نشریه دامپزشکی ایران

نشریه دامپزشکی ایران

اثرات ال- تریپتوفان بر بیان ژن تریپتوفان هیدروکسیلاز دینسفالیک در جوجه‌های گوشتی تحت استرس گرمایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 استاد گروه بیولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
3 استادیار گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران
چکیده
    سیستم مونوآمینرژیک مغز در شرایط استرس گرمایی تغییر می­کند.  تحقیقات نشان داده است که طیور تجاری حیواناتی بسیار حساس به استرس گرمایی هستند.  از این رو،  این مطالعه به بررسی اثرات ال تریپتوفان بر بیان ژن تریپتوفان هیدروکسیلاز 1 و 2 (TH1, TH2) دینسفالیک در جوجه گوشتی تحت استرس گرمایی به عنوان مدل حیوانی پرداخت.  چهل و هشت جوجه گوشتی 7 روزه به سه گروه تقسیم شدند.  به جوجه­ ها ال-تریپتوفان (25 و 50 میلی­گرم بر کیلوگرم) و نرمال سالین به صورت داخل صفاقی تزریق شد.  سپس به مدت 5 ساعت در معرض استرس حرارتی (39 درجه سانتی­گراد) قرار گرفتند.  پس از 5 ساعت درمان، پرندگان قبل از مرگ با ایزوفلوران بیهوش شدند.  نمونه­ های مغز جهت ارزیابی بیان ژن گرفته شد.  داده­ ها نشان داد که بیان ژن دینسفالیک TH1 و TH2 در شرایط تنش گرمایی کاهش یافته است.  تجویز تریپتوفان با دوز 50 میلی­گرم بر کیلوگرم به طور قابل توجهی باعث افزایش سطح بیان TH1 و TH2 در جوجه ­های در معرض استرس گرمایی شد.  می­توان نتیجه گرفت که مسیر سروتونرژیک دینسفالیک ممکن است نقش مهمی در بهبود اثر تریپتوفان در شرایط استرس گرمایی داشته باشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Amori, L., Wu, H.-Q., Marinozzi, M., Pellicciari, R., Guidetti, P., & Schwarcz, R. (2009). Specific inhibition of kynurenate synthesis enhances extracellular dopamine levels in the rodent striatum. Neuroscience, 159(1), 196–203.
Chauhan, N. R., Kapoor, M., Singh, L. P., Gupta, R. K., Meena, R. C., Tulsawani, R., Nanda, S., & Singh, S. B. (2017). Heat stress-induced neuroinflammation and aberration in monoamine levels in hypothalamus are associated with temperature dysregulation. Neuroscience, 358, 79–92.
Chen, Y., Xu, H., Zhu, M., Liu, K., Lin, B., Luo, R., Chen, C., & Li, M. (2017). Stress inhibits tryptophan hydroxylase expression in a rat model of depression. Oncotarget, 8(38), 63247.
Crane, J. D., Palanivel, R., Mottillo, E. P., Bujak, A. L., Wang, H., Ford, R. J., Collins, A., Blümer, R. M., Fullerton, M. D., & Yabut, J. M. (2015). Inhibiting peripheral serotonin synthesis reduces obesity and metabolic dysfunction by promoting brown adipose tissue thermogenesis. Nature Medicine, 21(2), 166–172.
Davis, B. P., Engle, T. E., Ransom, J. I., & Grandin, T. (2017). Preliminary evaluation on the effectiveness of varying doses of supplemental tryptophan as a calmative in horses. Applied Animal Behaviour Science, 188, 34–41.
de Lima, A. P. N., Sandini, T. M., Reis-Silva, T. M., & Massoco, C. de O. (2017). Long-lasting monoaminergic and behavioral dysfunctions in a mice model of socio-environmental stress during adolescence. Behavioural Brain Research, 317, 132–140.
Fujigaki, H., Yamamoto, Y., & Saito, K. (2017). L-Tryptophan-kynurenine pathway enzymes are therapeutic target for neuropsychiatric diseases: Focus on cell type differences. Neuropharmacology, 112, 264–274.
Goekint, M., Roelands, B., Heyman, E., Njemini, R., & Meeusen, R. (2011). Influence of citalopram and environmental temperature on exercise-induced changes in BDNF. Neuroscience Letters, 494(2), 150–154.
Höglund, E., Øverli, Ø., Andersson, M. Å., Silva, P., Laursen, D. C., Moltesen, M. M., Krogdahl, Å., Schjolden, J., Winberg, S., & Vindas, M. A. (2017). Dietary l-tryptophan leaves a lasting impression on the brain and the stress response. British Journal of Nutrition, 117(10), 1351–1357.
Ishiwata, T., & Greenwood, B. N. (2018). Changes in thermoregulation and monoamine release in freely moving rats during cold exposure and inhibition of the ventromedial, dorsomedial, or posterior hypothalamus. Journal of Comparative Physiology B, 188, 541–551.
Ito, K, Erwan, E., Nagasawa, M., Furuse, M., & Chowdhury, V. S. (2014). Changes in free amino acid concentrations in the blood, brain and muscle of heat-exposed chicks. British Poultry Science, 55(5), 644–652.
Ito, Kentaro, Bahry, M. A., Hui, Y., Furuse, M., & Chowdhury, V. S. (2015). Acute heat stress up-regulates neuropeptide Y precursor mRNA expression and alters brain and plasma concentrations of free amino acids in chicks. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 187, 13–19.
Kojima, D., Nakamura, T., Banno, M., Umemoto, Y., Kinoshita, T., Ishida, Y., & Tajima, F. (2018). Head-out immersion in hot water increases serum BDNF in healthy males. International Journal of Hyperthermia, 34(6), 834–839.
Kumar, P., Pal, A. K., Sahu, N. P., Jha, A. K., Kumar, N., Christina, L., & Priya, P. (2018). Dietary L-Tryptophan potentiates non-specific immunity in Labeo rohita fingerlings reared under elevated temperature. Journal of Thermal Biology, 74, 55–62.
Li, G., Wang, Y., Yan, M., Ma, H., Gao, Y., Li, Z., Li, C., Tian, H., & Zhuo, C. (2016). Time-dependent co-relation of BDNF and CREB mRNAs in adult rat brains following acute psychological stress in the communication box paradigm. Neuroscience Letters, 624, 34–41.
Mellor, A. L., & Munn, D. H. (1999). Tryptophan catabolism and T-cell tolerance: immunosuppression by starvation? Immunology Today, 20(10), 469–473.
Mota, C. M. D., Branco, L. G. S., Morrison, S. F., & Madden, C. J. (2020). Systemic serotonin inhibits brown adipose tissue sympathetic nerve activity via a GABA input to the dorsomedial hypothalamus, not via 5HT1A receptor activation in raphe pallidus. Acta Physiologica, 228(3), e13401.
Nakagawa, H., Matsumura, T., Suzuki, K., Ninomiya, C., & Ishiwata, T. (2016). Changes of brain monoamine levels and physiological indexes during heat acclimation in rats. Journal of Thermal Biology, 58, 15–22.
Newman-Tancredi, A., Depoortère, R., Carilla-Durand, E., Tarayre, J. P., Kleven, M., Koek, W., Bardin, L., & Varney, M. A. (2018). NLX-112, a highly selective 5-HT1A receptor agonist: Effects on body temperature and plasma corticosterone levels in rats. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 165, 56–62.
Schaaf, M. J. M., de Jong, J., de Kloet, E. R., & Vreugdenhil, E. (1998). Downregulation of BDNF mRNA and protein in the rat hippocampus by corticosterone. Brain Research, 813(1), 112–120.
Sinha, R. K. (2008). Serotonin synthesis inhibition by pre-treatment of p-CPA alters sleep-electrophysiology in an animal model of acute and chronic heat stress. Journal of Thermal Biology, 33(5), 261–273.
Siuciak, J. A., Clark, M. S., Rind, H. B., Whittemore, S. R., & Russo, A. F. (1998). BDNF induction of tryptophan hydroxylase mRNA levels in the rat brain. Journal of Neuroscience Research, 52(2), 149–158.
Tang, J., Zheng, X., Xiao, K., Wang, K., Wang, J., Wang, Y., Wang, K., Wang, W., Lu, S., & Yang, K. (2016). Effect of boric acid supplementation on the expression of BDNF in African ostrich chick brain. Biological Trace Element Research, 170, 208–215.
Tanizawa, H., Shiraishi, J., Kawakami, S.-I., Tsudzuki, M., & Bungo, T. (2014). Effect of short-term thermal conditioning on physiological and behavioral responses to subsequent acute heat exposure in chicks. The Journal of Poultry Science, 51(1), 80–86.
Tanke, M. A. C., Alserda, E., Doornbos, B., van der Most, P. J., Goeman, K., Postema, F., & Korf, J. (2008). Low tryptophan diet increases stress-sensitivity, but does not affect habituation in rats. Neurochemistry International, 52(1–2), 272–281.
Tomonaga, S., Okuyama, H., Tachibana, T., & Makino, R. (2018). Effects of high ambient temperature on plasma metabolomic profiles in chicks. Animal Science Journal, 89(2), 448–455.
U. Bello, A., Idrus, Z., Yong Meng, G., Awad, E. A., & Soleimani Farjam, A. (2018). Gut microbiota and transportation stress response affected by tryptophan supplementation in broiler chickens. Italian Journal of Animal Science, 17(1), 107–113.
Walther, D. J., & Bader, M. (2003). A unique central tryptophan hydroxylase isoform. Biochemical Pharmacology, 66(9), 1673–1680.
Yoshida, J., Erwan, E., Chowdhury, V. S., Ogino, Y., Shigemura, A., Denbow, D. M., & Furuse, M. (2015). Comparison of centrally injected tryptophan-related substances inducing sedation in acute isolation stress-induced neonatal chicks. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 129, 1–6.
Zhang, R., Tachibana, T., Takagi, T., Koutoku, T., Denbow, D. M., & Furuse, M. (2004). Serotonin modifies corticotropin-releasing factor-induced behaviors of chicks. Behavioural Brain Research, 151(1–2), 47–52.
Zhou, J., Li, L., Tang, S., Cao, X., Li, Z., Li, W., Li, C., & Zhang, X. (2008). Effects of serotonin depletion on the hippocampal GR/MR and BDNF expression during the stress adaptation. Behavioural Brain Research, 195(1), 129–138.