Ionizujúcim žiarením indukované dlhodobé zmeny v hipokampe za experimentálnych podmienok


Autoři: S. Bálentová 1;  E. Hajtmanová 2;  I. Kinclová 2;  J. Lehotský 3;  D. Dobrota 3;  M. Adamkov 1
Působiště autorů: Institute of Histology and Embryology, Jessenius Faculty of Medicine, Comenius University, Martin, Slovak Republic 1;  Department of Radiotherapy and Oncology, Martin University Hospital, Martin, Slovak Republic 2;  Department of Medical Biochemistry, Jessenius Faculty of Medicine, Comenius University, Martin, Slovak Republic 3
Vyšlo v časopise: Klin Onkol 2012; 25(2): 110-116
Kategorie: Původní práce

Souhrn

Východiska:
Cieľom práce je študovať účinok ionizujúceho žiarenia na populáciu buniek, ktorá sa podieľa na zložení hipokampálnej formácie v mozgu dospelého potkana.

Materiál a metodika:
V experimente sme ožiarili dospelé samce potkanov kmeňa Wistar celotelovou frakcionovanou dávkou gama žiarenia (celková dávka 4 Gy). Po uplynutí zvolených časových intervalov (30, 60 a 90 dní po ožiarení) sme pomocou imunohistochemického farbenia identifikovali bunkové typy, ktoré sa nachádzajú v oblastiach CA1, CA3 hipokampu a v priľahlých vrstvách. Pomocou markera Ki-67 sme identifikovali proliferujúce bunky a na detekciu astrocytov sme použili marker GFAP.

Výsledky:
Pozoruhodný nárast v počte Ki-67-pozitívnych buniek sme zaznamenali tridsať dní po ožiarení, ktorý bol následne vystriedaný ich výrazným poklesom do 60. dňa po expozícii, najmä v oblasti CA1 a opätovným miernym nárastom do 90. dňa po radiačnom zásahu. V počte astrocytov sme zaznamenali ich dočasný úbytok tridsať dní po ožiarení a následné zvýšenie do 60. dňa. V poslednej skupine, ktorá prežívala deväťdesiat dní po expozícii, sme zistili sekundárny pokles GFAP-pozitívnych buniek v obidvoch sledovaných oblastiach.

Záver:
Výsledky poukazujú na to, že postradiačná odpoveď neurónov a astrocytov, ktoré sa podieľajú na zložení hippokampu, môže zohrávať určitú úlohu vo vývoji neskorých postradiačných prejavov, ktoré sú z hľadiska prognózy nepriaznivejšie.

Kľúčové slová:
ionizujúce žiarenie – radiačná dávka – potkan – hipokampus – Ki-67 antigen – GFAP

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do bi omedicínských časopisů.

Obdrženo:
31. 7. 2011

Přijato:
2. 9. 2011


Zdroje

1. Doetsch F, García-Verdugo JM, Alvarez-Buylla A. Cellular composition and three-dimensional organization of the subventricular germinal zone in the adult mammalian brain. J Neurosci 1997; 17(13): 5046–5061.

2. Kempermann G. Why new neurons? Possible functions for adult hippocampal neurogenesis. J Neurosci 2002; 22(3): 635–638.

3. Amano T, Inamura T, Wu CM et al. Effects of single low dose irradiation on subventricular zone cells in juvenile rat brain. Neurol Res 2002; 24(8): 809–816.

4. Lazarini F, Mouthon MA, Gheusi G et al. Cellular and behavioral effects of cranial irradiation of the subventricular zone in adult mice. PLoS One 2009; 4(9): e7017.

5. Mizumatsu S, Monje LM, Morhardt DR et al. Extreme sensitivity of adult neurogenesis to low doses of X-irradiation. Cancer Res 2003; 63(14): 4021–4027.

6. Peissner W, Kocher M, Treuer H et al. Ionizing radiation-induced apoptosis of proliferating stem cells in the dentate gyrus of the adult rat hippocampus. Brain Res Mol Brain Res 1999; 71(1): 61–68.

7. Fan Y, Liu Z, Weinstein PR et al. Environmental enrichment enhances neurogenesis and improves functional outcome after cranial irradiation. Eur J Neurosci 2007; 25(1): 38–46.

8. Raber J, Rola R, LeFevour A et al. Radiation induced cognitive impairments are associated with changes in indicators of hippocampal neurogenesis. Radiat Res 2004; 162(1): 39–47.

9. Rola R, Raber J, Rizk A et al. Radiation-induced impairment of hippocampal neurogenesis is associated with cognitive deficits in young mice. Exp Neurol 2004; 188(2): 316–330.

10. Tada E, Yang C, Gobbel GT et al. Long-term impairment of subependymal repopulation following damage by ionizing irradiation. Exp Neurol 1999; 160(1): 66–77.

11. Wong CS, Van der Kogel AJ. Mechanisms of radiation injury to the central nervous system: implications for neuroprotection. Mol Interv 2004; 4(5): 273–284.

12. Kurita H, Kawahara N, Asai A et al. Radiation-induced apoptosis of oligodendrocytes in the adult rat brain. Neurol Res 2001; 23(8): 869–874.

13. Yuan H, Gaber MW, Boyd K et al. Effects of fractionated radiation on the brain vasculature in a murine model: blood-brain barrier permeability, astrocyte proliferation, and ultrastructural changes. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2006; 66(3): 860–866.

14. Cicciarello R, d’Avella D, Gagliardi ME et al. Time-related ultrastructural changes in an experimental model of whole brain irradiation. Neurosurgery 1996; 38(4): 772–779.

15. Frisén J, Johannson CB, Török C et al. Rapid, wide­spread and longlasting induction of nestin contributes to the generation of glial scar tissue after CNS injury. J Cell Biol 1995; 131(2): 453–464.

16. Bálentová S, Hajtmanová E, Plevkova J et al. Altera­tions in the rat forebrain’s neurogenesis following exposure to fractionated doses of gamma rays (submitted manuscript).

17. Kyrkanides S, Olschowka JA, Williams JP et al. TNF alpha and IL-1beta mediate intercellular adhesion molecule-1 induction via microglia–astrocyte interaction in CNS radiation injury. J Neuroimmunol 1999; 95(1–2): 95–106.

18. Dewitt DS, Kong DL, Lyeth BG et al. Experimental traumatic brain injury elevates brain prostaglandin E2 and thromboxane B2 levels in rats. J Neurotrauma 1988; 5(4): 303–313.

19. Hurley SD, Olschowka JA, O’Banion MK. Cyclooxygenase inhibition as a strategy to ameliorate brain injury. J Neurotrauma 2002; 19(1): 1–15.

20. Wu KL, Li YQ, Tabassum A et al. Loss of neuronal protein expression in mouse hippocampus after irradiation. J Neuropathol Exp Neurol 2010; 69(3): 272–280.

21. Shi L, Molina DP, Robbins ME et al. Hippocampal neuron number is unchanged 1 year after fractionated whole-brain irradiation at middle age. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008; 71(2): 526–532.

22. Bálentová S, Račeková E, Martončíková M et al. Cell proliferation in the adult rat rostral migratory stream following exposure to gamma irradiation. Cell Mol Neurobiol 2006; 26(7–8): 1131–1139.

23. Bálentová S, Račeková E, Mišúrová E. Effect of low-dose irradiation on proliferation dynamics in the rostral migratory stream of adult rats. Folia Biol (Prague) 2007; 53(3): 74–78.

24. de Olmos J, Hardy H, Heimer L. The afferent connections of the main and the accessory olfactory bulb formations in the rat: an experimental HRP-study. J Comp Neurol 1978; 181(2): 213–244.

25. Eichenbaum H, Otto TA, Wible CG et al. Ch 7. Building a model of the hippocampus in olfaction and memory. In: Davis JL, Eichenbaum H (eds). Olfaction. Cambridge: MIT Press 1991; 167–210.

26. Vanderwolf CH. The hippocampus as an olfacto-motor mechanism: were the classical anatomists right after all? Behav Brain Res 2001; 127(1–2): 25–47.

27. Madsen TM, Kristjansen PE, Bolwig TG et al. Arrested neuronal proliferation and impaired hippocampal function following fractionated brain irradiation in the adult rat. Neuroscience 2003; 119(3): 635–642.

28. van Praag H, Schinder AF, Christie BR et al. Functional neurogenesis in the adult hippocampus. Nature 2002; 415(6875): 1030–1034.

Štítky
Dětská onkologie Chirurgie všeobecná Onkologie

Článek vyšel v časopise

Klinická onkologie

Číslo 2

2012 Číslo 2

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Příběh jedlé sody
nový kurz
Autoři: MUDr. Ladislav Korábek, CSc., MBA

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Všechny kurzy
Kurzy Soutěž Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se