GABAerg mechanizmusok szerepe a cochlearis dopamin felszabadulás szabályozásában

Hasonló dokumentumok
A COCHLEA DOPAMINERG ÉS GLUTAMÁTERG NEUROTRANSZMISSZIÓJÁNAK VIZSGÁLATA. dr. Halmos György Témavezető: Prof. Dr. Vizi E.

A szenzorineurális halláskárosodások gyógyszeres terápiájának kutatása. dr. Polony Gábor

Parakrin szabályozású védekező mechanizmusok vizsgálata a Corti szervben. Dr. Horváth Tamás

Zárójelentés. A) A cervix nyújthatóságának (rezisztencia) állatkísérletes meghatározása terhes és nem terhes patkányban.

GABAerg mechanizmus szerepe a cochlearis dopamin felszabadulás szabályozásában

A diabetes hatása a terhes patkány uterus működésére és farmakológiai reaktivitására

Doktori tézisek. Dr. Borbély Zoltán. Semmelweis Egyetem Klinikai orvostudományok Doktori Iskola

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

Tamás László: Fülben végbemenő folyamatok nagy hangosságú zajok, zenei események tartós behatásakor. László Tamás MD

Gyermekek követéses objektív hallásvizsgálati eredményei zenei gyerekműsorok hatásának bemutatására

A COCHLEA DOPAMINERG ÉS GLUTAMÁTERG NEUROTRANSZMISSZIÓJÁNAK VIZSGÁLATA

Hallás és szenzorineurális halláskárosodások a gyógyszeres terápia lehetőségének kutatása

AZ ÖSZTROGÉN ÉS A DEHIDROEPIANDROSZTERON SZEREPE A SZINAPTIKUS ÁTRENDEZŐDÉSBEN

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

A zajmérésekkel együtt elvégzett hallásvizsgálatok, azok eredményei

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

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

A somatomotoros rendszer

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

Kutatási beszámoló ( )

FEJEZETEK AZ ÉLETTAN TANTÁRGYBÓL

GLUTAMINSAV-GABA CSEREFOLYAMAT A KÖZPONTI IDEGRENDSZERBEN

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

A tanulási és emlékezési zavarok pathofiziológiája. Szeged,

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

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

A nikotinos acetilkolin és a kannabinoid receptorok szerepe a neurotranszmitter-felszabadulás szabályozásában a központi idegrendszerben

Dr. Lendvai Balázs Preszinaptikus moduláció megfigyelése 2-foton képalkotással A téma címe:.. A kutatás időtartama: Témavezető neve:..

Az adenozin-dezamináz gátlás hatása az interstitialis adenozin-szintre eu-és hyperthyreoid tengerimalac pitvaron

A sejtmembrán szabályozó szerepe fiziológiás körülmények között és kóros állapotokban

Szinaptikus folyamatok

AZ AGYI DOPAMINERG TRANSZMISSZIÓ PURIN- ERG MODULÁCIÓJA; VISELKEDÉSFARMAKOLÓGIAI KÖVETKEZMÉNYEK

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

Az újszülöttek hallásszűréséről /Alapkutatástól a napi gyakorlatig/

Ca 2+ Transients in Astrocyte Fine Processes Occur Via Ca 2+ Influx in the Adult Mouse Hippocampus

Hallás és szenzorineurális halláskárosodások a gyógyszeres terápia lehetőségének kutatása

Leukotriénekre ható molekulák. Eggenhofer Judit OGYÉI-OGYI

Aktív életerő HU/KAR/0218/0001

A függőség fajtái 1. A függőség fajtái 2.

A [ 3 H]glutamáttal előinkubált hippokampusz szeletből mind az ATP (EC 50 = 5 mm, maximális hatás 10 mm-nál), mind a BzATP; (EC 50 = 0.

beállítottuk a csirke Bmal1, Clock és AA-NAT mrns szintek kvantitatív mérésére

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

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

A magatartás szabályozása A vegetatív idegrendszer

A SZEROTONIN-2 (5-HT 2 ) RECEPTOROK SZEREPE A SZORONGÁS ÉS ALVÁS SZABÁLYOZÁSÁBAN. Kántor Sándor

Új terápiás lehetőségek (receptorok) a kardiológiában

FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Osztályozási fák, durva halmazok és alkalmazásaik. PhD értekezés

A függőség pszichogenetikája

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

SZAGLÁS 2

Új szignalizációs utak a prodromális fázisban. Oláh Zita

A függőség pszichogenetikája

Kommunikáció. Sejtek közötti kommunikáció

Dózis-válasz görbe A dózis válasz kapcsolat ábrázolása a legáltalánosabb módja annak, hogy bemutassunk eredményeket a tudományban vagy a klinikai

Az agytörzsi dorzális vagus komplex glukokináz expressziójának molekuláris. és funkcionális változásai I-es típusú diabetes egérmodelljében

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

A juxtaglomeruláris apparátus jelátviteli mechanizmusai a macula densán keresztül és azon túl

MEMBRÁNKONTAKTOR ALKALMAZÁSA AMMÓNIA IPARI SZENNYVÍZBŐL VALÓ KINYERÉSÉRE

Dr. Péczely László Zoltán. A Grastyán örökség: A játék neurobiológiája

OTKA ZÁRÓJELENTÉS

Centrális mechanizmusok a neuropathiás fájdalom kialakulásában. Nagy Gergely György, Andrew Todd

OTKA nyilvántartási szám: T Haller J. és mtsai: Glukokortikodok és magatartási rendellenességek...

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

Statikus és dinamikus elektroenkefalográfiás vizsgálatok Alzheimer kórban

Szignáltranszdukció Mediátorok (elsődleges hírvivők) az információ kémiailag kódolt

Hogyan veheti észre, hogy halláscsökkenésben szenved?

Az agy betegségeinek molekuláris biológiája. 1. Prion betegség 2. Trinukleotid ripít betegségek 3. ALS 4. Parkinson kór 5.

A belsőfül szövettana. Dobó Endre

A szkizofrénia dopamin elmélete. Gyertyán István. Richter Gedeon NyRt.

Az anti-apoptózis mechanizmus vizsgálata agyi ischaemia/hypoxia modellekben

A kémiai szinapszis (alapok)

Receptorok, szignáltranszdukció jelátviteli mechanizmusok

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

KERINGŐ EXTRACELLULÁRIS VEZIKULÁK ÁLTAL INDUKÁLT GÉNEXPRESSZIÓS MINTÁZAT VIZSGÁLATA TROPHOBLAST SEJTVONALBAN

Központi idegrendszeri vizsgálatok.

A GLIASEJTEK ÉS AZ EPILEPTIKUS AKTIVITÁS KAPCSOLATA GÁSPÁR ATTILA GLIA SEJTEK ÉLETTANA EA

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

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

MAGYAR NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÁS

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

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI A HEMIPARETIKUS BETEGEK JÁRÁSÁNAK ÉS ÁLLÁSSTABILITÁSÁNAK HORVÁTH MÓNIKA

Az idegrendszer és a hormonális rednszer szabályozó működése

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

Semmelweis Egyetem, Budapest, Onkológiai Tanszék, Országos Onkológiai Intézet, 1122 Ráth Gy. u. 7-9.

Pszichiátriai zavarok neurobiológiai alapjai

Az elmúlt években végzett kísérleteink eredményei arra utaltak, hogy az extracelluláris ph megváltoztatása jelentősen befolyásolja az ATP és a cink

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

Gyógyszeres kezelések

Orvostájékoztató urológusoknak. Erektilis Diszfunkció Lökéshullám terápia (EDSWT)

Az endokannabinoid jelpálya molekuláris szerveződése és szerepe a szinapszisokban

Prof. Dr. Kéri Szabolcs SZTE ÁOK, Élettani Intézet, 2018

Orvosi élettan. Bevezetés és szabályozáselmélet Tanulási támpontok: 1.

ZÁRÓJELENTÉS OTKA AZ ÉP ÉS KÓROS PORCSZÖVET VÁLTOZÁSA IN VITRO KÍSÉRLETEKBEN

Részletes szakmai beszámoló a sz. OTKA pályázat támogatásával elvégzett munkáról és a kapott eredményekről

OTKA ZÁRÓJELENTÉS. A vanilloid receptor-1 (TRPV1) szerepe a bőr élettani folyamatainak szabályozásában fiziológiás és patológiás állapotokban

Érzékszervi receptorok

Neurotranszmisszió. Prof. Dr. Kéri Szabolcs. SZTE ÁOK, Élettani Intézet, Miért fontos a szinapszisokkal foglalkozni?

Ízületi mozgások. összehasonlító biomechanikai vizsgálat

Glutamáterg vegyületek hatása a tovaterjedő depolarizációra, és felismerési memóriában az emléknyom kialakulására: gyógyszerfejlesztési szempontok

Átírás:

GABAerg mechanizmusok szerepe a cochlearis dopamin felszabadulás szabályozásában Doktori tézisek Dr. Doleviczényi Zoltán Semmelweis Egyetem Szentágothai János Idegtudományi Doktori Iskola Témavezető: Dr. Lendvai Balázs, Ph.D. Hivatalos bírálók: Szigorlati bizottság elnöke: Dr. Küstel Marianna egyetemi docens, Ph.D. Dr. Helfferich Frigyes, Ph.D. Prof. Dr. Majorossy Kálmán, egyetemi tanár, professzor emeritus Szigorlati bizottság tagjai: Prof. Dr. Bauer Miklós, egyetemi tanár, professzor emeritus Dr. Szirmai Ágnes, egyetemi docens, PhD Budapest 2009

Bevezetés Világszerte jelentős népegészségügyi problémát jelent a különböző fokú és jellegű halláscsökkenés. A Föld teljes lakosságából mintegy 278 millió ember szenved közepes, vagy annál súlyosabb fokú halláskárosodásban (WHO, 2005) Hazánk lakosságának 10%-a küszködik valamilyen mértékű hallásproblémával; 30-40 ezer a siketek, s mintegy 300 ezer a közepes és súlyos fokban nagyothallók száma Magyarországon. A percepciós halláskárosodás már évtizedek óta a klinikai és kísérletes vizsgálatok középpontjában áll. Bár a patomechanizmus sok tekintetben tisztázott, jelenleg sem ismert teljes egészében; így a célzott klinikai kezelés is várat magára. Az idegi típusú hallásromlások etiológiai okai közül kiemelkedik az ischaemiás halláskárosodás jelentősége, hiszen minden bizonnyal ebbe a csoportba sorolható az időskori halláscsökkenés legnagyobb része. A modern világ civilizációs betegségei közé sorolható a zaj okozta halláskárosodás, mely a fokozódó technikai fejlődéssel egyre növeli ezt a nagyszámú betegcsoportot. A cochleában a belső szőrsejtek (BSZ) és az afferens idegrost közötti glutamáterg kapcsolatnak kiemelkedő jelentősége van. Ischaemiás állapotokban, vagy zajártalom esetén a BSZ-ből extrém mennyiségű glutamát (Glu) szabadulhat fel, mely károsítja az afferens ideget. A cochlea és agytörzs közötti visszacsatoló körben, a lateralis olivocochleáris efferensből (LOC) felszabaduló dopamin (DA) csökkenti a Glu okozta excitotoxicitást, így neuroprotektív hatású. 2

A cochlea főbb neurotranszmitterei Dopamin A DA receptorok metabotróp receptorok, működésük G-fehérjéhez kötött. Molekuláris biológiai módszerekkel 5-féle DA receptort azonosítottak. A DA hatásának közvetítésében D 2 és D 3 jelenlétét igazolták egér cochleájában. Ezzel összhangban funkcionális bizonyítékokat is találtak arra, hogy a DA D 2 és D 3 receptorokon keresztül fejti ki protektív hatását. A cochleában a DA autoreceptorok típusa és funkciója azonban pontosan még nem ismert. Glutamát A glutamát receptorok 2 fő csoportba sorolhatók: ionotróp és metabotróp receptorok. Míg az ionotróp receptorok (iglur) a gyors szinaptikus transzmisszióért felelősek, a glutamát receptorok másik fő csoportját képező metabotróp receptorok (mglur) G-fehérjéhez kapcsoltak és a lassú szinaptikus ingerületátvitelt modulálják intracelluláris másodlagos jelátviteli rendszereken keresztül. Az afferens dendriten az ionotróp glutamát receptorok valamennyi típusát kimutatták, korábbi kísérletekkel nem sikerült igazolni ezeken a iglur-on keresztül létrejövő intracochlearis visszacsatoló mechanizmust. Számos tanulmány igazolta a metabotróp glutamát receptorok jelenlétét a ganglion spirale és a belső szőrsejtek területén, azonban cochleaban betöltött szerepéről keveset tudunk. Farmakológiai és jelátvitel alapján 3 fő csoportját különböztetik meg. Általánosan elfogadott, hogy a II., III. típusú mglur-k gátló hatásúak, valamint az agonistái neuroprotektív hatással rendelkeznek. Tekintve, hogy lassabb kinetikájúak az ionotróp receptorokhoz képest, valószínűleg modulációs folyamatokban vesznek részt a cochleaban. 3

Szerotonin (5-HT) A szerotonin széles körben jelen van a táplálkozás, alvás, szexuális viselkedés, cirkadián ritmus, neuroendokrin rendszer, vaszkularis konstrikció folyamataiban. Számos pszichiátriai betegség, úgy mint depresszió, szociális fóbiák, skizofrénia, obszcesszív-konvulzív és pánik betegségek etiológiájában mutatták ki jelentőségét. A hallásban betöltött szerepéről azonban sokkal kevesebbet tudunk. A szerotonin receptorokat struktúra és funkció alapján 7 csoportra osztották (5HT 1-7 ). Az 5-HT 4,6,7 receptorok serkentő G s proteineken keresztül a camp képződést segítik elő. A cochleában a külső és belső szőrsejtek felé vetítő szerotonerg rostokat már kimutattak, melyek az eloszlásmintázatuk szerint a laterális olivocochlearis köteghez kapcsolódnak. 5-HT metabolitok, valamint 5-HT receptor mrns jelenlétét igazolták emlős cochleában. A hallás modulációjában a szerotonerg beidegzés szerepét már korábban is feltételezték. Funkcionális vizsgálatok alapján komplex szerepet tulajdonítanak a szerotonerg beidegzésnek, hiánya, vagy károsodása patológiás állapotokat eredményezhet. GABA A γ-amino-vajsav (GABA) a központi idegrendszer általánosan ismert gátlószere. A központi idegrendszer szinapszisainak 20-50%-ában fordul elő GABA transzmitterként. A LOC terminálisaiból felszabaduló neurotranszmitterek között GABA-t is azonosítottak. A glutamáterg, szerotonerg és GABAerg rendszer kapcsolatának létezését számos tanulmány támasztja alá, mely a később részletezett kísérletünk elméleti hátterét alkotja. Immunogold technikával bizonyították GABAerg rostokon mglur 3 és 5-HT 6 jelenlétét, felvetve heteroszinaptikus hatások lehetőségét. 4

Célkitűzések A lateralis olivocochleáris efferens rostokból felszabaduló DA-ról ismert, hogy a glutamát okozta excitotoxicitás csökkentése révén neuroprotektív hatású a hallószervet érő zaj- és ischaemiás károsodások ellen. Fő célunknak tekintettük, hogy a DA felszabadulás receptorokon keresztüli szabályozását jobban megismerjük, valamint potenciális gyógyszercélpontokat kutassunk fel ezen károsodások leküzdése céljából. 1. Kutatócsoportunk korábbi feltételezése szerint, a short-loop feed back visszacsatoló kör mellett intracochlearis fékező mechanizmus létezhet, melyben a felszabadult glutamát fokozná a LOC efferensek DA kiáramlását, eddig nem sikerült igazolni. Jelen kísérletünkben a mglur-k cochleában betöltött funkcionális szerepét akartuk tisztázni. A mglur-ok ismert neuroprotektív tulajdonságának tükrében meg kívántuk vizsgálni, hogy van-e kapcsolat a mglur-ok aktivációja-gátlása és a protektív hatású DA felszabadulás között. 2. A szerotonerg innervációnak szerepe lehet a hallás modulációjában, azonban ennek pontos mechanizmusa nem ismert. Ezért célunk volt funkcionális bizonyítékot szerezni, vajon a szerotonin receptorok befolyásolják-e a cochlearis neurotranszmissziót, ezért újabban felfedezett 5HT 6/7 receptor antagonisták DA felszabadulásra kifejtett hatását teszteltük. 3. A neuroprotektív DA cochlearis hatásmechanizmusának részletesebb megismerése céljából az oxigén-glükóz depriváció (OGD), mint ischaemias in vitro modellnek, a DA felszabadulásra kifejtett hatását vizsgáltuk tengerimalac cochleában. 5

Módszerek. In vitro mikrotérfogatú szuperperfúziós módszerrel végzett kísérleteink (Gáborján és mtsai, Neuroscience, 1999) során, fiziológiáshoz hasonló, perilympha-szerű, ún. szőrsejt-oldatot használtunk. Az oldat vegyhatását sósav hozzáadásával 7,4-re korrigáltuk, ozmolaritását 300 mosm/kg-ra H 2 O-ra titráltuk α,d-glükóz adásával. Kísérleteinket mindvégig termoregulált körülmények között (37ºC), 100 %-os oxigenszaturáció mellett végeztük. Kísérleteink egy részét oxigén-glükóz-deprivációs (OGD) rendszerben végeztük: ekkor oxigén helyett 100% N 2 gázt alkalmaztunk, α,d-glükóz helyett pedig szaharózt alkalmaztunk a 24. perctől (8. frakció) kezdve. A [ 3 H]DA-t (specifikus aktivitás 1,81 Tbq/mmol, 49.0 Ci/mmol) az Amersham International gyártotta. Izolált tengerimalac cochlea- preparátum Kísérleteinkhez 200-350 gramm súlyú hím, pigmentált tengerimalacot használtunk fel. A tengerimalac dekapitálását követően, átvágtuk az occipitalis koponyacsontot, feltártuk és eltávolítottuk a bulla tympanit, mely az emberi os temporale pars petrosajának felel meg. Szőrsejt-oldatba helyeztük, és a további preparálást ebben végeztük O 2 szaturálás mellett. Sztereomikroszkóp alatt a csiga csontos vázát körkörösen lepattintottuk, majd a stria vascularis lefejtése után eltávolítottuk a modiolust. Az így nyert preparátumunk a következő idegi elemeket tartalmazta: ganglion spiralet, az afferens hallórostokat, az efferens idegek axonjait és axonterminálisait, illetve a Corti-szervet a külső és belső szőrsejtekkel, valamint támasztósejtekkel. 6

DA felszabadulás mérése: in vitro mikrotérfogatú perfúziós módszer A fent leírt módon nyert preparátumunkat 1 ml szőrsejt oldatba helyeztük, melybe 10 µm tríciummal jelölt DA-t adtunk. 100% oxigénnel szaturált, 37 Con tartott 35 perces inkubációt követően, a cochlea preparátumokat 100 µl belső térfogatú plexiüveg kamrákba helyeztük. A kamrákat perilympha oldattal áramoltattuk át, a perfúziós pumpát úgy állítottuk be, hogy percenként 3 ml perfundált oldat kerüljön a gyűjtő kémcsövekbe. Az első 60 perc alatti előperfúzió során átmostuk a preparátumot, majd a további átáramoltatott oldatot 3 perces frakciókba gyűjtöttük, összesen 19 frakciót gyűjtöttünk 57 perc alatt. Az előperfúzió és a perfúzió alatt is az oldatunkat 100% oxigénnel szaturáltuk és a hőmérsékletet 37 C-on tartottuk. A mintagyűjtést követően a cochlea preparátumot kivettük a mikrotérfogatú perfúziós kamrákból és 500 µm 10%-os triklórecetsavba helyeztük és ebben tartottuk 4 C-on 24 órán keresztül, majd ebből 100 µl radioaktivitását lemértünk, mely megadta a szöveti radioaktivitást. A radioaktivitás meghatározásához a mérendő oldat 500 µl mennyiségét 2 ml szcintillációs koktéllal kevertük össze, majd folyadék szcintillációs spektrometriás készülékkel végeztük a mérést. A perfundált szövet ingerlése A preparátumunkat tartalmazó mikrotérfogatú kamra alsó és felső pólusánál, beépített platina elektródokon keresztül a 3. és 13. frakciók mintagyűjtési periódusa alatt alkalmaztuk elektromos téringerlést (60 V feszültséggel, 2 Hz frekvenciával 0,5 ms-os impulzus-időtartamig), így egy ingerlési periódus 360 négyszögimpulzust tartalmazott. Egyes kísérletekben kizárólag csak a 3. frakció alatt ingereltünk. Az elektromos téringerlés során a cochlea preparátum összes ingerelhető idegi eleme depolarizálódik, így az I. és II. típusú afferensek, mediális és laterális efferensek, a külső és belső szőrsejtek. Mivel ezen elemek közül csak a LOC-ból szabadul fel DA, így feltételezhetjük, hogy ezek a rostok felelősek a mért DA felszabadulásért. A téringerlés 7

következtében létrejövő DA felszabadulás valószínű mechanizmusa a depolarizáció révén létrejött vezikuláris DA felszabadulás. Drogok hozzáadása A kísérleteink során vizsgált drogokat két elektromos ingerlés között (7., ill. 8. frakcióktól kezdve) adtuk a perfundált szőrsejt oldathoz és a mintagyűjtés végéig alkalmaztuk. A szelektív GABA A receptor gátló bicucullint a 8. frakciótól kezdve, 15 percen át adtuk. Számolások, statisztikai analízis Kísérleteink értékelése során a nyugalmi és az elektromos téringerlés kiváltotta DA felszabadulást vizsgáltuk. Az egyes frakciókra jutó DA kiáramlást, az egész szövet radioaktivitásának az adott frakcióra jutó aktivitásának arányaként határoztuk meg. Az értékeket átlag + S. E. M. -ként adtuk meg. Az n a kísérletek számát jelenti, megfelel a mikrotérfogatú szuperfúzióval végzett kísérletek számával, mindegyiket 1-1 cochleával végeztük. A kísérleteket párhuzamosan 2 mikroedényben, más drogokkal végeztük. A statisztikai analízist ANOVA teszttel végeztük. Newman-Keuls vagy Tukey-féle post-hoc tesztet alkalmaztunk a szignifikancia meghatározáshoz. A szignifikancia mértékét a következők szerint adtuk meg: *p< 0,05; **p<0,01; ***p< 0,001 8

Eredmények 1. Metabotróp glutamát receptorok vizsgálata I, II és III csoportba tartozó mglur-k szelektív agonistáit és antagonistáit teszteltük, hogy kiderítsük, vajon szerepet játszanak-e ezek a receptorok a cochlearis neurotranszmisszióban. Az I. csoportba tartozó mglur agonista (DHPG) és antagonista (MPEP) perfúziója nem változtatta meg a cochlea DA kiáramlását. Ezzel szemben, a II. csoportba tartozó mglur agonista 2R,4R- APDC alkalmazása szignifikánsan növelte a nyugalmi DA kiáramlást izolált cochleából. A szelektív II. csoportú mglur antagonistának (LY-341495) nem volt szignifikáns hatása sem a nyugalmi, sem az elektromos inger által kiváltott DA kiáramlásra. A III. csoportba tartozó receptor agonisták (L-AP4) és antagonisták (MSOP) nem mutattak szignifikáns hatást a DA kiáramlásban. A vizsgált anyagok közül a gátló intracelluláris jelátvitelhez kötődő, II. csoportba tartozó mglur agonistának (2R,4R-APDC, 100 μm) volt szignifikáns a hatása, ezért 300 μm-os koncentráció esetén is elvégeztük a kísérletet, melynek eredményeként megállapíthattuk, hogy az APDC dózisfüggő módon növeli a nyugalmi DA kiáramlást a cochleából. Ezt a várttal szemben létrejött ellentétes hatást annak tulajdonítottuk, hogy a mglur a hatását egy gátló hatású idegelemen keresztül fejtheti ki, mely a feltételezésünk szerint GABAerg rendszerhez tartozik. Ezért a GABA A receptor gátló bicucullint (10 μm) alkalmaztunk, mely a 2R,4R-APDC hatását felfüggesztette. Bicucullint (10 μm) önállóan alkalmazva, a DA kiáramlás szignifikánsan emelkedett izolált tengerimalac cochleában. 2. Szerotonin 5-HT 6/7 receptor antagonisták vizsgálata Az EGIS Gyógyszergyárral együttműködve, szelektív 5-HT 6/7 típusú szerotonin antagonistákat, illetve ezek enantiomerjeit teszteltünk a szerotonerg rendszer cochleáris szerepének megismerése céljából. Kísérleteinkben az 5-HT 6 9

antagonista (SB-271046) szignifikáns DA felszabadulást hozott létre. A kevert 5-HT 6/7 antagonista (EGIS-12233) esetében a DA szint emelkedése még kifejezettebb volt. Ebben az esetben is felmerült az indirekt hatás valószínűsége, mivel a serkentő jelátvitelhez kötődő 5-HT 6-7 receptorok gátlása nem okozhat közvetlenül serkentést. A szelektív GABA A receptor blokkoló bicucullin a 5- HT 6/7 antagonista EGIS-12233 hatását blokkolta. 3. In vitro ischaemia hatása a DA felszabadulásra Ischaemia modellezése céljából OGD-t alkalmaztunk: szőrsejtoldatunkban az O 2 -t N 2 -re, a glükózt pedig szacharózra cseréltük. Az autoreceptor funkciójának tisztázása céljából két szerkezetileg eltérő D 2 receptor szelektív antagonistát (szulpirid és L-741,626), illetve egy DA felvételt gátló szert (nomifenzin) alkalmaztunk. Az OGD nem változtatta meg a nyugalmi és stimuláció kiváltotta DA szintet, azonban az OGD a nyugalmi DA szint emelkedését váltotta ki 10 µm szulpirid, illetve 1 µm L-741,626 jelenlétében. A DA felvételt gátló nomifenzint (10 µm) önmagában alkalmazva szignifikánsan emelkedett az elektromos ingerlés hatására létrejött DA kiáramlás, a nyugalmi kiáramlás nem változott. 10 µm nomifenzin jelenlétében az OGD és szulpirid (10 µm) együttes, cochleáris DA felszabadulást indukáló hatása elmaradt. Azonos hatást észleltünk a másik D 2 antagonista L-741,626 (1 µm) alkalmazásakor OGD alatt, nomifenzin jelenlétében. 10

Következtetések 1. Metabotróp glutamát receptorok Az inhibitoros mglur agonistája (2R,4R-APDC) az észlelt DA szint emelkedését egy dopaminerg terminálist gátló idegi elem hatásának felfüggesztésével hozhatja létre, azaz a mglur-k egy inhibitoros idegi elemen helyezkednek el. Az idegrendszer általános gátló eleme, a GABAerg rendszer jelen van a cochleában is, így feltételeztük, hogy kísérleteinkben tapasztalt indirekt hatást a GABA közvetíti. Ezt a feltételezésünket szelektív GABA A blokkoló bicucullinnal bizonyítottuk. Igazoltuk, hogy a GABAerg LOC terminálisok spontán GABA kiáramlása a cochlearis dopaminerg idegvégződéseket tónusos gátlás alatt tartja. Adatainkkal bizonyítékot szolgáltattunk arra, hogy a GABAerg rostok funkcionális mglur(ii) receptorokat tartalmaznak. A belső szőrsejtek által kibocsátott glutamát így a GABA felszabadulását csökkenti, mely a dopaminerg LOC terminálisok diszinhibícójához vezet. A glutamát képes az iglur-n keresztül létrejövő excitotoxikus hatásának ellensúlyozására ischemiás folyamatokban: mglur-on keresztül a dopaminerg terminálisok GABAerg gátlását felfüggeszti (gátlás-gátlása), ez a diszinhibíció a preventív hatású DA kiáramlás fokozódását eredményezi. Ezt a cochleán belüli protektív rendszert ultra rövid visszacsatoló körnek neveztük. 2. 5-HT 6,7 receptor antagonisták hatásai A várakozással szemben a serkentő hatású 5-HT 6/7 receptor antagonista EGIS-12233 fokozta a DA kiáramlást. Valószínűsítettük és szelektív GABA A antagonista bicucullinnal bizonyítottuk, hogy a 5-HT 6 és 5-HT 7 receptorok a mglur(ii)-hoz hasonlóan, egy gátló elemen (GABA) keresztül fejtik ki hatásukat. A GABAerg terminálisokon elhelyezkedő 5-HT 6/7 receptorok gátlása specifikus antagonistákkal tehát felszabadítja a dopaminerg végződéseket a 11

GABAerg gátlás alól (diszinhibíció), mely a DA felszabadulás emelkedéséhez vezet. A DA felszabadulást befolyásoló szerotonerg hatás közvetítésében a 5-HT 6 receptorok minden bizonnyal túlsúlyban vannak az 5-HT 7 receptorokkal szemben. Bár az 5-HT 7 antagonista hatástalannak mutatkozott, azonban valószínűleg funkcionálisan jelen vannak a cochleában, mivel a kevert 5-HT 6/7 antagonisták hatásosabbak voltak a 5-HT 6 antagonistánál és a kevert 5-HT 7 /D 4 receptor antagonista jelentős cochlearis DA felszabadulást hozott létre. A kevert 5-HT 7 /D 4 kifejezett hatása egyben a D 4 receptor támogató szerepét jelzi. 3. in vitro ischaemiás modell (OGD) Kísérleteink felfedték, hogy az OGD a cochlea LOC rostjainak terminálisaiból DA felszabadulást képes kiváltani, amennyiben a D 2 receptort farmakológiai úton gátoljuk. A kísérleteink alapján leírt OGD cochlearis DA kiáramlást fokozó hatásának hátterében a DA transzporteren kifejtett hatás áll, mivel a DA felvételt gátló nomifenzin gátolta az OGD által indukált DA-szint emelkedést. Ismert tény, hogy a nomifenzin nem csak a DA visszavételét, hanem a DA transzporterek fordított működését is gátolja. Mivel a visszavétel gátlása a transzporter blokkolásával önmagában is növelne minden nem-transzportfüggő extracelluláris DA szintet, így ennek alapján feltételezhetjük, hogy a transzporter fordított működése magyarázza az OGD által kiváltott DA felszabadulást. Ebben az értelemben az OGD egy felvételi mechanizmus ellentétes irányú működését indukálja, mely végül DA kiáramláshoz vezet. A transzporter nomifenzinnel történő gátlása eltűnteti az OGD ilyen hatását. D 2 receptor antagonisták elősegítették az elektromos ingerlés kiváltotta DA kiáramlást. A szignifikáns, elektromos ingerlés okozta kiáramlásra kifejtett hatás valószínűleg a D 2 autoreceptorok többszörös feedback hatásának gátlása révén jön létre. Következtetésként elmondhatjuk, hogy eredményeink a tengerimalac cochlea LOC efferensein D 2 autofeedback receptorok jelenlétét igazolták. Ezen autoreceptorok blokkolása a DA-kiváltotta visszavételt csökkenti, és ezzel 12

elősegítve az OGD indukálta fordított transzportból származó DA-felszabadulást a LOC terminálisokból. Funkcionális bizonyítékot szolgáltattunk arra, hogy a cochlearis GABAerg rostok gátló mglur 2/3 és serkentő 5-HT 6-7 receptorokat tartalmaznak. Így a mglur agonista (APDC), valamint a 5-HT 6-7 receptor-antagonista (EGIS- 12233) képesek a protektív DA kiáramlást tónusosan gátló GABAerg rendszer hatásának felfüggesztésére. Kimutattuk, hogy a LOC efferensek dopaminerg terminálisai a GABAerg rendszer tónusos gátlása alatt állnak. Az mglur 2/3 agonisták, illetve az 5-HT 6/7 antagonisták alkalmazása új támadási célpontokat jelentenek a sensorineuralis halláscsökkenés gyógyszeres kezelésében. 13

Publikációk jegyzéke Doleviczényi Z, Vizi ES, Gacsályi I, Pallagi K, Volk B, Hársing LG Jr, Halmos G, Lendvai B, Zelles T. 5-HT6/7 receptor antagonists facilitate dopamine release in the cochlea via a GABAergic disinhibitory mechanism. Neurochem Res. 33: 2364-2372, (2008). Doleviczényi Z, Halmos G, Répássy G, Vizi ES, Zelles T, Lendvai B. Cochlear dopamine release is modulated by group II metabotropic glutamate receptors via GABAergic neurotransmission. Neurosci Lett. 385: 93-98, (2005). Halmos G, Doleviczényi Z, Répássy G, Kittel A, Vizi ES, Lendvai B, Zelles T. D2 autoreceptor inhibition reveals oxygen-glucose deprivation-induced release of dopamine in guinea-pig cochlea. Neuroscience 132: 801-809, (2005). Halmos G, Doleviczényi Z, Horváth T, Polony G, Vizi E.S, Lendvai B, Zelles T. In vitro ischaemia hatása a cochlearis dopamin felszabadulásra. Fül-, orr-, gégegyógyászat 4: 245-252, (2006). Előadások Doleviczényi Zoltán, Vizi E. Szilveszter, Gacsályi István, Pallagi Katalin, Volk Balázs, Hásing László jr, Halmos György, Zelles Tibor, Lendvai Balázs. Szerotonin receptor-antonisták dopamin-kiáramlást befolyásoló hatása GABAerg rendszeren keresztül tengerimalac cochleaban. Siófok, Magyar Fülorr-gége Kongresszus, 2008. Doleviczényi Zoltán, Halmos György,Répássy Gábor, Vizi E. Szilveszter,Zelles Tibor, Lendvai Balázs:Metabotróp glutamát receptorok szerepének vizsgálata a cochleáris neurotranszmisszióban. Audiológiai vándorgyűlés, Szeged, 2005. 14

Köszönetnyilvánítás Köszönöm Dr. Vizi E. Szilveszter Professzor Úrnak, hogy a kutatómunkát lehetővé tette a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Gyógyszerkutatási Osztályán, valamint irányította és támogatta tevékenységemet. Kiemelt köszönetet mondanék témavezetőmnek, Dr. Lendvai Balázsnak elméleti és szakmai irányításáért, valamint értekezésem és közleményeim elkészülésében nyújtott segítségéért. Köszönetemet szeretném kifejezni Dr. Bauer Miklós Professzor Úrnak, aki a tudományos munkavégzés felé először irányított. Köszönöm Dr. Zelles Tibornak mind a gyakorlati, mind az elméleti tanácsait, segítségét. Köszönöm Dr. Halmos Györgynek a metodika megtanítását, illetve későbbiekben a közös munkát. Tischler Erikának és Őszi Juditnak a kísérleteim során nyújtott gyakorlati segítségért mondok köszönetet. Köszönet illeti Prof. Dr Kásler Miklós Főigazgatót és osztályvezetőimet dr. Remenár Éva, Dr Boér Andrást, Dr Rásonyi Kovács Pétert, hogy engedélyezték a kutatómunkám végzését, valamint a kollégáimat, hogy a napi betegellátásban helyettem is dolgoztak a Szt. László Kórház Fül-Orr-Gégeosztályán és az Országos Onkológiai Intézet Fej-nyaksebészeti Osztályán. Komáromy Sándornak és Horváth Anikónak a dolgozat elkészülésénél nyújtott technikai segítségét köszönöm. Mindezek előtt köszönöm édesapámnak és édesanyámnak állandó támogatását, feleségemnek Mónikának, gyermekeimnek Leventének és Gergelynek, hogy biztos hátteret nyújtottak, valamint az egész családomnak a bíztatást, mely sokat jelentett a kutatómunkám végzésében. 15