Thesis (Ph.D.) - Cairo University - Faculty of Medicine - Department of

Bibliography: p. 160-212.

Background: Diabetes mellitus and sepsis are major causes of cognitive decline. Liraglutide (LIRA) is a Glucagon like peptide-1 (GLP-1) agonist used by many diabetic patients with potential beneficial effects on the central nervous system. Objective: The purpose of the present study is to investigate the possible effect of liraglutide on cognitive decline in diabetes and sepsis. Methods: Male albino rats were divided into nine groups: Control (C), Drug control (Cd), Diabetes (D) (High fat diet for 2 weeks, Streptozotocin 40 mg/kg, (i.p.), once), Sepsis (S) (Cecal ligation and perforation (CLP)), Diabetic-Septic (DS) (Diabetes, CLP), Diabetes-treated rats (D-ttt) (Diabetes, LIRA (200 og/kg; i.p.; once daily, 4 weeks)), Sepsis treated rats (S-ttt) (Sepsis, LIRA), Diabetes-Sepsis treated group (DS-ttt) (Diabetes, CLP, LIRA), Diabetes and sepsis prophylaxis group (DS-pro) (Diabetes, CLP, LIRA (8 weeks). At the end of experimental period cognitive functions were assessed; blood glucose, insulin and HOMA-IR were measured. Oxidative stress, synaptic plasticity, and insulin signaling markers were assessed. Microglia, astrocytes were examined, in addition to H & E stain and electron microscopy examination of the hippocampus.Results: The results of the present study revealed that blood glucose levels, insulin and HOMA-IR in D and DS groups were all significantly increased (P<0.05) compared to C and Cd groups. LIRA treatment reversed all these changes in treatment groups. In cognitive tests (Ymaze test), the percentage of correct alternations was decreased significantly (P<0.05) in D and DS groups compared to C and Cd groups and all treatment groups showed a significant increase (P<0.05) in % of correct alternations compared to D and DS groups, while in Novel Object Recognition (NOR) test, the discrimination index (DI) showed a significant decrease (P<0.05) in D, S and DS groups compared to C and Cd groups. LIRA in D-ttt group caused a significant increase (P<0.05) in DI compared to D, S and DS group. In the hippocampus, oxidative stress markers (Tumor necrosis factor (TNF)- Ü and Malondialdehyde (MDA)) increased, while markers for synaptic function (Cyclic-AMP Response Element Binding Protein (CREB) and synaptophysin) decreased significantly (P<0.05), in D, S, and DS groups compared to C and Cd groups. Hippocampal insulin signaling markers, phosphorylatedserine/ threonine-specific protein kinase (p-Akt) decreased, while phosphorylated Mammalian target of rapamycin (p-mTOR) increased significantly (P<0.05) in D, S, and DS groups compared to C and Cd groups. Hippocampal Ionized calcium-binding adapter molecule-1(Iba1) and glial fibrillary acidic protein (GFAP), the count of Iba-1 positive microglia and GFAPpositive astrocytes were increased significantly (P<0.05) in D, S, DS groups compared to C and Cd groups. LIRA treatment reversed all these abnormalities. On H & E staining and electron microscopy examination of the hippocampus, many degenerative changes in all hippocampal regions were noted in D, S, and DS groups. LIRA in all treatment groups improved all these changes

يؤثر العجز المعرفي على حياة المرضى بعد الشفاء من تسمم الدم وخاصة في وجود مرض السكري.ليراجلوتايد هو محفز طويل المفعول لمستقبلات (جي-ال-بي-1) والذي تمت الموافقة عليه حاليًا كعلاج مساعد لمرض السكري وأظهر آثارًا مفيدة واعدة على أعضاء متعددة بما في ذلك الجهاز العصبي المركزي.لا يوجد الكثير من الابحاث المتعلقة بالتأثير المشترك لمرض السكري وتسمم الدم على الوظائف الإدراكية المختلفة لذلك كان المقصد من الدراسة الحالية هو توضيح التغير في الوظائف الإدراكية المرتبطة بمنطقة الهيبوكامبس (الحصين) لدى مرضى السكري بعد الشفاء من تسمم الدم و دراسة الدور المحتمل لعقار الليراجلوتيد المضاد للسكري الموجود بالفعل في السوق و يستخدم من قبل العديد من مرضى السكري.أجريت الدراسة الحالية على 165 من ذكور الفئران البيضاء. تم وزن جميع الفئران ثم تقسيمها إلى المجموعات التالية:المجموعة الاولى: مجموعة الضابطة الاولي: (عددها خمسة عشر فأرا):
تم تغذية الفئران في هذه المجموعة لمدة 11 أسبوعًا على نظام غذائي معياري للفئران طوال فترة التجربة. وفي نهاية الاسبوع الثاني تم حقن 0.1 مل من محلول السيترات مرة واحدة وعند بداية الاسبوع السابع تم عمل جميع خطوات عملية ربط وثقب الاعور بدون ثقب وربط الاعور.
عند بداية الاسبوع الثامن تم حقن 0.1مل من محلول الماء المقطر في الغشاء البريتوني مرة يوميا حتى نهاية التجربة.
المجموعة الثانية: المجموعة الضابطة الدوائية: (عددها خمسة عشر فأرا):
عند نهاية الاسبوع الثاني تم حقن 0.1 مل من محلول السيترات مرة واحدة وعند بداية الاسبوع السابع تم عمل جميع خطوات عملية ربط وثقب الاعور بدون ثقب وربط الاعور. من بداية الأسبوع الثامن تلقت الفئران حقن الليراجلوتيد (بجرعة : 200 ميكرو جرام لكل كيلو جرام من وزن الجسم/ مرة يوميا /في الغشاء البريتوني/ لمدة 4 أسابيع).
المجموعة الثالثة: مجموعة السكري: (عددها خمسة عشر فأرا):
تم احداث مرض السكري من النوع الثاني عن طريق تغذية الفئران بنظام غذائي عالي الدهون لمدة أسبوعين قبل حقن عقار ستريبتوزوتوسين داخل الغشاء البريتوني. عند بداية الاسبوع السابع تم عمل جميع خطوات عملية ربط وثقب الاعور بدون ثقب وربط الاعور. عند بداية الاسبوع الثامن تم حقن 0.1مل من محلول الماء المقطر في الغشاء البريتوني مرة يوميا حتى نهاية التجربة
المجموعة الرابعة: مجموعة تسمم الدم: (عددها خمسة عشر فأرا):
عند نهاية الاسبوع الثاني تم حقن 0.1 مل من محلول السيترات مرة واحدة. تم احداث تسمم الدم في الفئران حيث خضعت جميع الفئران لربط وثقب الاعور في بداية الأسبوع السابع.
تم الاحتفاظ بالفئران حتى نهاية الأسبوع الحادي عشر. عند بداية الاسبوع الثامن تم حقن 0.1مل من محلول الماء المقطر في الغشاء البريتوني مرة يوميا حتى نهاية التجربة.
المجموعة الخامسة: مجموعة السكري و تسمم الدم: (عددها ثلاثون فأرا):
تم احداث مرض السكري، وبعد اربعة أسابيع من الإصابة بمرض السكري (في بداية الأسبوع السابع) ، تم إحداث تسمم الدم عن طريق ربط وثقب الأعور. تم الاحتفاظ بالفئران حتى نهاية الأسبوع الحادي عشر. عند بداية الاسبوع الثامن تم حقن 0.1مل من محلول الماء المقطر في الغشاء البريتوني مرة يوميا حتى نهاية التجربة.
المجموعة السادسة: مجموعة السكري المعالجة: (عددها خمسة عشر فأرا):
تم تحفيز مرض السكري،عند بداية الاسبوع السابع تم عمل جميع خطوات عملية ربط وثقب الاعور بدون ثقب وربط الاعور، ثم في بداية الأسبوع الثامن ، تلقت الفئران الليراجلوتايد (بجرعة : 200 ميكرو جرام لكل كيلو جرام من وزن الجسم/ مرة يوميا /في الغشاء البريتوني/ لمدة 4 أسابيع).
المجموعة السابعة: مجموعة تسمم الدم المعالجة: (عددها خمسة عشر فأرا):
عند نهاية الاسبوع الثاني تم حقن 0.1 مل من محلول السيترات مرة واحدة ثم تم إحداث تسمم الدم في بداية الأسبوع السابع ، و بعد أسبوع واحد من تسمم الدم ، تلقت الفئران الليراجلوتيد لمدة 4 أسابيع.
المجموعة الثامنة: مجموعة السكري و تسمم الدم المعالجة : (عددها ثلاثون فأرا):
تم تحفيز مرض السكري، وبعد اربعة أسابيع من الإصابة بمرض السكري (في بداية الأسبوع السابع) ، تم إحداث تسمم الدم. بعد أسبوع واحد من تسمم الدم ، تلقت الفئران الليراجلوتيد لمدة 4 أسابيع.
المجموعة التاسعة: مجموعة السكري و تسمم الدم الوقائية : (عددها خمسة عشر فأرا):
تم احداث مرض السكري ، وبعد الإصابة بمرض السكري ، تلقت الفئران حقن الليراجلوتيد لمدة اربعة أسابيع وفي بداية الأسبوع السابع ، تم إحداث تسمم الدم عن طريق ربط وثقب الاعور و استمر حقن الفئران بالليراجلوتايد حتى نهاية التجربة طوال الأسبوع السابع والثامن والتاسع والعاشر والحادي عشر.
في نهاية التجربة ، تم تقييم الوظائف المعرفية باستخدام اختبارمتاهة (حرف Y) و اختبار التعرف علي الشئ الجديد و اختبار المجال المفتوح. تم جمع عينات الدم لتقييم مستوى الجلوكوز والأنسولين في الدم ، ثم تم التخلص الآدمي من الحيوانات عن طريق قطع الرأس. بعد ذلك ،تم استخراج الحصين من نصف عدد الفئران لفحص علامات الإجهاد التأكسدي (TNF-alpha, MDA) وبروتينات الأنسولين في الحصينس(Akt, mTOR) ودلالات وظائف التشابكات العصبية(CREB, Synaptophysin) ودلالات الخلايا الدبقية الصغيرة و الخلايا النجمية(Iba1, GFAP). وتم ايضا تشريح النصف الاخر من الحصين بعناية وحفظه من أجل الفحص المجهري و عن طريق الصبغات المناعية والفحص المجهري الإلكتروني.
اظهرت نتائج الدراسة الحالية زيادة مستويات الجلوكوز والأنسولين و HOMA-IR في الدم في مجموعات السكري و السكري وتسمم الدم معا زيادة كبيرة عند مقارنتها بمجموعات الضابطة و الضابطة الدوائية. تسبب علاج الليراجلوتايد في انخفاض مستوى الجلوكوز والانسولين ومؤشر HOMA-IR في الدم بشكل ملحوظ في مجموعات السكري المعالجة وتسمم الدم المعالجة والسكري وتسمم الدم المعالجة والسكري وتسمم الدم الوقائية عند مقارنتها بمجموعات السكري ومجموعة السكري وتسمم الدم معا.
في اختبار Y-maze ، انخفضت نسبة التناوب الصحيح بشكل ملحوظ في مجموعات السكري ومجموعة السكري وتسمم الدم معا عند مقارنتهما بمجموعات الضابطة و الضابطة الدوائية كما كانت أعلى بشكل ملحوظ في مجموعة تسمم الدم عند مقارنتها بمجموعة السكري. أظهرت مجموعات السكري المعالجة وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم الوقائية زيادة ملحوظة في النسبة المئوية للتناوب الصحيح مقارنة بمجموعة السكري ومجموعة السكري وتسمم الدم معا. فيما يتعلق باختبار التعرف على الأشياء الجديدة، أظهر حساب مؤشر التفرقة (DI) انخفاضًا ملحوظا في مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا عند مقارنتهم بمجموعات الضابطة و الضابطة الدوائية.
تسبب ليراجلوتايد في مجموعة السكري المعالجة في زيادة ملحوظة في مؤشر التفرقة DI مقارنة بمجموعة السكري ومجموعة السكري وتسمم الدم معا. اظهر اختبار النشاط الحركي في اختبار المجال المفتوح زيادة ملحوظة في في مجموعة تسمم الدم المعالجة عند مقارنتها بمجموعة السكري وتسمم الدم معا. اما عدد مرات الدخول في المربع الاوسط في المجال المفتوح فقد ظهرت زيادة ملحوظة في مجموعة السكري وتسمم الدم معا ومجموعة السكري المعالجة مقارنة بالمجموعة الضابطة.
أظهرت دلالات الاجهاد التأكسدي زيادة ملحوظة في TNF- αو MDA في الحصين في مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا عند مقارنتها بالمجموعات الضابطة والضابطة الدوائية. كما أدى استخدام حقن الليراجلوتيد في جميع مجموعات العلاج والوقاية إلى انخفاض مستويات TNF- α و MDA في الحصينس بشكل ملحوظ عند مقارنتها بمجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا. أما بالنسبة لدلالات التشابكات العصبية فقد انخفضت مستويات CREB و synaptophysin في الحصين بشكل ملحوظ في مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا مقارنة بمجموعات الضابطة والضابطة الدوائية.
استخدام الليراجلوتايد إما كعلاج أو كوقاية في مجموعات السكري المعالجة او تسمم الدم المعالجة او السكري وتسمم الدم المعالجة او السكري وتسمم الدم الوقائية تسبب في زيادة ملحوظة في مستويات CREB و synaptophysin في الحصين عند مقارنتها بمجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا.
اما فيما يخص البروتينات المرتبطة بعمل الأنسولين في الحصين Akt و m-TOR. أظهر Akt في الحصين انخفاضًا ملحوظا كما كان m-TOR مرتفعًا بشكل ملحوظ و ذلك في مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا عند مقارنتهم بالمجموعات الضابطة و الضابطة الدوائية. أظهرت مجموعات السكري المعالجة و تسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم الوقائية زيادة ملحوظة في مستويات p-Akt وانخفاضا ملحوظا في مستويات m-TOR في الحصين.
اظهر فحص الخلايا الدبقية الصغيرة باستخدام Iba1 و الخلايا النجمية باستخدام GFAP بواسطة تقنية western blot مستويات مرتفعة بشكل ملحوظ من Iba-1 و GFAP في مجموعات السكري و تسمم الدم و السكري مع تسمم الدم معا عند مقارنتها بمجموعات الضابطة والضابطة الدوائية كما انخفضت مستويات Iba-1 و GFAP في الحصين بشكل ملحوظ في مجموعات السكري المعالجة و تسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم الوقائية مقارنة بمجموعة السكري وتسمم الدم معا. بواسطة التلوين المناعي للخلايا الدبقية الصغيرة و الخلايا النجمية في الحصين شوهدت الخلايا الدبقية الصغيرة المتشعبة ذات الجسم الخلوي الصغير نسبيًا والتفرعات الطويلة المتشعبة في الحصين لمجموعات السكري و تسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا ، وأظهرت مجموعات العلاج جميعا الخلايا الدبقية الصغيرة اقل نشاطا باستخدام علامة .Iba-1 ظهرت الخلايا النجمية أكبر مع أجسام خلايا مصبوغة داكنة وتفرعات سميكة تشير إلى زيادة نشاطها وفي مجموعات العلاج كانت أقل نشاطًا مع تفرعات نجمية رقيقة وأجسام خلوية أصغر. اظهرعد كمية الخلايا الدبقية الصغيرة الإيجابية لـ Iba-1 والخلايا النجمية الايجابية ل GFAP زيادة ملحوظة في مجموعات السكري و تسمم الدم و السكري مع تسمم الدم معا عند مقارنتها بمجموعات الضابطة والضابطة الدوائية. في مجموعات السكري المعالجة و تسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم الوقائية ، كان العددIba-1 أقل بكثيرمن مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا.
في فحص H&E للهيبوكامباس ، لوحظت العديد من التغيرات العصبية المرضية في مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا بما في ذلك العديد من الخلايا الهرمية المتحللة الداكنة في جميع مناطق الحصين كما ظهرت العديد من الانوية الداكنة ، و في مجموعات السكري المعالجة و تسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم الوقائية تمكن علاج الليراجلوتيد من تحسين هذه التغييرات حيث أظهرت معظم مناطق الحصين تحسنًا في شكل الخلايا الهرمية. كشف عد الخلايا العصبية المتحللة الداكنة في مناطق مختلفة من الحصين عن زيادة ملحوظة في مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا عند مقارنتها بمجموعات الضابطة و الضابطة الدوائية. اما في مجموعات السكري المعالجة و تسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم الوقائية ، لوحظ انخفاض كبير في عدد الخلايا العصبية المتحللة الداكنة عند مقارنتها بمجموعات السكري ومجموعة السكري وتسمم الدم معا ، لكن العدد كان لا يزال أعلى بكثير من مجموعات الضابطة والضابطة الدوائية.
أظهر الفحص المجهري الإلكتروني العديد من التغيرات في مجموعات السكري وتسمم الدم ومجموعة السكري وتسمم الدم معا مثل العديد من الخلايا الهرمية ذات التفرعات الشجيرية المتقلصة الداكنة والسيتوبلازم المتحلل والميتوكوندريا المدمرة.
في مجموعات السكري المعالجة و تسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم المعالجة و السكري وتسمم الدم الوقائية ، لوحظ تحسين البنية التحتية في شكل تجديد الخلايا العصبية الهرمية ، والتفرعات الشجيرية السليمة ، ونواة الخلية الهرمية الصحية.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.