimental study. Animals include 4 groups (sham, hyperoxia–sham, stroke and hyperoxia–stroke); each group consisted of 6 male Wistar rats in the weight range of 250 to 350 grams. Hyperoxia groups were exposed to 95% inspired oxygen for 4 h/day and 6 consecutive days. Oxygen concentration in the control groups was 21% (normoxia, room air). After 24h, the stroke group animals were subjected to 60 min of right middle cerebral artery occlusion (MCAO). After 24h reperfusion, neurological deficit scores (NDS) and ERK activity were assessed. Results: 5 hours after MCAO, stroke groups showed a significant increase in ERK activity in the cortex (p <0.01) and subcortex (p <0.001). At the same time, hyperoxia significantly increased the activity of ERK in cortex compared to the normoxia group (p<0.05). In subcortex, hyperoxia had no significant effect on ERK activity. Twenty-four hours after MCAO, stroke groups showed a significant reduction in ERK activity in the cortex (p <0.001) and subcortex (p <0.05). 24hr after MCAO, The activity of ERK in the hyperoxia groups; in both cortex and subcortex areas was significantly higher than that of the normoxia groups (p<0.05). Also, hyperoxia caused a significant decrease in NDS (p=0.0220). Conclusion: Increased levels of ERK activity in the hyperoxia groups can be used to protect the nervous system, but the presence of other malicious factors may have been more effective in some cases, so that hyperoxia alone hasn’t been able to prevent stroke progression.