PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM. Transzmitterspecifikus neurális struktúrák funkcionális. anatómiája Lumbricida gyűrűsférgekben

Hasonló dokumentumok
NOS/NADPH-DIAFORÁZ POZITÍV NEURONOK ANATÓMIÁJA ÉS FIZIOLÓGIAI TULAJDONSÁGAI GERINCTELEN MODELL-ÁLLATOKBAN. Zsombok Andrea

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM

OLIGOCHAETA FAJOK IDEGRENDSZERÉNEK IMMUNHISZTOLÓGIAI VIZSGÁLATA

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM. A szenzoros rendszer szerveződése Oligochaeta gyűrűsférgekben. Kiszler Gábor

Jegyzőkönyv. dr. Kozsurek Márk. A CART peptid a gerincvelői szintű nociceptív információfeldolgozásban szerepet játszó neuronális hálózatokban

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM. PACAP-szerű és CAPA peptidek expressziója és lehetséges funkciói. Eisenia fetida kifejlett egyedeiben és embrióiban

TUDOMÁNYOS TEVÉKENYSÉG

OLIGOCHAETA FAJOK IDEGRENDSZERÉNEK IMMUNHISZTOLÓGIAI VIZSGÁLATA

4.1. A bélidegrendszer nitrerg neuronjainak vizsgálata fejlődő csirkeembrióban

II. félév, 8. ANATÓMIA elıadás JGYTFK, Testnevelési és Sporttudományi Intézet. Idegrendszer SYSTEMA NERVOSUM

Összehasonlító morfológiai és elektrokémia vizsgálatok földigiliszták izomzatának szerotonerg beidegzésében

1./ Hím patkányok négy hetes részleges éheztetésének napi átlagfogyasztás 60 %-a) hatása a lateralis septum három neuropeptidjének mennyiségére:

PhD tézis. Dr. Gloviczki Balázs. Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet

A gerincvelő caudalis végének szerkezete (conus medullaris, filum terminale)

A csirkén (Gallus domesticus L., Leghorn) végzett kísérletekhez 38 o C-on inkubált

AZ ELŐADÁS CÍME. Stromájer Gábor Pál

Doktori Tézisek. dr. Osman Fares

Az elért eredmények ismertetése 1. Csirkeembriók gerincvelő telepeiben kimutattuk, hogy az extracellularis matrix (ECM) egyik organizátor molekulája,

1. Propriospinalis axon - gerincvelői motoneuron párok korrelatív fiziológiai, morfológiai vizsgálata és számítógépes modellezése

GALAKTURONSAV SZEPARÁCIÓJA ELEKTRODIALÍZISSEL

Egy idegsejt működése

A tremor elektrofiziológiai vizsgálata mozgászavarral járó kórképekben. Doktori tézisek. Dr. Farkas Zsuzsanna

Idegszövet gyakorlat

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Inger Modalitás Receptortípus. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

Dr. Cserépné Dr. Szabadits Eszter

Mozgás, mozgásszabályozás

SZABADALMI LEÍRÁS. (21) A bejelentés ügyszáma: P (22) A bejelentés napja: (30) Elsõbbségi adatok: P

Búza tartalékfehérjék mozgásának követése a transzgénikus rizs endospermium sejtjeiben

Nemszinaptikus receptorok és szubmikronos Ca2+ válaszok: A két-foton lézermikroszkópia felhasználása a farmakológiai vizsgálatokra.

Szabályozó rendszerek. Az emberi szervezet különbözı szerveinek a. mőködését a szabályozás szervrendszere hangolja

Gerinctelenek idegrendszere

Az inzulin receptort kifejező elsődleges érző idegsejtek morfometriai és neurokémiai jellemzése patkányban

AZ ÖSZTROGÉN ÉS A DEHIDROEPIANDROSZTERON SZEREPE A SZINAPTIKUS ÁTRENDEZŐDÉSBEN

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM. Az Eisenia fetida coelomasejtjei: struktúra, funkció, eredet. Somogyi Ildikó

In Situ Hibridizáció a pathologiai diagnosztikában és ami mögötte van.

Az idegrendszer és a hormonális rednszer szabályozó működése

pénz, idő,, tapasztalat cél: jobban vizsgálhat

AZ IDEGSZÖVET Halasy Katalin

Autonóm idegrendszer

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Receptor felépítése. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

A búza (Triticum aestivum L.) glutamin szintetáz enzim viselkedése abiotikus stresszfolyamatok (a szárazság- és az alumíniumstressz) során

Idegrendszer 2. Központi idegrendszer általános jellemzése. Gerincvelő

Az idegi szabályozás efferens tényezıi a reflexív általános felépítése

A neurogliaform sejtek szerepe az agykéregben

Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Doktori Iskola

Opponensi vélemény. Dr Tajti János A migrén kórfolyamatának vizsgálata című MTA doktori pályázatáról

SZABÁLYOZÁS visszajelzések

Válasz Dr. Gereben Balázs bírálatára

Neuronok előkészítése funkcionális vizsgálatokra. Az alkalmazható technikák előnyei és hátrányai. Neuronok izolálása I

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM

-Két fő korlát: - asztrogliák rendkívüli morfológiája -Ca szignálok értelmezési nehézségei

Immunhisztokémiai módszerek

SZABVÁNYMŰVELETI ELŐÍRÁS. A tejsavdehidrogenáz enzim izoenzimeinek vizsgálata című gyakorlat előkészítése

Fluorozott ruténium tartalmú katalizátorok előállítása és alkalmazása transzfer-hidrogénezési reakciókban

DOKTORI (PHD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI SZAFNER GÁBOR

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

PhD vizsgakérdések április 11. Próbálja meg funkcionális szempontból leírni és példákon bemutatni az intralimbikus kapcsolatok jelentőségét.

Az idegsejtek diverzitása

KÉSZÍTETTE: BALOGH VERONIKA ELTE IDEGTUDOMÁNY ÉS HUMÁNBIOLÓGIA SZAKIRÁNY MSC 2015/16 II. FÉLÉV

AMINOKARBONILEZÉS ALKALMAZÁSA ÚJ SZTERÁNVÁZAS VEGYÜLETEK SZINTÉZISÉBEN

A vesebiopszia standard laboratóriumi vizsgálata. Daru Krisztián, Dr. Iványi Béla SZTE ÁOK Pathologiai Intézet Szeged

Az emésztôrendszer károsodásai. Lonovics János id. Dubecz Sándor Erdôs László Juhász Ferenc Misz Irén Irisz. 17. fejezet

Kolin-acetiltranszferáz

Szakmai zárójelentés OTKA PD 72240

III./2.2.: Pathologiai jellemzők, etiológia. III./2.2.1.: Anatómiai alapok

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

A tanulási és emlékezési zavarok pathofiziológiája. Szeged,

AZ EISENIA FETIDA SZTOMATOGASZTRIKUS IDEGRENDSZERE (Immunhisztológiai és farmakológiai vizsgálatok)

Budapesti Corvinus Egyetem Élelmiszertudományi Kar Mikrobiológiai és Biotechnológiai Tanszék

Alapfogalmak I. Elsősorban fehérjék és ezek szénhidrátokkal és lipidekkel alkotott molekulái lokalizációjának meghatározásának eszköze.

A B C D 1. ábra. Béka ideg-izom preparátum készítése

Fényérzékeny amorf nanokompozitok: technológia és alkalmazásuk a fotonikában. Csarnovics István

Molnár Levente Farkas

KERINGÉS, LÉGZÉS. Fejesné Bakos Mónika egyetemi tanársegéd

A pályázat célul tűzte ki a gerincvelői nociceptív ingerületfeldolgozást végző érző és a gerincvelői szintű motoros működéseket irányító mozgató

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Inger Modalitás Receptortípus. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

Synchronization of cluster-firing cells in the medial septum

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

Sáry Gyula SZTE ÁOK Élettani Intézet

Az érzékelés biofizikájának alapjai. Érzékelési folyamat szereplői. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

A köztiagy (dienchephalon)

Növekvı arzén adagokkal kezelt öntözıvíz hatása a paradicsom és a saláta növényi részenkénti arzén tartalmára és eloszlására

Neurobiológia - III. blokk Idegélettan # 12/4. A vázizomműködés gerincvelői kontrollja - II

Az érzőrendszer. Az érzőrendszerek

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

2) Megfigyelések éheztetés és újraetetés (jóllakottság) hatására bekövetkezett változásokról a hypothalamus neuronjaiban

Engedélyszám: /2011-EAHUF Analitika követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

TUMORSEJTEK FENOTÍPUS-VÁLTOZÁSA TUMOR-SZTRÓMA SEJTFÚZIÓ HATÁSÁRA. Dr. Kurgyis Zsuzsanna

ÁLLATTENYÉSZTÉSI TUDOMÁNYOK DOKTORI ISKOLA Doktori Iskola vezető: Dr. Bánszki Tamás, MTA doktora. Témavezetők: mezőgazdaság-tudomány kandidátusa

A KOLESZTERIN SZERKEZETE. (koleszterin v. koleszterol)

Mikroelektródás képalkotó eljárások Somogyvári Zoltán

Anaerob fermentált szennyvíziszap jellemzése enzimaktivitás-mérésekkel

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI A HEMIPARETIKUS BETEGEK JÁRÁSÁNAK ÉS ÁLLÁSSTABILITÁSÁNAK HORVÁTH MÓNIKA

Az elért eredmények. a) A jobb- és baloldali petefészek supraspinális beidegzése

Immunhisztokémia: Előhívó rendszerek, problémák és megoldások

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

EMLŐS GERINCVELŐ MOTOROS NEURONHÁLÓZATAINAK MORFOLÓGIAI VIZSGÁLATA

Átírás:

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM Biológiai és Sportbiológiai Doktori Iskola Transzmitterspecifikus neurális struktúrák funkcionális anatómiája Lumbricida gyűrűsférgekben PhD értekezés tézisei Solt Zsuzsanna Témavezető: Dr. Molnár László egyetemi docens PÉCS, 2016

1 BEVEZETÉS A Lumbricida fajokat elterjedten alkalmazzák a környezetszennyezés monitorozására, továbbá a laboratóriumi toxikológiai vizsgálatok, a fejlődés- és regenerációbiológiai kutatások modellállataiként. Egyszerű testfelépítésük (homonom szelvényezettség) miatt a központi és környéki idegrendszerük szerveződése több ősi tulajdonsággal rendelkezik, így annak vizsgálata a dúcidegrendszer anatómiai felépítésének és működési jellegzetességeinek megértéséhez és az idegrendszer filogenezisének megismeréséhez járulhat hozzá. A földigiliszták központi és környéki idegrendszere (a testszerveződésnek megfelelően) szelvényezett felépítésű. Az első 30 (differenciált emésztőkészülék szakaszokat és az ivarszerveket tartalmazó) és az utolsó 15-20 (kevésbé differenciált felépítésű) testszelvény kivételével a többi szelvényben azonos szerkezetű és működésű hasdúcok helyezkednek el. A központi idegrendszerre a centralizáció alacsonyabb foka jellemző, bár a harmadik szelvényben elhelyezkedő agydúc alapvetően a szenzoros információk feldolgozásában játszik szerepet, míg a negyedik szelvényben elhelyezkedő garatalatti dúc motoros centrumként ismert. Az egyes hasdúcok helyi reflexközpontok, ennek megfelelően egy-egy szelvény izomzatának, szerveinek működését szabályozzák. A hasdúcok aktivitásának összehangolását a poliszegmentális neurális struktúrák (a primér érzékhámsejtek centrális nyúlványait tartalmazó hosszanti szenzoros axonkötegek, a dorzális óriásaxonok), valamint a szomszédos ganglionok között kapcsolatot kialakító ventrális óriásaxonok és óriás interneuronok, továbbá a pontosan nem ismert lefutású, csak pozíciójuk alapján elnevezett interganglionáris rostkötegek biztosítják. A több,mint ezer sejtet tartalmazó hasdúcokban a bőrizomtömlő hosszanti izmait beidegző 4 pár óriás motoneuront, 26-30 kisméretű motoneuront és néhány centrális érzéksejtet (tapintó, azaz T-sejtek és nyomásérzékelő, azaz P-sejtek) azonosítottak hisztológiai és fiziológiai módszerek alkalmazásával. A hasdúcok jellegzetes struktúrái az (i) ún. rostkereszthidak, ahol a dorzális óriásaxonok, az óriás interneuron nyúlványai szinaptizálnak az óriás motoneuronok kereszteződő nyúlványaival, (ii) a szenzoros hosszanti axonkötegek, amelyek a ventrális óriásaxonokkal, a laterális dorzális óriásaxonok perikaryonjaival és dendritjeivel valamint az óriás motoneuronok nyúlványaival szinaptizálnak. Az óriásaxon rendszerek az óriás motoneuronok működésének összehangolásával a helyváltoztató mozgásokban, valamint a menekülési és visszahúzási reflexek kialakításában játszanak szerepet. A centrális neuropilben, ahol a rostkereszthíd is elhelyezkedik, a fentieken kívül más neurális struktúrát még nem

2 azonosítottak. A Lumbricida fajok központi és környéki idegrendszerében több,mint 30 féle neurotranszmitter (acetilkolin, monoaminok, aminosav transzmitterek, neuropeptidek és nitrogén monoxid) előfordulását írták le az utóbbi évtizedekben alapvetően metszetek enzimés immunhisztokémiai festései alapján. A transzmitter specifikus struktúrák pontos anatómiai lokalizációjának és lehetséges funkcióinak feltárása csak részlegesen történt meg. Jelenleg nem ismert, hogy a dorzális és ventrális óriásaxonok, az óriás interneuronok, illetve az óriás motoneuronok aktivitását milyen transzmitterek befolyásolhatják. CÉLKITŰZÉS Az irodalmi adatok alapján arra következtettünk, hogy a perifériás és központi idegrendszeri neurális struktúrák térbeli mintázatának és lehetséges funkcióinak feltárása hisztokémiai módszerekkel megfestett, jó minőségű totálpreparátumok és a belőlük készült sorozatmetszetek vizsgálata alapján lehetséges. Ezért célunk volt olyan enzim- és immunhisztokémiai módszerek kidolgozása, amelyekkel lehetséges a neurális struktúrák háromdimenziós szerkezetének feltárása totálpreparátumokban. Vizsgálataink során olyan transzmitter specifikus rendszerek szerveződésére koncentráltunk, amelyekről már rendelkezésre álltak részben saját, részben más kutatócsoportok kísérleti eredményei. Célunk az volt, hogy a Lumbricidákban már kimutatott neurotraszmitter specifikus rendszerek közül részletesen tanulmányozzuk 1. a nagy valószínűséggel NO-t termelő struktúrákat (ti. az NOerg rendszerek fontos, szerepet játszanak a kemoszenzációban), hogy részletesebben feltárhassuk a primér érzékhámsejtek centrális kapcsolatait és annak funkcionális következményeit részben a NOS (nitrogén-monoxid szintáz) hisztokémiai markereként ismert NADPH-diaforáz reakcióval, illetve neurális NOS immunhisztokémiai módszerrel; 2. a GABA immunreaktív struktúrák eloszlási mintázatát a primér érzékhámsejtekben és a hasdúcokban, hogy megismerjük a feltehetően gátló transzmitterrel működő szenzoros struktúrák központi kapcsolatait, illetve azonosítsuk a ganglionok megfestett neuronjainak kapcsolatrendszereit; végül 3. a PACAP 27 immunreaktív struktúrákat a perifériás és centrális idegrendszerben annak érdekében, hogy a konzervatív neuropeptid lehetséges funkcióit alaposabban megismerhessük.

3 ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK Kísérleti állatok Vizsgálatainkhoz Lumbricida fajok Eisenia fetida, Eisenia andrei és Lumbricus terrestris (Annelida, Clitellata, Oligochaeta) kifejlett, ivarérett, egyedeit használtuk fel. Az Eisenia fajokat standard laboratóriumi körülmények tenyésztettük, a L. terrestris egyedeket természetes élőhelyekről gyűjtöttük és minimum egy hetes laboratóriumi akklimatizáció után használtuk kísérleteinkben. A narkotizált kísérleti állatok nyereg utáni szelvényeit, szerveit sztereomikroszkóp alatt izoláltuk. A boncolást mindig 7,4 ph-jú giliszta-ringer oldatban hajtottuk végre. Fénymikroszkópos vizsgálatok Fénymikroszkópos vizsgálatainkhoz megfestett totálpreparátumokat és azok műgyantába ágyazott 1,5-2 µm vastagságú metszeteit, vagy a paraffinba ágyazott 10 µm vastagságú metszeteit használtuk fel. A mikrofotókat Nikon Optiphot-2 mikroszkóppal készítettük. A neurális NOS aktivitás kimutatása β-nadph-diaforáz enzimhisztokémiával A kiboncolt 10-12 szelvény hosszúságú bőrizomtömlő és hasdúclánc darabokat frissen összeállított, foszfát-pufferben oldott 4%-os paraformaldehidben (ph 7,4) fixáltuk, majd mosás és 1%-os Triton X-100 oldattal történő permeabilizálás után standard összetételű, szobahőmérsékletű inkubáló oldatba (10 mg Nitro Blue Tetrazolium, 5 mg β-nadph 10 ml foszfát pufferben oldva, ph 7,4) helyeztük. Az aspecifikus formazán leválást az inkubáló oldatba kevert enzimgátlók (Dicumarol, Levamisol, Miconazol, Nátrium-azid, Piruvát, N-etilmaleimid, Diklórfenolindofenol) alkalmazásával akadályoztuk meg. Az enzim szubsztrát specifitását hamis szubsztrátok (α-nadph, β-nadh) alkalmazásával ellenőriztük. Előhívás után a mintákat 1%-os Triton X-100 tartalmú foszfát pufferrel mostuk (aspecifikus festődés eltávolítása), majd 4%-os paraformaldehid oldatban utófixáltuk. A mintákat alapos foszfát pufferes mosás után glicerinnel derítettük (totálpreparátumok), vagy víztelenítés után Durcupan ACM műgyantába ágyaztuk és a blokkokból 2µm-es metszeteket készítettünk. Immunhisztokémiai vizsgálatok A szövetmintákat foszfát pufferben oldott 4%-os, 7,4 ph-jú paraformaldehidben (neurális NOS és PACAP27), illetve frissen összeállított Boer oldatban (3 ml pikrinsav telített

4 oldata, 1 ml 25%-os glutáraldehid, 40 µl jégecet) rögzítettük. A primér antitesttel történő inkubálás előtt a konvencionális hisztokémiai protokolloknak megfelelően kezeltük a vizsgálati anyagainkat. A totálpreperátumok optimális megfestése érdekében a 1%-os Triton X-100 oldattal történő permeábilizálást 12 órától 2 hétig terjedő időtartamra állítottuk be. Az immunfestéshez neurális NOS (Becton Dickinson, N3103) PACAP 27 (Akira Arimura által előállított 88121-5 számú termék) és GABA (Sigma, A2052) immunszérumokat használtunk. A vizsgálati anyagok immunreaktív struktúráit avidin-biotin-peroxidáz komplexszel (ExtrAvidin kit) jelöltük és 3,3 -diaminobenzidin (DAB) oldat segítségével vizualizáltuk. A totálpreparátumok egy részét glicerinnel derítettük mikroszkópos vizsgálatok céljaira, a többit víztelenítés után paraffinba vagy műgyantába ágyaztuk be, majd a blokkokból 10µm-es paraffin metszeteket, illetve 1-2µm vastag gyantás metszeteket készítettünk. Neurális struktúrák azonosítása extracelluláris töltéssel Az átvágott szegmentális idegekbe iontoforézissel (negatív áram, 1 Hz, 600 na, 500 msec) juttattuk be a jelző molekulákat (Lucifer sárga, Sigma), amelyek a primér érzékhámsejtek centrális nyúlványainak lefutását és néhány perifériára projiciáló idegsejt anatómiai lokalizációjának feltárását tette lehetővé. A töltés után a mintákat többször váltott fiziológiás sóoldattal mostuk, majd 4%-os paraformaldehiddel rögzítettük NADPH-diaforáz hisztokémiai vizsgálatokhoz. EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS NADPH-diaforáz pozitív struktúrák a Lumbricida fajok posztklitelláris szelvényeiben Specifikus festődést kaptunk mindkét vizsgált faj bőrizomtömlőjében és hasdúcláncában. A megfestett struktúrák mintázata azonosnak bizonyult a rokon fajokban. 1. A perifériás idegrendszer, a bőrizomtömlő NADPH-d pozitív struktúrái A bőrizomtömlő hámjában szabad idegvégződések (feltehetően a centrális érzéksejtek perifériális nyúlványai), magányos és szenzillákba tömörült primér érzékhámsejtek festődtek NADPH-d-re. A jelölt sejtek morfológiailag heterogének voltak, mind multi- és uniciliáris szenzoros sejtek (kemoreceptorok) festődtek. A nagyobb méretű szenzillák a serték vonalában, a kisebb méretű szenzillák a serték előtti és utáni szelvényfélben helyezkedtek el. A primér érzékhámsejtek axonjai részben a baziepidermális plexushoz csatlakoztak, részben a szegmentális idegekbe léptek be és ott jól

5 detektálható axonköteget formáltak, amelyek a dúcok neuropiljébe futottak. Nem találtunk NADPH-diaforáz aktivitást az izom plexusban. A hasdúcok mindhárom szegmentális idegében NADPH-d pozitív axonkötegeket találtunk, jellegzetes eloszlási mintázattal. Az első szegmentális idegben a jelölt axonok egy nagy és egy kisebb köteget formáltak az ideg ventrális oldalán. A második szegmentális idegben öt, a harmadikban egy vékony axonköteg helyezkedett el. A motoros axonok egyik idegben sem festődtek, de több mellett vékony jelölt (feltehetően szenzoros) nyúlványok futottak. 2. A hasdúclánc NADPH-d pozitív struktúrái A hasdúcok legjellegzetesebb struktúrái az erősen festődő szenzoros longitudinális axonkötegek (intermediomedialis, ventromedialis, ventrolateralism intermediolateralis és dorzolateralis), amelyek primér érzékhámsejtek centrális nyúlványaiból szedődtek össze. A ventrolaterális hosszanti szenzoros axonkötegek főleg az első és harmadik szegmentális ideg axonjaiból szedődtek össze, de abba a második szegmentális idegből is léptek be axonok. A ventromediális és intermediomediális hosszanti szenzoros axonkötegek a második szegmentális idegből szedődtek össze és gyengébb festődést mutattak, mint a laterális pozíciójúak. A dorzolaterális axonkötegek főleg az első és a második szegmentális idegek axonjaiból szedődtek össze, míg az intermediolaterális kötegek kialakításában vizsgálataink szerint csak a második szegmentális ideg axonjai vettek részt. Mindkét fajra jellemző volt, hogy a ganglionokban három pár erősen festődött neuron fordult elő (átmérő: 20-25 µm). Az első szegementális ideg mögött elhelyezkedő sejtek ipszilaterális nyúlványai a dorzolaterális szenzoros hosszanti axonkötegében futottak. Jellegzetes elhelyezkedésük alapján feltételeztük, hogy a T-sejtekkel azonosak. A második pár neuron nyúlványának lefutását nem tudtuk követni. A harmadik pár neuron nyúlványai az óriás interneuronhoz futott. A harmadik ideggyökér mellett elhelyezkedő jelölt sejtek ipszilaterális nyúlványai a dorzolaterális szenzoros hosszanti axonkötegekbe futottak, így azok feltehetően centrális érzőneuronok. A többi festődött neuron a dúc közép régiójában, valamint a kettes-hármas ideg magasságában lokalizálódtak. Néhány kisméretű motoneuron perikaryonja NADPH-d aktivitás mutatott. A NADPH-d hisztokémiai eredményeink arra utalnak, hogy a nagy valószínűséggel NO-t szintetizáló primér érzékhámsejtek (kemoreceptorok) centrális nyúlványai minden szenzoros hosszanti axonkötegben megtalálhatók. Ezek a ventrális óriásaxonnal, a laterális

6 óriásaxon rövid nyúlványaival és az óriás motoneuronokkal szinaptizálva azok működését befolyásolhatják, így szerepet játszhatnak a bőrizomtömlő hosszanti izmainak megrövidülését szabályozó motoros parancsok kialakításában. A kettős jelölések (Lucifer sárga töltés és NADPH-d hisztokémia) eredményei alapján arra következtethetünk, hogy a tapintási (Tsejtek) és nyomási (P-sejtek) információk közvetítése részben NO felszabadítással játszódik le a Lumbricida gyűrűsférgekben. Neurális NOS-immunhisztokémia A neurális NOS ellen termeltetett antitest alkalmazásával elektív festődést kaptunk a hasdúcokban, de a jelölt struktúrák amely nem voltak azonosak a NADPH-d pozitív struktúrákkal. Ebből arra következtettünk, hogy nem a nnos-t termelő idegsejteket festettük meg, hanem olyanokat, amelyekben előforduló (jelenleg ismeretlen) fehérjében a nnos epitopjához hasonló mintázat található. A Lumbricida fajok GABA immunreaktív struktúrái Az alkalmazott immunfestésekkel szenzoros és interneuronális struktúrákat azonosítottunk a Lumbricida fajok környéki és központi idegrendszerében. 1. A bőrizomtömlő és a perifériás idegrendszer GABA-IR struktúrái A totálpreparátumokon és a belőlük készült metszetek vizsgálata alapján írtuk le a GABA-IR primér érzékhámsejtek eloszlási mintázatát a posztklitelláris testszelvényekben. A jelölt sejtek többsége magányos érzéksejt (feltehetően mechanoreceptorok), amelyek látszólag random módon helyezkedtek el az elülső és hátsó szelvényfelekben. Csoportosult érzéksejtek (kemoreceptorként ismert uni- és multiciliás sejtek) a sertesorban elhelyezkedő szenzillákban találhatók. A jelölt sejtek morfológiája igen változatos, akár egyetlen szenzillán belül is, de nyúlványaik lefutására jellemző, hogy a rövidebbek a baziepidermális plexusban végződtek, míg a vastagabb centrális nyúlványok a szegmentális idegeken át a hasdúcokba futottak. 2. A hasdúclánc GABA-IR struktúrái Fénymikroszkópos vizsgálataink szerint a GABA-IR primér érzékhámsejtek centrális nyúlványai a ventrális óriásaxont hüvelyszerűen körülvevő ventrolaterális és a ventromediális hosszanti szenzoros axonkötegekegben futottak, a többi szenzoros kötegben jelölt axonokat nem találtunk. A GABA-IR neuronok eloszlási mintázata azonos volt a vizsgált fajokban. A jelölt sejtek

7 nyúlványainak lefutása nem minden esetben volt követhető, így több neuron lehetséges funkciójára nem tudtunk következtetni. A hasdúcok jellegzetes jelölt struktúrái a dorzális óriásaxonok közelében elhelyezkedő négy poliszegmentális interneuronális axonköteg volt, amelyek az első szegmentális ideg mögött elhelyezkedő négy pár neuron és a harmadik szegmentális ideg mellett elhelyezkedő tíz-tizenkét pár neuron nyúlványaiból szedődött össze. Az első szegmentális ideg mögötti neuronok rövidebb nyúlványai anterior irányba futva csatlakoztak az ipszilaterális axonkötegekhez, míg a hosszabb nyúlványai poszterior irányba futva kereszteződtek és a kontralaterális axonkötegek kialakításában vettek részt. A kereszteződő axonok síkjában helyezkedik el a dorzális óriásaxonok és az óriás interneuronok nyúlványai, valamint az óriás motoneuronok axonjai által létrehozott jellegzetes szinaptizálódási hely, az ún. rostkereszthíd. A harmadik szegmentális idegek síkjában elhelyezkedő neuronok vékonyabb nyúlványainak lefutása nehezebben volt követhető, azok az ipszilaterális axonkötegekbe léptek be. A közismerten gátló hatású GABA előfordulása a primér érzékhámsejtekben és a baziepidermális plexusba futó nyúlványaiban arra utal, hogy a GABA a szenzoros működés perifériás regulációjában szerepet játszhat. A jelölt primér érzékhámsejtek centrális nyúlványai a ventrális óriásaxont körülvevő ventrolaterális és a ventromediális szenzoros hosszanti axonkötegekben koncentrálódtak, ami bizonyítja, hogy a Lumbricida gyűrűsférgek szenzoros működésében transzmitter specifikus neurális struktúrák vesznek részt. Mivel a két szenzoros hosszanti axonköteg az óriás motoneuronok működését moduláló ventrális óriásaxonok és a laterális dorzális óriásaxonok nyúlványrendszerével szinaptizál, a GABAerg szenzoros axonok indirekt módon befolyásolhatják a testfal hosszanti izomzatának kontrakcióját kiváltó óriás motoneuronok működését. A poliszegmentális interneuronális axonkötegek szoros kapcsolatban állva a dorzális óriásaxonok nyúlványaival, továbbá a rostkereszthídban található struktúrákkal (óriás interneuron, óriás motoneuronok axonjai) befolyásolhatják azok aktivitását, így a hosszanti izmok összehangolt működését igénylő menekülési és visszahúzási reflexek kialakításában játszhatnak szerepet. PACAP 27-szerű immunreaktív struktúrák a Lumbricida gyűrűsférgek perifériás és központi idegrendszerében PACAP 27-szerű immunreaktív struktúrákat találtunk az Eisenia andrei egyedek a

8 bőrizomtömlő hámjában és a hasdúcláncában. Magányos és szenzillákba tömörült primér érzékhámsejtek mellett nagy számban fordultak elő szabad idegvégződések is a hámban. A primér érzékhámsejtek centrális nyúlványainak lefutását fénymikroszkóppal nem tudtuk követni sem a bőrizomtömlőben, sem a szegmentális idegekben sem a hasdúcokban. Ez alapján feltételezzük, hogy a jelölt axonok csak elenyésző része lép be a központi idegrendszerbe, nagyrészük a szubepidermális plexusban szinaptizál más ittlévő struktúrákkal, annak működését befolyásolja és feltehetőleg a lokális információfeldolgozásban vesznek részt. A központi idegrendszerben detektált PACAP 27- szerű immunreaktív struktúrák egy része anatómiai elhelyezkedésük alapján centrális érzéksejtek lehet, amelyek perifériás nyúlványai a bőrizomtömlő hámjában végződnek. Eredményeink alapján arra következtetünk, hogy a PACAP 27 szerű immunreaktivitást mutató struktúrák a Lumbricida gyűrűsférgek szenzoros működéseiben speciális szerepet játszhatnak.

9 ÖSSZEFOGLALÁS Transzmitterspecifikus (a feltehetően NO termelő NADPH-diaforáz pozitív, GABAerg és peptiderg, nevezetesen PACAP-immunreaktív) neurális struktúrák funkcionális anatómiáját tanulmányoztuk Lumbricida gyűrűsférgekben totálpreparátumok és a belőlük készített sorozatmetszetek tanulmányozása alapján. Kimutattuk, hogy a primér érzékhámsejtekre és a centrális érzéksejtekre jellemző a NADPH-diaforáz aktivitás a vizsgált fajokban és részletes leírást adtunk a jelölt struktúrákról. A lumbricidákban mind az öt pár hosszanti szenzoros axonköteg erősen jelölődött, ami arra utal, hogya nitrogén monoxid az érző működésekben fontos szerepet játszik. Retrográd töltés és enzimhisztokémia kombinált alkalmazásával bizonyítottuk, hogy a T-sejtek feltehetően NO-t szintetizálnak. A GABA jelenlétét mutattuk ki a szenzoros rendszerben, számos interneuronális struktúrában és néhány kisebb, pozíciója alapján motoneuronként azonosított struktúrában. A jelölt primér érzékhámsejtek többsége magányos sejt volt, szenzillákat a sertesorban azonosítottunk. A szenzoros sejtek centrális axonjait két hosszanti szenzoros kötegben, a ventrolaterálisban és a ventromediálisban mutattuk ki. Az előbbi a ventrális óriásaxon körül helyezkedik el, utóbbi az óriás motoneuronok és a laterális óriásaxon dendritjeivel érintkezik, ami arra utal, hogy a GABAerg szenzoros rostok a mozgáskoordinációban kulcsszerepet játszanak. Először írtuk le a finomrostú poliszegmentális interganglionáris rendszert, amelynek a sejttestjei az első, illetve a második-harmadik szegmentális ideg mögött helyezkednek el, rostjai az óriásaxonok kollaterálisaihoz és az óriás interneuronhoz kapcsolódnak. Nagy számban találtunk GABA-IR rostokat az ún. rostkereszthíd területén, ahol az előzőekben említett inteneuronális struktúrák és az óriás motoneuronok axonjai között nagy számban fordulnak elő szinapszisok, ami arra utal, hogy a mozgáskordináció szabályozásában kiemelkedő szerepe van. Erősen festődő PACAP 27 szerű immunreaktivitást mutató szabad idegvégződéseket, magányos és szenzillákba tömörült érzékhámsejteket találtunk a bőrizomtömlő hámjában. Utóbbiak rostjainak lefutása csak a baziepidermális plexusig volt követhető, ami arra utal, hogy ezek nagy valószínűséggel a baziepidermális plexus egyéb rostjain végződnek és így a perifériás információfeldolgozásban játszanak szerepet. A szabad idegvégződések a centrális érzéksejtek perifériás nyúlványai lehetnek. Adataink a PACAP 27-szerű immunreaktív struktúrák Lumbricida gyűrűsférgek érző működéseiben játszott speciális szerepére utalnak.

10 KÖZLEMÉNYEK JEGYZÉKE A disszertáció alapjául szolgáló publikációk 1. Solt Zs., and Molnár L., (2001): Investigation of the development of a subintestinal ganglion in Eisenia fetida: a histological and histochemical study. Neurobiology, 9: 59-60. 2. Solt Zs., Zsombok A., Pollák E., Molnár L., (2016) NADPH-diaphorase histochemistry selectively stains peripheral and central sensory structures of lumbricid earthworms. Acta Biologica Hungarica, 67 (4), 364 372. IF: 0,589. 3. Kiszler G., Várhalmi.E., Krecsák L., Solt Zs., Pollák E., Molnár L., (2016) GABA immunoreactive elements in the sensory system of the earthworm Eisenia fetida (Annelida, Clitellata) Invertebrate Survival Journal, 13: 172-185. IF: 0,929 4. Solt Zs., Pollák E., Molnár L., (2016) PACAP-like peptides can modulate the sensory processing in earthworms. Invertebrate Survival Journal. Accepted. IF: 0,929 A disszertációhoz kapcsolódó konferencia előadások, poszterek 1. Zsombok A., Solt Zs., and Molnár L., (1998): Identified neurons in some subintestinal ganglia of Lumbricus terrestris (Annelida, Oligochaeta) with lucifer yellow retrograde filling. 5th Annual Meeting of Hungarian Neuroscience Society, 21-24 January, Debrecen. Abstract: Neurobiology, 6: 269. 2. Zsombok A., Solt Zs., and Molnár L., (1998): Identification of neuron clusters of segmental ganglia with lucifer yellow filling in Lumbricus terrestris (Annelida, Oligochaeta). Proc. 26th Göttingen Neurobiol. Conference, George Thieme Verlag, Stuttgart, Vol. II.: 550. 3. Zsombok A., Solt Zs., and Molnár L., (1999): Putative NOS expressing neurons in lumbricid oligochaetes: NADPH-diaphorase histochemistry. Proc. 27th Göttingen Neurobiol. Conference, George Thieme Verlag, Stuttgart, Vol. II.: 613 4. Solt Zs., Pollák E., and Molnár L., (2000): Ganglion development in Eisenia fetida: a neurohistochemical study. 7th Annual Meeting of Hungarian Neuroscience Society, Budapest. Abstract: Neurobiology, 8 (3-4): 396. 5. Molnár L., Zsombok A., Solt Zs., and Pollák E., (2001): Functional anatomy of the

11 NADPH-diaphorase positive neural structures in the central nervous system of lumbricid earthworms. Proc. 28th Göttingen Neurobiol. Conference, George Thieme Verlag, Stuttgart, Vol. II.: 477. 6. Solt Zs., Zsombok A., Pollák E., and Molnár L., (2001): Transmitter specific sensory pathways of lumbricid earthworms: a histochemical study with functional correlations. Proc. 28th Göttingen Neurobiol. Conference, George Thieme Verlag, Stuttgart, Vol. II.: 478. 7. Molnár L., Solt Zs., Kiszler G., and Pollák E., (2002): Chemical neuroanatomy of peripheral sensory pathways in lumbricid earthworms. 7th International Symposium on Earthworm Ecology, 1st-6th September, Cardiff. Abstract: 204-205. 8. Molnár L., Solt Zs., Kiszler G., and Pollák E., (2003): Pattern of GABA-immunreactive neural structures in the original and regenerated ventral nerve cord ganglia of the earthworm, Eisenia fetida. Proc. 29th Göttingen Neurobiol. Conference, George Thieme Verlag, Stuttgart, Vol. II: 968-969. 9. Faragó B., Boros Á., Solt Zs., Pollák E., and Molnár L., (2005): Three-dimensional visualization of GABA-immunoreactive neural structures in the central nervous system of invertebrate model animals: a mapping study. 10th Annual Meeting of the Hungarian Neuroscience Society. Abstract: Clinical Neuroscience 58(1): 28. 10. Kiszler G., Boros Á., Pollák E., Solt Zs., and Molnár L., (2007): Anatomy, pattern and development of GABAergic sensory system in a model animal Eisenia fetida (Annelida, Oligochaeta). XI. MITT Konferencia, Szeged, január 24-27. Egyéb tanulmányok 1. Takács A., Kabak-Solt Zs., Mikle G., Kollár L., (2014): Alkoxycarbonylpiperidines as N- nucleophiles in the palladium-catalyzed aminocarbonylation. Monatshefte für Chemie Chemical Monthly, 145:(9) pp. 1473-1478. IF: 1,131 2. Takács A., Marosvölgyi-Haskó D., Kabak-Solt Zs., Damas, L., Rodrigues Fabio M.S., Carrilho Rui M.B., Pineiro M., Pereira M. M., Kollár L., (2016): Functinalization of indole at C-5 or C-7 via palladium-catalysed double carbonylation. A facile synthesis of indole ketocarboxamides and carboxamide dimers. Tetrahedron, 72:(2) pp. 247-256. IF: 2,645