مقایسه آثار ضدالتهابی دگزامتازون و تیامین بر دژنراسیون والرین متعاقب قطع عصب سیاتیک در موش صحرایی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 مرکز تحقیقات التهاب و بیماریهای التهابی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

هدف: دژنراسیون والرین پاسخ سیستم ایمنی ذاتی پس از وقوع ضایعات عصبی است. در این مطالعه، اثرات داروهای ضدالتهابی دگزامتازون و تیامین بر دژنراسیون والرین مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.  
مواد و روش‏ها: عصب سیاتیک پای راست در 45 موش صحرایی نر قطع و حیوانات به 5 گروه آزمایشی تقسیم شدند (9n=). گروه 1 به‏عنوان کنترل و گروه­های 2 تا 5 به‏طور روزانه (تا موقع نمونه­برداری) و به‏ترتیب دوزهای پایین و بالای دگزامتازون و تیامین را به‏صورت داخل صفاقی دریافت نمودند. در هر یک از روزهای پنجم، هفتم و دهم پس از قطع عصب از هر گروه 3 حیوان انتخاب و از بخش دیستال عصب سیاتیک آنها جهت ارزیابی­های بافت­شناسی نمونه­برداری شد.
نتایج: در برش­های بافتی تمامی گروه­ها، ادم، تجزیه غلاف میلین و نفوذ سلولهای مونونوکلئار مشاهده شد، ولی تغییرات بافتی مذکور در گروه­های دریافت­کننده دوز بالای دگزامتازون و تیامین (گروه­های 4 و 5) به‏صورت خفیف­تری دیده شد. در بررسی تعداد فیبرهای عصبی میلین­دار تنها در گروه­های دریافت­کننده دوز بالای دگزامتازون و تیامین افزایش معنی‏داری در مقایسه با گروه کنترل مشاهده شد (05/0>p). هم­چنین اندازه­گیری سطح مقطع عصب سیاتیک تفاوت معنی‏داری را در هیچ یک از گروه­ها نشان نداد. در نهایت، تجویز دگزامتازون با دوز بالا با عوارض جانبی متعددی همراه بود.
نتیجه گیری: اگرچه یافته­ها حاکی از سودمند بودن آثار ضد­التهابی دگزامتازون و تیامین می­باشد ولی با توجه به عوارض جانبی شدید دگزامتازون، تجویز  آن در موارد حاد و کوتاه مدت ضایعات عصبی و تجویز تیامین در شرایط التهاب عصبی مزمن و بلند مدت توصیه می‏شود.
 

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها


مقدمه

عملکرد طبیعی اعصاب محیطی در سطح حسی، حرکتی و اتونوم، به ساختار اختصاصی آنها وابسته است (1). آسیب‫های وارده به اعصاب محیطی، نه تنها در محل ضایعه به بافت عصبی آسیب وارد می­کند، بلکه بخشی از عصب که در وضعیت دیستال نسبت به محل ضایعه قرار دارد؛ علی‏رغم این‏که به‏طور مستقیم به‏آن صدمه‏ای وارد نشده است متحمل یک سلسله تغییرات سلولی و مولکولی می­شود که عموما دژنراسیون والرین نامیده می­شود. در طی این فرایند آکسون‏ها شکسته می­شوند، غشای سلول‏های شوان از بخش میلینی خود جدا گشته و ماکروفاژها همراه با سلول‏های شوانی که به‏دنبال ایجاد ضایعه فعال شده­اند، آکسون‏ها و میلین دژنره شده را پاکسازی نموده و بدین ترتیب قطعه دیستال را جهت عصب­گیری جدید آماده می‏کنند (3 ،2).

به‏موازات وقایع بالا، انواع مختلفی از سلول‏های قطعه دیستال عصب قطع شده با پاسخ­های التهابی هورمونی موجب پاسخ ایمنی ذاتی به آکسوتومی می­شوند (4). افزایش بیان سایتوکاین­های(Tumor necrosis factor-α) TNF-α،  (Interleukin-1β) IL-1βو IL-1α از سلول‏های شوان موجب تحریک فیبروبلاست­ها و سلول‏های اندوتلیال مجاور شده و با فعال کردن آبشاری از سایتوکاین­ها و کموکاین­ها موجب فراخوانی انواع مختلفی از سلول‏های ایمنی به محل ضایعه می­شود (5). فعال شدن دستگاه ایمنی اثرات چشم‏گیری بر روند دژنراسیون و هم­چنین ترمیم عصب دارد. در این راستا این احتمال وجود دارد که عصب محیطی به‏علت پاسخ شدید دستگاه ایمنی دچار صدمات ثانویه شود. از این‏رو تعدیل واکنش­های التهابی می­تواند به‏عنوان یک رویکرد درمانی در جهت کاهش آسیب به عصب و در نتیجه افزایش موفقیت در ترمیم مطرح باشد (6).

دگزامتازون یک گلوکوکورتیکوئید مصنوعی ضدالتهابی است که اغلب پس از انجام جراحی­های عصبی به‏منظور کاهش ادم، کاهش ارتشاح سلول‏های ایمنی و کاهش تولید مدیاتورهای ایمنی تجویز می­شود (6). تیامین (ویتامین B1) نیز یک عامل ضدالتهابی است که علاوه بر تنظیم بیان عوامل التهابی از پیشرفت التهاب جلوگیری می­کند (7). در کلینیک، از تیامین جهت درمان یا بهبود برخی بیماری‏های التهابی مزمن استفاده می­شود (8). علی‏رغم آثار ضدالتهابی قوی دگزامتازون، عوارض جانبی این دارو متعدد بوده (9) و مشخص شده که تجویز آن در هنگام ضایعات عصبی، موجب اختلال در روند ترمیم عصب می­شود (10). از آن‏جا که وقوع ضایعه موجب برقراری پدیده التهاب میشود و التهاب نیز به نوبه خود روند ترمیم را به تاخیر می‏اندازد چنین به‏نظر می‏رسد که تجویز یک داروی ضدالتهابی اجتناب ناپذیر است. از این‏رو در مطالعه حاضر، آثار ضدالتهابی تجویز سیستمیک غلظتهای مختلف دگزامتازون و تیامینبر دژنراسیون والرین ناشی از قطع عصب سیاتیک موش صحرایی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.

 

مواد و روش‌ها

حیوانات آزمایشگاهی: در این پژوهش از 45 سر موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار در محدوده سنی 8 تا 12 هفته که در اتاق حیوانات دانشکده علوم دانشگاه فردوسی مشهد در شرایط دمای 22 درجه سانتی‏گراد و تحت شرایط 12:12 ساعت نور/تاریکی و با دسترسی آزاد به آب و غذا نگه‏داری شدند استفاده شد. در این مدت سعی شد نکات اخلاقی در تمامی زمینه­ها اعم از نگه‏داری و اجرای مراحل مختلف آزمایشی رعایت شد (کد کمیته ملی اخلاق در پژوهش­های زیستی: IR.UM.REC.1397.063).

گروه­های آزمایشی و روش جراحی: موش­های صحرایی به صورت تصادفی در 5 گروه آزمایشی قرار گرفتند. در هر گروه از 9 حیوان استفاده و مراحل کار به‏ترتیب زیر انجام گرفت. در ابتدا هر حیوان با مخلوطی از کتامین 5 درصد (100 میلی­گرم بر کیلوگرم) و گزایلازین 2 درصد (10 میلی­گرم بر کیلوگرم) بی‫هوش و در طی بی‫هوشی و جراحی علائم حیاتی آن کنترل شد. ابتدا موهای روی پوست ناحیه ران پای راست تراشیده شد و پس از ضدعفونی موضعی، برشی به‏طول 5/1 سانتیمتر در ناحیه ران ایجاد شد. بدین ترتیب پس از کنار زدن پوست و ماهیچه­ گلوتئال، عصب سیاتیک ظاهر می­شد. پس از آن که عصب توسط یک تیغ تیز قطع شد، ماهیچه­ها و پوست بجای خود بازگردانده شده و به‏ترتیب با استفاده از نخ بخیه سیلک 0-4 بخیه زده شدند. پس از جراحی، موش­های صحرایی به‏طور تصادفی در قالب 5 گروه آزمایشی و به‏صورت زیر تحت تیمار قرار گرفتند: گروه 1- نرمال سالین (کنترل منفی)، گروه 2- دگزامتازون با دوز پایین (2/0 میلی­گرم بر کیلوگرم)، گروه 3- تیامین با دوز پایین (50 میلی­گرم بر کیلوگرم)، گروه 4- دگزامتازون با دوز بالا (2 میلی­گرم بر کیلوگرم) و  گروه 5- تیامین با دوز بالا (100 میلی­گرم بر کیلوگرم) را به‏صورت داخل صفاقی دریافت نمودند (12 ،11). تزریق دارو به‏صورت روزانه و تا زمان نمونه­برداری ادامه یافت. 

نمونه­برداری و بافت­شناسی: به‏ترتیب پس از سپری شدن 5، 7 و 10 روز، 3 عدد موش در هر گروه قربانی شده و نمونه­برداری انجام گرفت. جهت نمونه­برداری، مجددا پوست و ماهیچه­های ناحیه ران شکافته شد و از بخش دیستال ناحیه قطع شده عصب سیاتیک قطعه­ای به‏طول تقریبی یک سانتی‏متر برداشته شد. عصب سیاتیک پای چپ گروه کنترل منفی نیز به‏عنوان عصب سالم مورد بررسی قرار گرفت. جهت مطالعات بافت­شناسی، نمونه به دو نیمه تقسیم شد و هر نیمه در محلول فیکساتیو مناسب قرار گرفت. نیمه اول به فرمالین 10 درصد منتقل و پس از پردازش بافتی (آب‏گیری در درجات صعودی الکل)، در پارافین قالب­گیری شد. از بلوک‏های پارافینی برش‏های طولی 5 میکرومتری توسط میکروتوم (مدل Leitz-ساخت کشور آلمان) تهیه و با هماتوکسیلین- ائوزین (H&E) رنگ­آمیزی شد. نیمه دیگر بخش دیستال عصب، به محلول 5/2 درصد فیکساتیو گلوتارآلدئید با pH برابر 4/7 در فسفات بافر 1/0 مولار منتقل و به‏منظور تثبیت اولیه، به‏مدت یک شب در دمای چهار درجه سانتی‏گراد نگه‏داری و متعاقبا جهت تثبیت بعدی از محلول یک درصد تتراکسید اسمیوم استفاده شد. پس از آن نمونه­ها در درجات صعودی استون آب‏گیری و سپس به‏وسیله تولوئیدین بلو رنگ­آمیزی و سرانجام در رزین آرالدیت قالب­گیری شد. برش­گیری بلوک‏ها به‏منظور تهیه برش­های نیمه نازک یک میکرونی توسط اولترامیکروتوم (مدل Leica- ساخت کشور اتریش) انجام شد. از کلیه برش­ها با کمک میکروسکوپ نوری (Olympus BH2- ساخت کشور ژاپن) مجهز به دوربین دیجیتال (Olympus DP71- ساخت کشور ژاپن) متصل به کامپیوتر عکس­برداری شد. سرانجام جهت کمی­سازی تصاویر برش­های نیمه نازک، از نرم­افزار image J و روش­های استریولوژی (13) استفاده شد.

در بررسی مورفولوژیکی وضعیت ارتشاح سلول‏های ایمنی، تخریب میلین و ادم فیبرهای عصبی در 3 لام از هر نمونه و در ارزیابی مورفومتری تعداد فیبرهای عصبی در 5 بخش مختلف از هر برش و سطح مقطع عصب در بخش دیستال عصب سیاتیک در نمونه‏های سالم و گروه­های مختلف آزمایشی در تمامی روزهای نمونه­برداری مورد مقایسه قرار گرفت.

 

آنالیز آماری

برای تجزیه و تحلیل آماری از آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی توکی استفاده شد. تمامی داده­ها به‏صورت mean ± SEM گزارش و به لحاظ آماری 05/0>p سطح معنی­دار در نظر گرفته شد.

 

نتایج

الف- مقایسه مورفولوژیکی بخش دیستال عصب سیاتیک قطع شده موش صحرایی با رنگ­آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین (H&E)

 در شکل1-الف، برش­های طولی رنگ­آمیزی شده هماتوکسیلین-ائوزین (H&E) در نمونه سالم عصب سیاتیک نشان داده شده است. هم‏چنان که مشاهده می‫شود فیبرهای عصبی به‏صورت ردیف­های منظم و موازی قرار گرفته­ و تنها تعداد معدودی از سلول‏های التهابی مقیم در بافت عصبی مشاهده می‏شود. ارتشاح وسیع سلول‏های سیستم ایمنی در گروه‏های دگزامتازون با دوز 2/0 میلی­گرم بر کیلوگرم (شکل 1- پ) و تیامین با دوز 50 میلی­گرم بر کیلوگرم (شکل 1- ت) مشابه با گروه کنترل منفی (شکل 1- ب) دیده می­شود. علاوه ‏بر این در 3 گروه اخیر فیبرهای عصبی و میلین در حال تخریب و هم­چنین ادم بافت عصبی مشاهده می­شود. در حالی‏که در گروه­های تیمار شده با دوزهای بالای دگزامتازون (2 میلی­گرم بر کیلوگرم) (شکل 1- ث) و تیامین (100 میلی­گرم بر کیلوگرم) (شکل 1-ج)، تغییرات بافتی در روز 5 پس از قطع عصب سیاتیک خفیف­تر بوده و ارتشاح سلول‏های مذکور در بافت عصبی در مقایسه با گروه کنترل کمتر است.

 

 

 

شکل1: مقایسه نمونه­های بافت عصب سیاتیک رت با رنگ­آمیزی H&E در روز 5 پس از قطع عصب سیاتیک. شکل­های1- الف، عصب سیاتیک سالم (طبیعی)، 1- ب، کنترل منفی، 1- پ، دوز پایین دگزامتازون، 1- ت، دوز پایین تیامین، 1- ث، دوز بالای دگزامتازون و1- ج، دوز بالای تیامین را نشان می‏دهند. ادم توسط پیکان‏های سیاه، غشا میلین تجزیه شده توسط نوک پیکان‏های سیاه و سلول‏های مونونوکلئار توسط پیکان‏های سفید نمایش داده شده است. بزرگنمایی، X 400.

 

ب- مقایسه مورفولوژیکی برش­های عرضی نیمه­ نازک بخش دیستال عصب سیاتیک قطع شده موش صحرایی با رنگ‏آمیزی آبی تولوئیدین

 در نمونه عصب سیاتیک سالم ساختار غشا آکسون و غلاف میلین طبیعی است و فیبرهای عصبی بدون میلین و فیبرهای عصبی میلین­دار به‏صورت متراکم در کنار هم قرار دارند (شکل2- الف). در سایر گروه­ها، تغییرات پاتولوژیک ناشی از قطع عصب در بخش دیستال عصب سیاتیک به‏صورت آماس غشا میلین، واکوئله شدن، بیضی شکل شدن میلین و تخریب فیبرها قابل مشاهده است. این تغییرات در گروه­های دریافت‏کننده داروهای ضدالتهابی دگزامتازون 2/0 میلی­گرم بر کیلوگرم (شکل 2- پ) و تیامین 50 میلی­گرم بر کیلوگرم (شکل 2- ت) (دوز پایین­تر) شدیدتر و تقریبا مشابه گروه کنترل منفی است (شکل 2- ب) و درگروه­های دریافت کننده تیامین و به‏ویژه دگزامتازون با دوز بالاتر (به‏ترتیب100 میلی­گرم بر کیلوگرم (شکل 2- ج) و 2 میلی­گرم بر کیلوگرم (شکل 2- ث)) خفیف­تر می­باشد.

 

 

 

شکل 2: مقایسه میکروگراف­های بافتی بخش دیستال عصب سیاتیک قطع شده موش صحرایی با رنگ­آمیزی آبی تولوئیدین در روز 5 پس از قطع عصب سیاتیک. در شکل2- الف، عصب سیاتیک سالم (طبیعی) نمایش داده شده است. در این تصویر آکسون (پیکان سیاه)، غلاف میلین (پیکان سفید)، اپی­نوریوم (نوک پیکان سیاه) و رگ خونی (نوک پیکان سفید) نشان داده شده­اند. شکل‏های2- ب، کنترل منفی، 2- پ، دوز پایین دگزامتازون، 2- ت، دوز پایین تیامین،2- ث، دوز بالای دگزامتازون و 2- ج، دوز بالای تیامین را نشان می­دهند. در این شکل­ها بیضی شکل شدن میلین توسط پیکان‏های سیاه، فیبرهای تخریب شده توسط نوک پیکان‏های سیاه، تورم در غشا میلین توسط پیکان‏های سفید و واکوئله شدن فیبرها توسط نوک پیکان‏های سفید نمایش داده شده است. بزرگنمایی، X 400.

 

بررسی نتایج برش‏های طولی H&E و برش‏های عرضی نیمه نازک در روزهای 7 و 10 مشابه نتایج روز 5 بود.

ج- مقایسه میانگین تعداد آکسون‏های میلین­دار

 نتایج حاصل از مقایسه میانگین تعداد آکسون­های میلین­دار عصب سیاتیک جراحی شده در گروه­های آزمایشی مختلف در روزهای 5، 7 و 10 در نمودار 1 نمایش داده شده است و نشان‏دهنده کاهش چشم‏گیر تعداد فیبرهای عصبی می­باشد (تعداد فیبرها در نمونه سالم 693±8022 است). نتایج نشانگر آن است که در روز­های 5 و 7 پس از قطع عصب، تفاوت معنی­دار بین دو گروه دگزامتازون با دوز 2 میلی­گرم بر کیلوگرم و تیامین با دوز 100 میلی‏گرم بر کیلوگرم با گروه کنترل وجود دارد. (به‏ترتیب 001/0>p و 01/0>p). هم­چنین اختلاف معنی­داری در روز 10 پس از قطع عصب تنها بین گروه دگزامتازون با دوز 2 میلی­گرم بر کیلوگرم و گروه کنترل مشاهده می­شد (05/0>p). در سایر گروه­ها تفاوت معنی‏داری مشاهده نشد.

 

 

 

نمودار1: مقایسه میانگین تعداد آکسون‏های میلین­دار بین گروه­های آزمایشی مختلف در روزهای 5، 7 و 10 پس از قطع عصب سیاتیک. داده­ها بصورت میانگین ± انحراف معیار از میانگین ارائه شده است. 05/0>p *؛ 01/0>p **؛ 001/0>p *** (3=n).

 


د- مقایسه میانگین مساحت سطح مقطع عصب

نتایج حاصل از مقایسه میانگین مساحت سطح مقطع بخش دیستال عصب سیاتیک جراحی شده با گروه کنترل منفی (نرمال سالین) در روزهای 5، 7 و 10 در نمودار 2 نمایش داده شده است و نشان‏دهنده افزایش مساحت سطح مقطع عصب می­باشد (مساحت عصب در نمونه سالم 06/0±62/0 است). اگر چه نتایج به‏دست آمده در هر سه روز و در تمامی گروه­های آزمایشی معنی­دار نبود، ولی مقایسه میانگین سطح مقطع عصب در گروه آزمایشی دریافت‏کننده دگزامتازون با دوز 2 میلی­گرم بر کیلوگرم با گروه کنترل منفی، کاهشی حدود 22 درصد در روز 5، 25 درصد در روز 7 و 17 درصد در روز 10 را نشان می‏دهد که در مقایسه با سایر گروه­ها چشم‏گیر است.


 


نمودار2: مقایسه میانگین مساحت سطح مقطع عصب بین گروه­های آزمایشی مختلف در روزهای 5، 7 و 10 پس از قطع عصب سیاتیک. داده­ها به‏صورت میانگین ± انحراف معیار از میانگین ارائه شده است (3=n).


 

ه- بررسی عوارض جانبی داروها در گروه­های آزمایشی

تغییرات وزن و سیر بهبودی حیوانات در 3 گروه آزمایشی دگزامتازون و تیامین با دوز پایین و تیامین با دوز بالا مشابه گروه کنترل منفی بود، فقط در گروه دگزامتازون با دوز بالا (2 میلی‏گرم بر کیلوگرم)، حیوانات به‏تدریج دچار کاهش وزن شده به‏طوری‏که از روز چهارم به بعد این کاهش حتی بدون توزین، مشهود بوده و تقریبا تا روز دهم، 15 درصد وزن اولیه خود را از دست ­دادند (میانگین وزن آنها از 270 گرم به 230 گرم رسید). نکته قابل توجه دیگر این‏که به‏دلیل عوارض جانبی شدید ناشی از تجویز دگزامتازون با دوز بالا، همگی آن‏ها در بین روزهای 2±10 پس از شروع تیمار دارویی تلف ­شدند. 

 

بحث

متعاقب قطع اعصاب محیطی اگرچه بخش پروگزیمال عصب ضایعه دیده اقدام به‏تولید جوانه­های آکسونی میکند و جوانه­های آکسونی با رشد سریع خود به‏سمت قطعه دیستال به‏پیش می­روند، در عین حال ترمیم فیبرهای عصبی اغلب سرانجام مطلوبی نداشته و بازگشت

 

توانایی حسی و حرکتی عضو آسیب دیده رضایت‏بخش نیست (14). بر این اساس، پس از قطع اعصاب محیطی،

اعمال جراحی ترمیمی معمولا یکی از روش­های درمانی اصلی است. با این وجود، امروزه ضرورت استفاده از درمان‏های دارویی مکمل، به‏منظور تقویت ترمیم عصب نیز مطرح می­باشد (6).

دژنراسیون والرین پاسخ دستگاه ایمنی ذاتی به ضایعه عصبی است و مشتمل بر آبشاری از وقایع سلولی و مولکولی دژنراتیو در بخش دیستال فیبرهای عصبی قطع شده می­باشد، که شامل دژنراسیون بخش دیستال آکسون‏های آسیب دیده، فعال شدن سلول‏های شوان و فراخوانی سلول‏های دستگاه ایمنی که تولید و ترشح سایتوکاین­ها و کموکاین­ها را برعهده دارند می­باشد (4).

سایتوکاین­ها مانند یک شمشیر دو لبه عمل می­کنند. اثرات متضاد سایتوکاین­ها با درجه التهاب و هم­چنین زمان واکنش­های التهابی در عصب ضایعه دیده مرتبط می­باشد (4). در این راستا، اکثر سایتوکاین­های بخش دیستال دارای دو یا سه موج هستند که در هفته اول به‏صورت تخریب میلین و فراخوانی ماکروفاژهای خون و در هفته دوم به‏صورت ختم پاسخ­های التهابی بروز می­کند. در این مرحله، سلول‏های شوانی که در باندهای بانگنر مستقر شده­اند علاوه بر سایتوکاین­ها با ترشح فاکتورهای نوروتروفیک و مولکول‏های چسبندگی سلولی موجب تحریک، راهنمایی و تقویت رشد آکسونی می­شوند (15). بر هم کنش بین سایتوکاین­ها و نوروتروفین­ها احتمالا سازوکاری است که پاسخ­های التهابی و ترمیم آکسونی را تنظیم می­کند، در این رابطه نشان داده شده است که سطوح پایین سایتوکاین­های پیش­التهابی TNF-α و IL-6 در شرایط in vitro موجب افزایش رشد نورونی وابسته به نوروتروفین در نورونهای گانگلیون ریشه خلفی نخاع می­شود (16). هم­چنین مشخص شده است که تجویز موضعی و یا سیستمیک آنتاگونیست TNF-α (اتانرسپت) موجب افزایش ترمیم آکسونی می­شد (17). با توجه به گزارش­های مشابه چنین بهنظر می­رسد که برداشت و حذف سایتوکاین­های التهابی مازاد از محل التهاب می‫تواند یک هدف درمانی محسوب شود.

گلوکوکورتیکوئیدها، قدرتمندترین مهارکننده­های اندوژنیک در مقابل پاسخ­های ایمنی هستند. این مولکول‏ها با مهار روند فعالیت NF-κB (Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells) از افزایش بیان مدیاتورهای التهابی جلوگیری می‏کنند (19 ،18). این قابلیت گلوکوکورتیکوئیدها می­تواند توضیحی بر چرایی استفاده گسترده از داروهای ضدالتهابی از قبیل دگزامتازون در درمان جراحات و ضایعات نخاعی و عصبی باشد (20). از طرف دیگر، نقش تیامین نیز در متابولیسم گلوکز، انتقال عصبی در نورون‏ها و اعمال نورولوژیک CNS (Central nervous system) به‏خوبی شناخته شده است (21) و کمبود آن موجب افزایش التهاب و بروز بیماریهای نورودژنراتیو می­شد (22). علاوه بر این تیامین قادر است تا از طرق مختلف  از قبیل تاثیر بر فعالیت سلول‏های دستگاه ایمنی و یا تنظیم بیان مدیاتورهای التهابی ایفای نقش کند (23).

 در مقایسه آثار ضدالتهابی دگزامتازون و تیامین گزارش‫های منتشر شده نشان می­دهند که دگزامتازون موجب کاهش فراخوانی و فعالیت سلول‏های ایمنی، پس از ایجاد ضایعه ناشی از فشردگی عصب سیاتیک در موش صحرایی می­شود (6). به‏همین ترتیب نشان داده شده است که دگزامتازون با سرکوب مدیاتور­های التهابیCCL2 (Chemokine(C-Cmotif)ligand2)، IL-8 و IL-6 و تنظیم آبشارهای سیگنالینگ گوناگون موجب تنظیم التهاب و آپوپتوز در دستگاه عصبی می­شود (24). به‏علاوه در مطالعات آزمایشگاهی به‏عمل آمده بر روی موش‏های صحرایی مدل گلیوما، کاهش تنظیم افزایشی TNF-α و کاهش نفوذپذیری مویرگ‏ها در بافت‏های زیرپوستی پس از تیمار با دگزامتازون گزارش شده است (25). گزارش‫های منتشر شده در مورد آثار ضدالتهابی تیامین نیز حاکی از کاهش پاسخ­های التهابی در بافت عصبی است. در این رابطه نشان داده شده است که تیامین از طریق مهار مسیر NF-κB موجب کاهش بیان و آزاد شدن TNF-α و IL-6 و هم­چنین مهار فعالیت میکروگلیاها می­شود (7). علاوه بر این تیامین موجب افزایش تولید IL-10 می­شود. این ماده یک سایتوکاین ضدالتهابی است و از افزایش تولید TNF-α و IL-1β جلوگیری می­کند (26). به‏همین ترتیب نتایج  به‏دست آمده از مطالعه­ای که بر روی ماکروفاژهای حساس شده با LPS (Lipopolysaccharides) انجام گرفت، نشان داده شد که تیامین موجب کاهش بیان مارکرهای التهابی وابسته به NF-κB می­شود (27). برعکس، کمبود تیامین با افزایش ارتشاح لنفوسیت‏های T و افزایش فعالیت کموکاین CCl2 همراه است. این کموکاین مهاجرت و فعالیت مونوسیت­ها، لنفوسیتهای T، سلول‏های NK (Natural killer cell) و بازوفیل‏ها را تنظیم می­کند (28).

در این مطالعه اثرات تجویز دگزامتازون و تیامین بر دژنراسیون والرین ناشی از قطع عصب سیاتیک، که نوعی پاسخ ایمنی التهابی است مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج این تحقیق حاکی از آثار ضدالتهابی این دو دارو بر واکنش­های التهابی است. در این راستا، کاهش نفوذ سلول‏های ایمنی به بخش دیستال عصب سیاتیک ضایعه دیده و کاهش ادم در بافت عصبی در گروه­های دگزامتازون و تیامین با دوز بالا (رنگ آمیزی H&E) و هم­چنین کاهش تجزیه و حذف قطعات میلینی شکسته شده (برش های نیمه نازک) دیده می­شود، که این اثرات در گروه دگزامتازون با دوز بالا کاملا آشکار است، درحالی‏که در گروه­های دگزامتازون و تیامین با دوز پایین مشابه با گروه کنترل است (شکل‏های 1 و 2). بنابراین دگزامتازون به‏عنوان قوی‏ترین آگونیست گیرنده­های گلوکوکورتیکوئیدی CNS در مدل ضایعه عصب محیطی نیز دارای اثرات ضدالتهابی قدرتمند است. اثرات دگزامتازون و تیامین در جهت سرکوب مسیرهای التهابی وابسته به دوز می­باشد.

نتایج حاصل از شمارش تعداد فیبرهای عصبی، تاخیر در روند حذف فیبرهای عصبی در گروه­های دگزامتازون و تیامین با دوز بالا  در مقایسه با سایرگروه­ها را نشان میدهد. این تاخیر احتمالا به آثار ضدالتهابی دگزامتازون و تیامین در کاهش روند واکنش­های التهابی دژنراسیون والرین و دمیلینه شدن فیبرها مربوط می­شود که به‏ویژه در روزهای 5 و 7 پس از قطع عصب چشمگیرتر است. علت کاهش این اثر در روز 10 ممکن است ناشی از ماهیت آبشاری واکنش‏های التهابی باشد که به‏محض آغاز، به‏سرعت پیش رفته و آثار نورودژنراتیو آن ظاهر می­شود (نمودار1).

یکی‏دیگر از آثار دژنراسیون والرین افزایش ادم در بخش دیستال عصب ضایعه دیده می­باشد (2). اگر چه نتایج محاسبه سطح مقطع بخش دیستال عصب سیاتیک در گروه­های تیمار شده با دگزامتازون و تیامین در مقایسه با گروه کنترل معنی‏دار نیست، اما این نتایج تا حدودی موید کاهش ادم در گروه دگزامتازون با دوز بالا می­باشد که در این زمینه نیز قویتر بودن آثار ضدالتهابی دوز بالای دگزامتازون در مقایسه با سایر تیمارها قابل توجه است (نمودار2).  

مقایسه عوارض جانبی ناشی از تجویز این دو دارو با کاربرد کلینیکی آن‏ها مطابقت دارد. دگزامتازون قوی‏ترین داروی ضدالتهابی بوده که در موارد حاد التهاب عصبی تجویز می­شد (18) اگر چه که مصرف دراز مدت آن با عوارض جانبی متعددی همراه می­باشد (9). درصورتی‏که تیامین به‏عنوان مکمل غذایی استفاده شده و یا در درمان برخی بیماری‏های مزمن مانند بیماری نورولوژیکی سندروم ورنیکه (29)، کاهش عوارض دیابت از قبیل نوروپاتی، نفروپاتی و رتینوپاتی (30 ،8) و نارسایی قلبی (32 ،31) استفاده می­شود. در این رابطه علی‏رغم تجویز دوزهای بالاتر از صد میلی­گرم به‏صورت روزانه، تاکنون هیچ‏گونه گزارشی مبنی بر عوارض جانبی تیامین خوراکی گزارش نشده است (29). 

 

نتیجه­گیری

نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان می­دهند که دگزامتازون و تیامین موجب کاهش نسبی سرعت دژنراسیون والرین در عصب محیطی در مدل قطع عصب سیاتیک در موش صحرایی می­شود. چنین به‏نظر می­رسد که این یافته­ها می­تواند بینش جدیدی در مورد آثار نوروپروتکتیوی و نوروتروفیکی دگزامتازون و تیامین فراهم کرده و تجویز آن‏ها در درمان‏های بالینی را تایید ­نماید.

 

تشکر و قدردانی

این مطالعه با مساعدت مالی حوزه معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد در قالب طرح با کد 33287/3 مصوبه دی ماه 1395 به‏انجام رسیده است که بدین وسیله از آن معاونت محترم تشکر و قدردانی می­شود.

1. Burnett MG, Zager EL. Pathophysiology of peripheral nerve injury: a brief review. Neurosurg Focus. 2004; 16(5):E1.

 

2. Gaudet AD, Popovich PG, Ramer MS. Wallerian degeneration: gaining perspective on inflammatory events after peripheral nerve injury. J Neuroinflammation. 2011; 8:110.

3. Wong KM, Babetto E, Beirowski B. Axon degeneration: make the Schwann cell great again. Neural Regen Res. 2017; 12(4): 518-524.

4. Dubový P, Jančálek R, Kubek T. Role of inflammation and cytokines in peripheral nerve regeneration. Int Rev Neurobiol. 2013; 108: 173-206.

5. Rotshenker S. Wallerian degeneration: the innate-immune response to traumatic nerve injury. J Neuroinflammation. 2011; 8: 109.

6. Feng X, Yuan W. Dexamethasone enhanced functional recovery after sciatic nerve crush injury in rats. Biomed Res Int. 2015; 2015: 627923.

7. Bozic I, Savic D, Laketa D, Bjelobaba I, et al. Benfotiamine attenuates inflammatory response in LPS stimulated BV-2 microglia. PLoS One. 2015; 10(2): e0118372.

8. Várkonyi T, Putz Z, Martos T, Keresztes K, et al. Advances in the management of diabetic neuropathy. Minerva Med. 2017; 108(5): 419-437.

9. Katzung B.G. Basic & Clinical Pharmacology.14thed. ,(eds) United States of America: McGraw-Hill Co; 2018.

10. Boivin A, Pineau I, Barrette B, Filali M, et.al. Toll-like receptor signaling is critical for Wallerian degeneration and functional recovery after peripheral nerve injury. J Neurosci. 2007; 27(46): 12565-76.

11. Earp JC, Pyszczynski NA, Molano DS, Jusko WJ. Pharmacokinetics of dexamethasone in a rat model of rheumatoid arthritis. Biopharm Drug Dispos. 2008;29(6): 366-72.

12. Balk L, Hägerroth PA, Akerman G, Hanson M, et al. Wild birds of declining European species are dying from a thiamine deficiency syndrome. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(29):12001-6.

13. Raimondo S, Fornaro M, Di Scipio F, Ronchi G, et.al. Chapter 5: Methods and protocols in peripheral nerve regeneration experimental research: part II-morphological techniques. Int Rev Neurobiol. 2009; 87:81-103.

14. Allodi I, Udina E, Navarro X. Specificity of peripheral nerve regeneration: interactions at the axon level. Prog Neurobiol. 2012; 98(1): 16-37.

15. Austin PJ, Moalem-Taylor G. The neuro-immune balance in neuropathic pain: involvement of inflammatory immune cells, immune-like glial cells and cytokines. J Neuroimmunol. 2010; 15; 229(1-2): 26-50.

16. Gölz G, Uhlmann L, Lüdecke D, Markgraf N, et.al. The cytokine/neurotrophin axis in peripheral axon outgrowth. Eur J Neurosci. 2006; 24(10): 2721-30.

17. Kato K, Liu H, Kikuchi S, Myers RR, et.al. Immediate anti-tumor necrosis factor-alpha (etanercept) therapy enhances axonal regeneration after sciatic nerve crush. J Neurosci Res. 2010; 88(2): 360-8.

18. Glezer I, Rivest S. Glucocorticoids: protectors of the brain during innate immune responses. Neuroscientist. 2004; 10(6): 538-52.

19. Sternberg EM. Neural regulation of innate immunity: a coordinated nonspecific host response to pathogens. Nat Rev Immunol. 2006; 6(4):318-28.

20. David S, Lacroix S. Role of the immune response in tissue damage and repair in the injured spinal cord. In: Clinical neuroimmunology, Ed 2 (Antel J, Birnbaum G, Hartung HP, Vincent A, eds). 2005; 53–63. Oxford: Oxford UP.

21. Bâ A. Metabolic and structural role of thiamine in nervous tissues. Cell Mol Neurobiol. 2008; 28(7): 923-31.

22. Jhala SS, Hazell AS. Modeling neurodegenerative disease pathophysiology in thiamine deficiency: consequences of impaired oxidative metabolism. Neurochem Int. 2011; 58(3): 248-60.

23. Manzetti S, Zhang J, van der Spoel D. Thiamin function, metabolism, uptake, and transport. Biochemistry. 2014; 11; 53(5): 821-35.

24. Ramesh G, Didier PJ, England JD, Santana-Gould L,et al. Inflammation in the pathogenesis of lyme neuroborreliosis. Am J Pathol. 2015; 185(5): 1344-60.

25. Shishido H, Kikuchi S, Heckman H, Myers RR. Dexamethasone decreases blood flow in normal nerves and dorsal root ganglia. Spine (Phila Pa 1976). 2002; 27(6): 581-6.

26. Sawada M, Suzumura A, Hosoya H, Marunouchi T, et.al. Interleukin-10 inhibits both production of cytokines and expression of cytokine receptors in microglia. J Neurochem. 1999; 72(4):1466-71.

27. Yadav UC, Kalariya NM, Srivastava SK, Ramana KV. Protective role of benfotiamine, a fat-soluble vitamin B1 analogue, in lipopolysaccharide-induced cytotoxic signals in murine macrophages. Free Radic Biol Med. 2010; 48(10): 1423-34.

28. Spinas E, Saggini A, Kritas SK, Cerulli G, et al. CROSSTALK BETWEEN VITAMIN B AND IMMUNITY. J Biol Regul Homeost Agents. 2015; 29(2): 283-8.

29. Hinze-Selch D, Weber MM, Zimmermann U, Pollmächer T. [Thiamine treatment in psychiatry and neurology]. Fortschr Neurol Psychiatr. 2000; 68(3): 113-20.

30. Thornalley PJ. The potential role of thiamine (vitamin B1) in diabetic complications. Curr Diabetes Rev. 2005; 1(3): 287-98.

31. Małecka SA, Poprawski K, Bilski B. [Prophylactic and therapeutic application of thiamine (vitamin B1)--a new point of view]. Wiad Lek. 2006; 59(5-6): 383-7.

32. Wooley JA. Characteristics of thiamin and its relevance to the management of heart failure. Nutr Clin Pract. 2008; 23(5): 487-93.