DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

Hasonló dokumentumok
DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI. Különböző neuroprotekciós lehetőségek tanulmányozása ischaemiás patkány modelleken. Nagy Dávid.

NEUROPROTEKCIÓ VIZSGÁLATA TRAUMA ÉS STROKE MODELLEN

NOAC-kezelés pitvarfibrillációban. Thrombolysis, thrombectomia és kombinációja. Az ischaemiás kórképek szekunder prevenciója. A TIA új, szöveti alapú

AZ ACETIL-L-KARNITIN NEUROPROTEKTÍV HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA ISCHEMIÁS MODELLEKEN. Kocsis Kitti Anita

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

FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE

Az anti-apoptózis mechanizmus vizsgálata agyi ischaemia/hypoxia modellekben

AZ ÖSZTROGÉN ÉS A DEHIDROEPIANDROSZTERON SZEREPE A SZINAPTIKUS ÁTRENDEZŐDÉSBEN

KINURENINEK ELEKTROFIZIOLÓGIAI HATÁSVIZSGÁLATA

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

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

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

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

Egy idegsejt működése

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

Humán asztrociták. Nagyobb és komplexebb. idegrendszeri fejlődésben jelentős szerepű

A tanulási és emlékezési zavarok pathofiziológiája. Szeged,

Az intraosszeális fúró használata a prehospitális és hospitális gyakorlatban. Kovács Mihály Speeding Kft.

MAGYAR NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÁS

Modern Fizika Labor Fizika BSC

A 2014/1. SZÁM TARTALMA. Veres-Nyéki K. O., C. Spadavecchia: A fájdalom felismerése és. Seres L., Ózsvári L.: Napi háromszori fejés hatása a termelési

Tények a Goji bogyóról:

Az agyi plaszticitás szerepe heveny agykárosodást követő rehabilitációs folyamat során

Aktív életerő HU/KAR/0218/0001

ISCHAEMIA OKOZTA FUNKCIONÁLIS ÉS MORFOLÓGIAI KÁROSODÁSOK VALAMINT NÉHÁNY LEHETSÉGES NEUROPROTEKTÍV BEAVATKOZÁS VIZSGÁLATA PATKÁNY MODELLEN

VERSENYKÉPESSÉG ÉS EGÉSZSÉGKULTÚRA ÖSSZEFÜGGÉSEI REGIONÁLIS MEGKÖZELÍTÉSBEN

Szakdolgozati témakörök

Új terápiás lehetőségek helyzete. Dr. Varga Norbert Heim Pál Gyermekkórház Toxikológia és Anyagcsere Osztály

VÁLASZ DR. JULOW JENİ TANÁR ÚR, AZ MTA DOKTORA OPPONENSI VÉLEMÉNYÉRE. Tisztelt Julow Jenı Tanár Úr!

A harkányi gyógyvízzel végzett vizsgálataink eredményei psoriasisban között. Dr. Hortobágyi Judit

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

Szintetikus kinurénsav származékok moduláló hatása a nitroglicerin-indukálta trigeminális aktivációra és szenzitizációra patkányban

Cerebrovaszkuláris elváltozások öregedésben és Alzheimer-kórban

Különböző neuroprotekciós lehetőségek tanulmányozása ischaemiás patkány modelleken

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

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

A DOHÁNYZÁS OKOZTA DNS KÁROSODÁSOK ÉS JAVÍTÁSUK VIZSGÁLATA EMBERI CUMULUS ÉS GRANULOSA SEJTEKBEN. Sinkó Ildikó PH.D.

Asztroglia Ca 2+ szignál szerepe az Alzheimer kórban FAZEKAS CSILLA LEA NOVEMBER

2. Biotranszformáció. 3. Kiválasztás A koncentráció csökkenése, az. A biotranszformáció fıbb mechanizmusai. anyagmennyiség kiválasztása nélkül

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI AZ OPPORTUNISTA HUMÁNPATOGÉN CANDIDA PARAPSILOSIS ÉLESZTŐGOMBA ELLENI TERMÉSZETES ÉS ADAPTÍV IMMUNVÁLASZ VIZSGÁLATA

DEBRECENI EGYETEM AGRÁR- ÉS MŐSZAKI TUDOMÁNYOK CENTRUMA AGRÁRGAZDASÁGI ÉS VIDÉKFEJLESZTÉSI KAR VÁLLALATGAZDASÁGTANI ÉS MARKETING TANSZÉK

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

A PET szerepe a gyógyszerfejlesztésben. Berecz Roland DE KK Pszichiátriai Tanszék

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

Szívbetegségek hátterében álló folyamatok megismerése a ciklusosan változó szívélettani paraméterek elemzésén keresztül

Koreografált gimnasztikai mozgássorok elsajátításának és reprodukálásának vizsgálata

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

Újfajta neuroprotektív stratégiák krónikus agyi hipoperfúziós modellben patkányban. Ph.D. értekezés tézisei. Dr. Institoris Ádám

A troponin módszerek m analitikai bizonytalansága a diagnosztikus

AZ EGÉSZSÉGESEN ÉS A FOGYATÉKOSSÁG NÉLKÜL LEÉLT ÉVEK VÁRHATÓ SZÁMA MAGYARORSZÁGON

A kinurénsav termelődés anatómiai és funkcionális vizsgálata egér agyszövetben. Herédi Judit

XV. Országos JáróbetegSzakellátási Konferencia és X. Országos JáróbetegSzakdolgozói Konferencia. Balatonfüred, szeptember

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

A KAQUN-víz hatása onkológiai kezelés alatt álló betegeken. Randomizált vizsgálat.

Elektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András

A sejtmembrán szabályozó szerepe fiziológiás körülmények között és kóros állapotokban

Sav-bázis egyensúly. Dr. Miseta Attila

A stroke ellátás helyzete Magyarországon

10/2012. (II. 28.) NEFMI

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

NEUROPROTEKCIÓS LEHETŐSÉGEK KINURENINEKKEL

Asztrociták: a központi idegrendszer sokoldalú sejtjei Dr Környei Zsuzsanna

Őssejtkezelés kardiovaszkuláris kórképekben

Bevezetés a kognitív idegtudományba

Az idegsejtek diverzitása

Neurovaszkuláris csatolás

Az agykéreg és az agykérgi aktivitás mérése

Tanácsadás az ápolásban: Ápolóhallgatók tanácsadói kompetenciájának vizsgálata. Doktori tézisek. Papp László

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

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

Amit tudni akarsz a vérzésről - Terápiás lehetőségek. Nardai Gábor MSOTKE Kongresszus, Siófok, 2017

54/2005. (XI. 23.) EüM rendelet. az egyes egészségügyi szakképesítések szakmai és vizsgakövetelményeinek kiadásáról

Hiperlipidémia okozta neurodegeneratív és vér-agy gát-elváltozások ApoB-100 transzgenikus egerekben

Érzékszervi receptorok

III. melléklet. Az alkalmazási előírás és a betegtájékoztató vonatkozó fejezeteinek módosításai. Megjegyzés:

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

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

Pszichotrauma és disszociatív kapacitás összefüggésének vizsgálata syncopés betegek körében

AZ ASZTROCITA DISZFUNKCIÓ SZEREPE AZ EPILEPSZIÁBAN

Miskolci Egyetem Egészségügyi Fıiskolai Kar Fizioterápiás Tanszék által a 2008/2009-as tanévre meghirdetésre leadott szakdolgozati és TDK témák

Ezt kutattuk 2010-ben. Kocsi Szilvia SZTE AITI

Zárójelentés. A leukocita és trombocita funkció változások prediktív értékének vizsgálata intenzív betegellátást igénylı kórképekben

Válasz Bereczki Dániel Professzor Úr bírálatára

Felismerés: Kr. e. 5. század Hippokratész az agyról

Korai stressz és sérülékenység. Tóth Máté, PhD MTA KOKI Magatartás Neurobiológia Osztály

A szívizom perfúzió számítógépes mérése koszorúér angiogramokon

NYILATKOZAT a társaságirányítási gyakorlatról a Budapesti Értéktızsde Zrt. által közzétett Felelıs Társaságirányítási Ajánlások (2008.

Korábbi vizsgálataink során megállapítottuk az egészséges rágcsálók és a nemhumán főemlősök homeosztázisában a mitokondriális uncoupling protein

VIZSGÁLATA FLOWCYTOMETRIA

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

A legújabb adatok összefoglalása az antibiotikum rezisztenciáról az Európai Unióban

eljárásokkal Doktori tézisek Szatmári Tünde Semmelweis Egyetem Klinikai Orvostudományok Doktori Iskola Sugárterápia Program

Az amblyopia korai szűrése. Dr. habil. Gábor Jandó, M.D., Ph.D.

2011. december , Díszterem 3. napirendi pont 1. számú melléklet

A felnıttképzés hasznosulása a foglalkoztatásban

33/2009. (X. 20.) EüM rendelet az orvostechnikai eszközök klinikai vizsgálatáról

Fejezetek az agy vérellátásának szabályozásából Bevezetés

Mikroelektródás képalkotó eljárások Somogyvári Zoltán

A Flowcytometriás. en. Sinkovichné Bak Erzsébet,

29/2010. (V. 12.) EüM rendelet a közúti jármővezetık egészségi alkalmasságának megállapításáról szóló 13/1992. (VI. 26.) NM rendelet módosításáról

Átírás:

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI ISCHAEMIA OKOZTA FUNKCIONÁLIS ÉS MORFOLÓGIAI KÁROSODÁSOK ÉS NÉHÁNY LEHETSÉGES NEUROPROTEKTÍV BEAVATKOZÁS VIZSGÁLATA PATKÁNY MODELLEN Marosi Máté Gábor Témavezetı: Dr. Farkas Tamás egyetemi docens SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM Természettudományi és Informatikai Kar Biológia Doktori Iskola Élettani, Szervezettani és Idegtudományi Tanszék Szeged 2009

Bevezetés A fejlett, iparosodott országokban a szív-, érrendszeri és a daganatos megbetegedések valamint ezek következményei jelentik a leggyakoribb halálozási okot. A cerebrovascularis betegségek során az agyban leggyakrabban ischaemiás állapot jön létre. Az emberi agy normál mőködéséhez szükség van a szívbıl kiáramló vér egynegyedére; ha a vérellátás mértéke valamilyen oknál fogva lecsökken, akkor az érintett agyi terület energia és oxigén ellátása is zavart szenved, és kialakul a fent említett ischaemiás állapot. A vérellátás zavarának helyétıl, mértékétıl és idıtartamától függıen helyi, vagy generalizálódó agyi funkciókiesés alakulhat ki. Ha a véráramlás rövid idın belül helyreáll, akkor átmeneti ischaemiás eseményrıl beszélünk. Az agyi vérkeringést érintı problémák, agyérkatasztrófák közül a legnagyobb számban azok az esetek fordulnak elı, amelyekben az agy valamely erében történik a véráramlást akadályozó esemény. Az ilyen esetek 80-85%-a az ún. ischaemiás stroke, a fennmaradó 15-20% az úgynevezett vérzéses, vagy hemmoraghiás stroke. A kedvezıtlen mortalitási mutatók és a stroke közvetlen következményein túl további problémát jelent, hogy az átmeneti vagy tartós vérellátási zavarok hatására neurológiai és pszichiátriai betegségek alakulhatnak ki. Ez az állapot egyik kiváltó oka lehet a degeneratív dementiák kialakulásának is. Egy tipikus ischaemiás stroke következményei számokban kifejezve: 32.000 neuron, 230 millió szinapszis és 200 m mielin-hüvellyel borított idegsejt nyúlvány veszik el másodpercenként az érintett agyterületen, amely becslések szerint megfelel 36 év alatt történı normál öregedés során kialakuló változásnak. Fontos megemlíteni, hogy az agyi vérellátás zavara nem csak agyérkatasztrófa során alakulhat ki. Számos baleset vagy betegség során kialakuló szívmegállás következményeként is megszőnik a teljes agy vérellátása. Érthetı tehát, hogy szívmegállás után miért fontos a minél hamarabbi újraélesztés és a spontán keringés visszaállítása. Évente az összes újraélesztések száma Észak-Amerikában és Európában is megközelíti az 500.000-et. Az USA-ban évente körülbelül 70.000 esetben kell újraélesztést alkalmazni szívinfarktus esetén. Az újraélesztést követı halálozások legfıbb oka az agyat ért kiterjedt idegi sérülés, amely a szívmegállás következtében kialakuló globális agyi ischaemia eredménye. Az újraélesztésen átesett és életben maradt személyek 40-50%-a tartós kognitív-funkció károsodást szenvedett, úgymint memória kiesést, és összpontosítási képesség romlást. Számos módszert alkalmaznak a cardiopulmonáris újraélesztés érdekében ez pedig maga után vonja a cerebrális 2

újraélesztést is ám teljes szívmegállás után az agyi funkciók visszaállítására és megvédésére a klinikumban nagyon csekélyek a lehetıségek. A szívmegállás globális agyi ischaemiát eredményez, és az agy extrém érzékenységet mutat az ischaemiás állapotokra. Jó példa erre az, hogy 5-6 másodperces ischaemia esetén a páciens már elveszti eszméletét. Az agyban az oxigén tenzió két perc alatt 0-ra csökken a normális keringés nélkül. Átmeneti, globális agyi ischaemia (pl.: szívmegállás) okozta agysérülés és a regionális (nem teljes) agyi ischaemia (pl.: ischaemiás stroke) számos esetben oka lehet neurológiai elváltozásoknak, egyes esetekben a páciens tartós rokkantságának vagy halálának. Világszerte széles körben folynak kutatások a stroke és egyéb agyi vérkeringési zavarok (például krónikus agyi hipoperfúzió) megelızésére, illetve annak akut ellátására és a rehabilitáció teendıire vonatkozóan. Az agyi vérellátás csökkenésének, megszőnésének kiváltó okát megszüntetı eredményes terápiás beavatkozás rendkívül fontos, de kiemelkedı jelentıségőek az ischaemiát követı, közvetlen idegsejt-megmentı (neuroprotektív) kezelések is. Az egyik lehetséges terápiás cél lehet az NMDA-receptor blokkolók alkalmazása, amelyek csökkenthetik az ischaemia ideje alatt és utána a túlzott mértékő Ca 2+ ion beáramlást az idegsejtbe. Az NMDA-komplex képezi a neuroprotekció elsıdleges célpontját. A kinurénsav (KYNA) több receptor mőködését is befolyásolja, széles spektrumú serkentı aminosav receptor antagonista, amely kis koncentrációban kompetitív NMDA receptor antagonistaként mőködik. A KYNA neuroprotektív hatóanyagként történı alkalmazása meglehetısen korlátozott, mivel nagyon nehezen jut csak át a vér-agy gáton. Ezzel szemben a KYNA elıanyaga az L-kinurenin (L-KYN) nagyon könnyedén bejut az agyba, és ott belépve az asztrocitákba transzaminálódik és KYNA-vá alakul. Az agyat ért patológiás események során stroke, traumás sérülés stb. kontrollálatlan módon megnı a Glu felszabadulás az idegi és gliális raktárakból. Ez a koordinálatlan Glu felszabadulás okozza azt az extrém magas Glu-szintet, amely ilyen patológiás körülmények között a kiterjedt neuronkárosodást és neuronpusztulást okozza. Az agyi érhálózat is igen gazdag excitatórikus aminosav transzporterekben (EAAT), de nemcsak az érfal, hanem az azt körülvevı asztrocita végtalpakon is számos EAAT-t találunk, tehát az agyi erek EAAT-ei lehetnek felelısek a nagyon jelentıs, de még kevésbé ismert, agyból a vérbe történı Glu effluxért, és az agyi Glu homeosztázis fenntartásáért. Az agyból vérbe történı Glu efflux az agyi interstitiális tér és a vérplazma között fennálló kedvezıtlen koncentráció-gradiens ellenére is megtörténik. Az interstitiális folyadékban (ISF) és a cerebrospinális folyadékban 3

(CSF) a Glu koncentráció 1-10 µm, míg a vérben 40-60 µm. Az extracelluláris Glu transzportja az érendotél antiluminális oldalán megtalálható Na + -függı transzporterek mőködése révén történik. Amint az endotél sejtben lévı Glu koncentráció meghaladja a plazmában lévı Glu koncentrációt, a Glu transzportja megtörténik a kapilláris lumene felé. Ha a vérben sikerül lecsökkenteni a Glu koncentrációt, akkor ez egy megnövekedett szívóerıt jelenthet az agyi Glu efflux számára. Gottlieb és munkatársai (2003) a vér Glu-szintjének lecsökkentéséhez a vérben található enzimek, a glutamát-piruvát transzamináz (GPT) és a glutamát-oxálecetsav transzamináz (GOT) mőködését használták ki. Ezen enzimek koszubsztrátjai a piruvát és az oxálecetsav. Ha vérben megnövekszik az oxálecetsav (OxAc) vagy a piruvát-szint, akkor az enzimreakció eltolható a Glu átalakítás irányába. Kísérletes bizonyítékok alapján elmondható, hogy a Glu scavengerek (pl.: OxAc) alkalmazása által az agyi ISF-bıl és CSF-ból a vérbe történı Glu efflux a vér Glu-szintjének lecsökkentése révén megnövelhetı. Célkitőzések 1. A KYN és KYNA neuroprotektív hatását már számos esetben vizsgálták és leírták. Munkacsoportunk is jelentıs eredményeket ért el ezen a téren, legfıképp hisztológiai és magatartásvizsgáló módszerek alkalmazása révén. Azonban alig van adat a kérdéses anyagok neuroprotektív hatásának elektrofiziológiai vizsgálatára. Kísérleteinkben a KYN neuroprotektív hatásának elektrofiziológiai vizsgálatát tőztük ki célul globális agyi ischaemia (4VO) esetén. 2. Traumás zárt fejsérülés állatkísérletes modelljén az oxálecetsav adásának neuroprotektív hatását írták le pár évvel ezelıtt. Munkacsoportunk bekapcsolódott ezekbe a vizsgálatokba és az itt másodikként bemutatott kísérletsorozatban az oxálecetsav neuroprotektív hatásának vizsgálatára törekedtünk nem teljes agyi ischaemia (2VO) esetén. 4

Módszerek Állatok: Kísérleteinkben felnıtt Charles-River (n=101) patkányokat használtunk fel. Az állatok 220-320 g tömegőek voltak. Minden esetben betartottuk a laboratóriumi állatok gondozásával kapcsolatos alapelveket (NIH Publikáció No. 85-23), a Szegedi Tudományegyetem Etikai Bizottsága által jóváhagyott állatgondozással kapcsolatos protokollt (1998), és az Európai Közösségek Tanácsának 1986. november 24-i rendeletét (86/609/EEC). Ér okklúzió: Kétoldali carotis communis okklúzió (2VO) az in vitro elektrofiziológiához és szövettanhoz: Átmeneti (30 perces) kétoldali carotis communis (common carotid artery, CCA) okklúziót idéztünk elı sérülést nem okozó aneurizmás csipesszel. Az álmőtött kontroll patkányokon a mőtétet CCA okklúzió nélkül hajtottuk végre. Kétoldali carotis communis és kétoldali arteria vertebralis okklúzió (4VO): A 4VO módszer kiválóan alkalmas kétoldali, teljes átmenti ischaemia elıidézésére altatott patkányok esetén. Az elsı napon kauter segítségével irreverzíbilisen roncsoltuk mindkét arteria vertebralist. A második nap a CCA preparáláshoz az állatokon éter belélegeztetéssel felületes narkózist alakítottunk ki. A CCA-okat sérülést nem okozó csipesszel 10 percre elszorítottuk. Az álmőtött állatok esetében nem történt meg a carotis leszorítása. In vitro elektrofiziológia: Az elektrofiziológiai mérések három nappal (2VO) és tíz nappal (4VO) a kétoldali CCA leszorítása után történtek. A hippocampus középsı részébıl 400 µm vastagságú coronális metszéső szeleteket készítettünk. Az ingerlı elektródnak egy bipoláris fém elektródot használtunk, amelyet a CA1 régió stratum radiatum rétegébe helyeztünk. A kiváltott posztszinaptikus mezı potenciálok (field-evoked postsynaptic potencial) regisztrálása a hippocampus CA1-es régiójában a stratum radiatum és a stratum pyramidale rétegekbıl történt. A CA1 régió és Schaffer-kollaterálisok szinapszisaiban az LTP indukcióhoz használt nagy frekvenciás ingerlést (high frequency stimulation, HFS) alkalmaztunk (100 Hz frekvenciával 5 másodpercig). A HFS után a fepsp amplitúdójának változásait 60 percen keresztül regisztráltuk. A páros impulzus facilitáció (PPF) mérése az alap glutamáterg szinaptikus funkció vizsgálatára szolgál. A PPF mérése a teszt stimulus intenzitásán történt 25, 50, 75 és 100 ms 5

impulzusok közti idıtartammal (interpulse intervals, IPI). A második kiváltott válasz amplitúdó értékét osztottuk az elsı ingerre adott válasz amplitúdó értékével, és az így kapott arányt ábrázoltuk. Az IO görbék (input-output, bement/kimenet) szintén az alapvetı glutamáterg szinaptikus mőködés mérésére készültek, ahol a kontroll csoport és a 2VO csoport fepsp amplitúdó értékeit ábrázoltuk különbözı ingerlési áramerısségek mellett. Az ingerlı impulzust 0 µa-tól 100 µa-ig változtattuk.mindig maximum két szeletet vizsgáltunk egy állatból, és minden szeletet csak egyféle mérésnek vetettünk alá (LTP, IO, PPF). Szövettan: Mindkét kísérleti felállásban (2VO, 4VO) a szövettani vizsgálatok számára elıkészített állatokat 4%-os paraformaldehid oldattal transzkardiálisan perfundáltuk. Az agyakból fagyasztva metszı mikrotómmal 36 µm vastag szeleteket metszettünk a hippocampus területérıl. A Fluoro-JadeB és NeuN festéseket követıen a jelölıdött sejteket a számunkra kifejlesztett program segítségével számoltuk össze a hippocampus CA1 régiójából random kiválasztott egy látótérnyi területérıl. Az így kapott adatokat átszámoltuk 1mm 2 területegységre. Fluoro-JadeB festés: Fluoro-JadeB (FJ-B) egy fluorokróm festék, amely a sérült neuronokat festi meg. A Fluoro- JadeB fluoreszcens technika segítségével jól demonstrálhatók a 4VO következtében sérült sejtek a hippocampus CA1 régiójában. NeuN festés: A anti-neuronal nuclei (NeuN) egy specifikusan a differenciált idegsejteket jelölésére alkalmazott immunhisztokémiai módszer. Mi is ezt az eljárást alkalmaztuk az ép hippocampalis CA1 piramis sejtek jelölésére. Az irodalom és saját korábbi vizsgálataink (4VO modell) alapján a NeuN immunhisztokémia jó választásnak bizonyult az intakt sejtek megjelenítésére a CA3-as régióban, és a gyrus dentatusban, valamint a CA1 területén is. Protein S-100 jelölés: A Protein S-100 egy a kálcium-kötı fehérjék nagy családjából. Humán cerebrovascularis megbetegedések esetén jelentıs összefüggést mutattak ki a plazma S100 protein koncentrációja és a cerebrális infarktus térfogata között. Ismert, hogy az S100 protein szabályozza a kálcium függı sejtszignalizációt a neuronális differentációban és az apoptózis folyamataiban. Az asztrogliákban felszaporodó S100 fehérje kulcsszerepet játszhat az 6

infarktus kiterjedésében. Az S100-ról nemrég kimutatták, hogy a központi idegrendszeri sérülések ígéretes markere. Krezil-ibolya festés: A krezil-ibolya festést a hippocampus strukturális változásainak megjelenítésére használtuk. Hatóanyag-beadás: A KYN-t (300 mg/kg, i.p.) és a PROB-et (200 mg/kg, i.p.) 4 napon keresztül kapták az állatok: az elıkezelt csoportban az elsı KYN+PROB injekciót 2 órával a carotis okklúzió elıtt kapták, majd 4 napon keresztül minden nap ugyanabban az idıben kaptak egy-egy újabb kezelést. Az utókezelt csoport esetében az állatok az elsı kezelést a reperfúzió kezdetén kapták, majd a maradék négyet az elıkezelt csoporttal megegyezıen 4 napon keresztül. Az OxAc injekció végtérfogata 1,5 ml volt. A legmagasabb dózist az irodalom alapján választottuk ki, 1,5 mmol, 2,7 µmol, 1 µmol, 0,1 µmol állatonként, amelyek átlagosan 200 g tömegőek voltak. Az anyagot intravénásan juttattuk az állat vérkeringésébe a reperfúzió megkezdésekor (utókezelés). A 1,5 ml oldat beadása 30 percen át történt a farokvénán keresztül fecskendı és stopper segítségével (0,05 ml/min). Alkalmazott statisztikai módszerek: 2VO modell esetében alkalmazott statisztikai módszerek A fepsp-k amplitúdóját a HFS elıtti 10 perces kontroll szakaszhoz, mint 100%-hoz normalizáltuk. Az in vitro elektrofiziológiai mérések adatainak statisztikai vizsgálatához két független mintán végzett nem-parametrikus tesztet (Mann-Whitney U-teszt) alkalmaztunk. A különbözı koncentrációjú OxAc hatásának mérése során kapott adatok elemzésekor egy-utas ANOVA tesztet végeztünk Bonferroni post hoc teszt alkalmazásával. P 0,05, és P 0,001 értéket tekintettük szignifikáns különbségnek. 4VO modell esetében alkamazott statisztikai módszerek Az idegsejt-számolás eredményét az átlag±s.e.m. feltüntetésével ábrázoltuk, és az adatokon egy-utas ANOVA tesztet végeztünk Bonferroni post hoc teszt alkalmazásával. A statisztikai számításokat az SPSS9.0 for Windows (SPSS Inc., Chicago, USA) program használatával végeztük. 7

Eredmények megbeszélése Szövettani kísérleteink eredményei azt mutatják, hogy a globális ischaemia hatására az agy hypoxiára legérzékenyebb területén, azaz a hippocampus CA1-es régiójában jelentıs mértékő idegsejtkárosodás tapasztalható. Igaz, hogy a károsodás megjelenítésére használt FJ-B festés nem tesz különbséget az apoptotizáló és nekrotizáló sejtek között, az irodalmi adatok mégis azt mutatják, hogy a FJ-B alkalmas festési eljárás az ischaemia okozta idegsejtkárosodás jelölésére. Kísérleteink során két eltérı kezelést alkalmaztunk. A 4VO-s kísérleteinkben az egyik csoportban az állatok a reperfúzió kezdetén kapták meg az elsı adag KYN+PROB-et (utókezelés), a másik kezelt csoport állatai a globális ischaemia elıtt megkapták az elsı kezelést (elıkezelés). Az ischaemiás kontroll csoport hisztológiai eredményei hozták a várt eredményt. Jelentıs mértékő neuronkárosodást figyeltünk meg a hippocampus CA1-es területén. A ischaemia után négy napon keresztül perifériásan alkalmazott KYN+PROB kezelés kis mértékben csökkentette a neuronpusztulást, de ez a javulás nem érte el a statisztikailag szignifikáns szintet. Ha azonban az ischaemia elıtt elkezdıdött a kezelés, ami további négy napig folytatódott, akkor ez képes volt jelentıs mértékben (~58%) lecsökkenteni a hippocampusban a 4VO hatására kialakult sejtpusztulás mértékét. Elektrofiziológiai kísérleteinkben már csak a hisztológiai vizsgálatok során hatásosnak bizonyult csoportot vittük tovább. Kontroll állatok esetében a nagyfrekvenciás ingerlés hatására kialakult az LTP (~40%-os amplitúdó növekedés a kontroll periódushoz képest). Tíz nappal az ischaemia után megvizsgálva a hippocampus funkcionális állapotát azt tapasztaltuk, hogy az irodalmi adatoknak megfelelıen a hosszantartó szinaptikus plaszticitás így az LTP is kialakulása és fenntartása is zavart szenved (20 perccel a HFS után nem volt mérhetı amplitúdó növekedés, az amplitúdók a kontroll szakasz szintjére estek vissza). Az elıkezelt csoportban az LTP kiválthatósága nem különbözött a kontroll csoport eredményétıl. Kijelenthetı tehát az, hogy a KYN+PROB elıkezelés lecsökkentette a 4VO által kiváltott ischaemia okozta neuronpusztulást a hippocampus CA1-es régiójában, és megakadályozta a hosszútávú szinaptikus plaszticitás indukálhatóságának romlását. Munkánk másik felében a hipoperfúziós modell (2VO) esetében próbáltunk neuroprotekciós hatást elérni intravénás OxAc alkalmazásával, az agyból a vérbe történı Glu elvonást kihasználva, a fentebb részletezett mechanizmus alapján. Szövettani vizsgálataink azt az eredményt mutatták, hogy a 30 perces hipoperfúzió nem okoz mérhetı szövettani elváltozást a hippocampusban. Hisztológiai kísérleteink után megvizsgáltuk a hipoperfúzió hatására 8

hogyan változik hippocampus funkcionális mőködése. A kontroll LTP-vel (a kontroll szinthez képest 140%-os fepsp amplitúdót mérhettünk a teljes regisztrációs periódus alatt) összehasonlítva a hipoperfúziós csoportban kiváltható LTP kisebb mértékő volt (max. 121%- os növekedés), és tartósságát tekintve is elmaradt a kontrollhoz képest (a regisztrációs egy óra végére a kontroll szakasz értékeihez közeli értékeket mértünk). Elektrofiziológiai kísérleteinkben az OxAc kezelést a reperfúzió kezdetén kezdtük el, és 30 percen keresztül adagoltuk a hatóanyagot, így a kritikus idıablakon belül csökkentettük le a vér Glu-szintjét, amely ezáltal szívóhatást gyakorolhatott az agyban megemelkedett Glu-szintre. Az alkalmazott OxAc kezelés dózis-függı módon kivédte a hipoperfúzió okozta hosszútávú szinaptikus plaszticitás-károsodást. Sem a hipoperfúzió, sem az OxAc kezelés nem befolyásolta az alapvetı glutamáterg szinaptikus funkciókat, ahogyan ez látszik az IO görbék és a páros impulzus paradigma kísérletek eredményeibıl. Konklúzió Eredményeink alapján minden bizonnyal elmondható, az hogy a perifériásan alkalmazott KYN bejutott az agyba, ahol a kinurénsav-transzamináz enzim hatására az asztrocitákban transzaminálódik neuroprotektív hatású KYNA-vá. Ezen kijelentésünket támasztják alá csoportunk analitikai vizsgálatai eredményei, amelyben perifériásan adott KYN hatására vizsgáltuk a KYN és a KYNA koncentrációt a vérplazmában és egyes agyterületeken. A KYN, KYNA vagy ezek valamely származéka remélhetıleg a humán gyógyászatban is alkalmazható farmakon lesz, és hatékonyan lehet majd alkalmazni a stroke-nak és egyéb agyi keringési zavar kockázatának kitett betegek esetében megelızı terápiaként, és esetleg a posztischaemiás kezelések részeként is. Munkánkban elsıként adtunk elektrofiziológiai bizonyítékot a Glu scavenger OxAc kezelés hatásosságáról, amely a késıbbiek során ígéretes neuroprotekciós lehetıség lehet. Jövıbeli terveink között szerepel a Glu scavengerek alkalmazásának tesztelése globális és fokális agyi ischaemia esetén is, valamint együtt alkalmazva más neuroprotektív támadáspontú szerekkel. 9

Az értekezés alapjául szolgáló publikációk European Journal of Pharmacology 604 (2009) 51-57 Impakt faktor: 2,376 Oxaloacetate restores the long-term potentiation impaired in rat hippocampus CA1 region by 2-vessel occlusion Máté Marosi; János Fuzik; Dávid Nagy; Gabriella Rákos; Zsolt Kis; József Toldi; Vivian I Teichberg; Angela Ruban-Matuzani; Tamás Farkas Neurobiology of Disease 32, (2008) 302-308. Impakt faktor: 4,377 Kynurenine diminishes the ischemia-induced histological and electrophysiological deficits in the rat hippocampus Sas, K., Robotka, H., Rozsa, E., Agoston, M., Szénási, G., Gigler, G., Marosi, M., Kis, Z., Farkas, T., Vecsei, L., Toldi, J. Az értekezés alapjául szolgáló közlemények impakt faktora: 6,753 Az értekezéshez kapcsolódó egyéb publikációk Cellular and molecular neurobiology (2009) 29 (6-7):827-35. Impakt faktor: 2,483 Oxaloacetate decreases the infarct size and attenuates the reduction in evoked responses after photothrombotic focal ischemia in the rat cortex Nagy D, Marosi M, Kis Z, Farkas T, Rakos G, Vecsei L, Teichberg VI, Toldi J. Journal of Neuroscience Methods 156 (2006) 231 235 Impakt factor: 1,894 Hippocampal (CA1) activities in Wistar rats from different vendors. Fundamental differences in acute ischemia Marosi M, Rakod G, Robotka H, Nemeth H, Sas K, Kis Zs, Farkas T, Lür Gy, Vecsei L, Toldi J Az értekezéshez kapcsolódó közlemények impakt faktora: 4,377 Egyéb publikációk Neuropharmacology 47 (2004) 916 925 Impakt faktor: 3.734 Kynurenine administered together with probenecid markedly inhibits pentylenetetrazolinduced seizures. An electrophysiological and behavioural study Nemeth H, Robotka H, Kis Z, Rozsa E, Janaky T, Somlai C, Marosi M, Farkas T, Toldi J, Vecsei L. Egyéb publikációk impakt faktora: 3,734 Összesített impakt faktor: 14,873 10

Nyilatkozat Kijelentjük, hogy Marosi Máté Gábor Máté Marosi; János Fuzik; Dávid Nagy; Gabriella Rákos; Zsolt Kis; József Toldi; Vivian I Teichberg; Angela Ruban-Matuzani; Tamás Farkas Oxaloacetate restores the long-term potentiation impaired in rat hippocampus CA1 region by 2-vessel occlusion European Journal of Pharmacology 604 (2009) 51-57 Sas, K., Robotka, H., Rozsa, E., Agoston, M., Szénási, G., Gigler, G., Marosi, M., Kis, Z., Farkas, T., Vecsei, L., Toldi, J. Kynurenine diminishes the ischemia-induced histological and electrophysiological deficits in the rat hippocampus Neurobiology of Disease 32 (2008) 302-308. címmel megjelent közleményekben végzett munkája meghatározó jelentıségő, s ezen közleményeket mindeddig nem használtuk fel tudományos fokozat (Ph.D.) megszerzésére, mint, ahogyan a jövıben sem fogjuk megtenni. Szeged, 2009. szeptember 8. Dr. Farkas Tamás Rákos Gabriella Robotka Hermina Fuzik János Nagy Dávid 11