การศึกษาภาวะสมดุลแคลเซียมและพฤติกรรมการเรียนรู้ของหนูขาวที่ได้รับการเสริมแคลเซียม

การอ้างอิง/citation

ศราวุธ ลาภมณีย์, ศักรินทร์ ภูผานิล, สิริวรรณ ศรีวงค์, ประพิมพรรณ วงศ์จิตรัตน์, ปาหนัน สุนทรศารทูล และ นรัตถพล เจริญพันธุ์. (2563). การศึกษาภาวะสมดุลแคลเซียมและพฤติกรรมการเรียนรู้ของหนูขาวที่ได้รับการเสริมแคลเซียม (รายงานการวิจัย). กรุงเทพฯ: มหาวิทยาลัยสยาม.

บทคัดย่อ

การเสริมแคลเซียมเป็นที่ศึกษากันอย่างแพร่หลายและสามารถลดความเสี่ยงต่อความผิดปกติของระบบกระดูก เช่น ภาวะกระดูกบางและกระดูกพรุน แต่ยังไม่มีข้อสรุปว่ามีผลต่อประสาทพฤติกรรมและความจำ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการเสริมแคลเซียมต่อพฤติกรรมการเรียนรู้และความจำ การสร้างเซลล์ประสาทในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส และแคลเซียมเมตาลิซึม หนูแรทสายพันธุ์ Wistar เพศผู้ อายุ 8 สัปดาห์ แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มควบคุมและกลุ่มที่ได้รับการเสริมแคลเซียม (12 ตัวต่อกลุ่ม) โดยให้ดื่มน้ำที่มีส่วนผสมของแคลเซียมคลอไรด์ โซเดียม กลูโคส และกาแล็กโทส เป็นระยะเวลา 4 สัปดาห์ แล้วทำการทดสอบพฤติกรรมการเรียนรู้และความจำ ด้วย Morris Water Maze (MWM) และ novel objective recognition (NOR) รวมทั้งปริมาณโปรตีน doublecortin (DCX) ซึ่งบ่งชี้การสร้างเซลล์ประสาทในสมองส่วนฮิโปแคมปัสด้วยวิธี Western blot การศึกษาการแสดงออกของยีนขนส่งแคลเซียมในลำไส้เล็กส่วนต้นด้วยวิธี qRT-PCR โครงสร้างและความแข็งแรงของกระดูกด้วยวิธีhistomorphometry และการดัดงอ 3 จุด ตามลำดับ ผลการศึกษา พบว่า การเสริมแคลเซียมทำให้หนูแสดงพฤติกรรมการเรียนรู้ใน MWM และ NOR รวมทั้งเพิ่มปริมาณโปรตีน DCX ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัสและปริมาณยีนขนส่งแคลเซียม (TRPV6 และ PMCb1) ในลำไส้เล็กส่วนต้น ทั้งนี้การเสริมแคลเซียมทำให้เพิ่มความแข็งแรงของกระดูกและลดพื้นผิวกระดูกเหลือจากการกร่อน ดังนั้นการเสริมแคลเซียมสูตรนี้จึงเป็นวิธีการป้องกันการสูญเสียมวลกระดูกและส่งเสริมให้เกิดการเรียนรู้และความจำ ซึ่งอาจแนะนำแก่ผู้ที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดโรคกระดูกพรุนและความจำบกพร่อง

คำสำคัญ การเสริมแคลเซียม, การเรียนรู้, ความจำ, การสร้างเซลล์ประสาทใหม่

ABSTRACT

It has been well established that calcium supplementation potentially reduces risk of skeletal abnormalities, i.e., osteopenia and osteoporosis. However, it remains unclear whether calcium supplementation affects neurobehavior and memory. The present study aimed to investigate the effect of calcium supplementation on memory-related behaviors, hippocampal neurogenesis and calcium metabolism. Eight-week-old male Wistar rats were randomly divided into two groups, control and calcium supplement (12 rats/group). Rats were administrated drinking water adlibitum supplemented with calcium chloride, sodium, glucose, and galactose for 4 weeks. The learning and memory were evaluated by Morris Water Maze (MWM) novel objective recognition (NOR). Hippocampus was determined the expression of doublecortin (DCX) protein as a reliable marker of adult neurogenesis by Western blot analysis. Duodenal expression of the epithelial calcium transporter genes was determined by qRT-PCR. Femurs and tibias were evaluated microstructural and mechanical properties by histomorphometry and 3-point bending, respectively. The results showed that the calcium-supplemented rats learned to reach the platform in MWM and had an increase in the discrimination index in NOR test. Furthermore, an increase in DCX protein was observed in the calcium-supplemented rats. However, the calcium supplementation did not change total serum calcium but increased duodenal calcium transporter mRNA expression (i.e., TRPV6 and PMCAb1). In addition, bone stiffness was increased but eroded surface decreased indicated an increased bone strength. Therefore, this formulation of calcium supplement could prevent bone loss and enhance learning and memory, suggesting to recommend for osteoporotic and memory impairment individuals.

Keywords: Calcium supplementation, Learning, Memory, Neurogenesis

รายงานการวิจัยของมหาวิทยาลัยสยาม:

• การศึกษาความชุก ความไวต่อยาต้านจุลชีพ และคุณลักษณะระดับโมเลกุลของยีนที่มีพันธุกรรม sequence type (ST) ชนิด ST239 ในเชื้อสแตฟฟิโลคอคคัส ออเรียสที่ดื้อยาเมธิซิลลิน ที่แยกได้จากผู้ป่วยในโรงพยาบาลตากสิน
• การส่งเสริมการดูแลตนเองโดยใช้สื่อเทคโนโลยีเสมือนจริง Augmented reality (AR) กรณีศึกษาผู้ป่วยโรคเบาหวาน คลินิกเบาหวาน โรงพยาบาลตากสิน
• ประสิทธิผลของโปรแกรมสมาธิบำบัด (SKT) ต่อการลดระดับน้ำตาลในเลือดและลดระดับความดันโลหิตในพระสงฆ์ ในเขตภาษีเจริญ กรุงเทพมหานคร
• ประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการใช้อีริโทรไมซินเอสโทเลตชนิดรับประทานร่วมกับเมโทโคลพราไมด์เปรียบเทียบกับการใช้เมโทโคลพราไมด์ชนิดเดียวในผู้ที่ใช้เครื่องช่วยหายใจที่รับอาหารผ่านทางเดินอาหารได้ลดลง: การศึกษาเปรียบเทียบ กลุ่มควบคุมแบบสุ่มชนิดปกปิด 2 ทาง

Faculty of Medicine, Siam University, Bangkok, Thailand