mgr JACEK BOGUSŁAW OLSZEWSKI

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "mgr JACEK BOGUSŁAW OLSZEWSKI"

Zbigniew Łukasik
4 lat temu
Przeglądów:

1 mgr JACEK BOGUSŁAW OLSZEWSKI Wpływ prenatalnego stresu niekontrolowanego na rozwój ośrodkowego układu nerwowego u szczura Rozprawa na stopień doktora nauk medycznych Promotor prof. dr hab. n. med. Jadwiga Jośko-Ochojska Katedra i Zakład Medycyny i Epidemiołogii Środowiskowej Kierownik: prof. dr hab. n. med. Jadwiga Jośko-Ochojska Wydział Lekarski z Oddziałem Lekarsko-Dentystycznym w Zabrzu Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach ZABRZE 2018

2 Streszczenie Wstęp Wpływ stresu na przebieg procesu neurogenezy w hipokampie u dorosłych osobników został szeroko opisany w literaturze naukowej. Po stresowe zaburzenia tego procesu są jednym z czynników ryzyka rozwoju chorób psychicznych i neurodegeneracyjnych. W literaturze coraz częściej opisuje się przypadki chorób i zaburzeó psychicznych u dzieci, których matki zmagały się ze stresem w trakcie ciąży. Tylko nieliczne prace przedstawiają wpływ stresu prenatalnego na naurogenezę wczesnego rozwoju, natomiast nie ma jednoznacznych informacji na temat wpływu prenatalnego stresu niekontrolowanego na rozwój OUN płodu. Cel pracy l. Określenie, czy i w jaki sposób stres niekontrolowany ciężarnej samicy szczura wpływa na neurogenezę w ośrodkowym układzie nerwowym u płodu. 2. Prześledzenie dynamiki zmian w procesie neurogenezy w ośrodkowym układzie nelwowym u potomstwa w okresie postnatalnym. 3. Określenie, czy istnieje korelacja pomiędzy stężeniem kortykosteronu w surowicy krwi ciężarnej samicy a przebiegiem neurogenezy w ośrodkowym układzie nerwowym u potomstwa. Materiały i metody Badania przeprowadzono na 38 ciężarnych samicach szczura szczepu Wistar. Przed przystąpieniem do doświadczenia zwierzęta losowo przydzielono do grup kontrolnych i stresowanych. Zwierzęta z grup stresowanych zostały poddane procedurze wywoływania stresu niekontrolowanego wg modelu Seligmana w modyfikacji własnej. Wszystkim samicom z grupy stresowanej pobrano krew w celu oznaczenia poziomu kortykosteronu w surowicy trzy dni przed pierwszą sesją stresu i po ostatniej sesji stresu. Samicom z grup kontrolnych krew pobrano jednorazowo w 18 dniu ciąży. W celu wyznakowania komórek proliferujących wszystkim samicom z grup stresowanych podano BrdU po przeprowadzeniu procedury stresowania i analogicznie w głupach kontrolnych. Młode samic stresowanych i kontrolnych zostały poddane procedurze wokalizacji ultradźwiękowej, a następnie eutanazji (zgodnie z procedurą), w celu pobrania mózgowia do barwień immunohistochemicznych irnrnunofluorescencyjnych.

3 Wyniki Prenatalny stres niekontrolowany (foot shock), któremu zostały samice poddane ciężarne w badanym modelu doświadczalnym mial wpływ na przebieg procesu naurogenezy prenatalnej oraz wpływał na przeżywa lno ść nowych neuronów w okresie postnatalnym. Zmiany indukowane stresem miały różne nasilenie w zależności od badanej struktury w OUN. Stwierdzono hamujący wpływ prenatalnego stresu niekontrolowanego na naurogenezę w hipokampie oraz strefie okołokomorowej komór bocznych u noworodków w PO oraz częściowo u 14-dniowych młodych. Ponadto zaobserwowano zmiany w ilo śc i nowych neuronów w podwzgórzu i ciele migdałowatym oraz nadekspre sję receptora GR w hipokampie i podwzgórzu u 14-dniowych młodych. W badaniach wokalizacji zaobserwowano nadreaktywność emocjonalną noworodków w sytuacji stresowej (separacja od matki). Potwierdzono także korelację pomiędzy poziomem kortykosteroml w surowicy krwi ciężarnej a przebiegiem naurogenezy w strefie okołokomorowej komór bocznych oraz ilością nowych neuronów w ciele migdałowatym u noworodków. Wnioski l. Stres niekontrolowany ciężarnej samicy szczura zaburza funkcjonowanie jej osi HPA, a u płodu wpływa na neurogenezę w OUN, indukuje nadekspresję receptora GR i wywołuje zmiany behawioralne. 2. U noworodków potwierdzono hamujący wpływ stresu na neurogenezę w hipokampie oraz strefie okołokomorowej komór bocznych. Zaobserwowano także wzrost łiczby nowych neuronów w podwzgórzu i ciele migdałowatym. Badania wokalizacji wykazały, że noworodki stresowane mają zwiększoną reaktywność emocjonalną w stosunku do kontroli. 3. U szczurów w 14 dniu po urodzeniu, zmiany w przebiegu neurogenezy dotyczyły jedynie zakrętu zębatego hipokampa. Zaobserwowano także zwiększenie ilości nowych neuronów w podwzgórzu, natomiast badania wokalizacji wykazały, że reaktywno ść emocjonalna u 7 i 14-dniowych młodych zanikała w trakcie rozwoju postnatalnego. 4. Wykazano korelację pomiędzy poziomem kortykosteronu w surowicy krwi matki a neurogenezą w strefie okołokomorowej komór bocznych oraz ilością nowych neuronów w ciele migdałowatym u noworodków. Słowa kluczowe: stres, prenatalny stres niekontrolowany, neurogeneza, mózg, rozwój mózgu, choroby psychiczne i neurodegeneracyjne

4 Abstract Introduction The influence of stress on the course of the process of neurogenesls Ul the hippocampus in adult subjects has been widely described in the scientific literature. Postdismption of this proces s is one of the risk factors for the development of mental and neurodegenerative diseases. The literature describes cases of diseases and mental disorders in children whose mothers stmggled with stress during pregnancy. Only few papers present the effect of prenatal stress on postnatal naurogenesis, whereas there is no elear information about the influence of prenatal uncontrolled stress on the development of the fetal CNS. Aim of the study I. Determnation whether and how the uncontrolled stress of a pregnant female rat affects neurogenesis in the central nervous system of the fetus. 2. Tracking the dynamics of changes in the proces s of neurogenesis in the central nervous system in offspring in the postnatal period. 3. Determining ifthere is a coltelation between the concentration of corticosterone in the pregnant females semm and the process of neurogenesis in the central nervous system in the offspring. Materials and methods The study was conducted on 38 pregnant female Wistar rats. Prior to the experiment, the animals were randomly assigned to control and stress groups. Animals from stress groups have been subjected to the procedure of causing uncontrolled stress according to the Seligman model in their own modification. Stained blood was collected for all females from the stressed group to determine semm corticosterone levels three days before the first stress session and after the last stress session. From control-group females, the blood was collected once on day 18 of pregnancy. For labeling proliferating celi s, all females in the stress groups were treated with BrdU after the stress procedure and analogously in the control groups. Results Prenatal stress shock, which pregnant females underwent in the examined experimental model had an impact on the course ofthe prenatal naonal process and influenced the sm-vival of new neurons in the postnatal period.stress-induced changes varied in severity depending on the CNS structure. The inhibitory effect of prenatal uncontrolled stress on naurogenesis in the hippocampus and the periventricular zone of lateral ventrieles in newboms in PO and partially in 14-day old ones was found. In addition, changes in the

5 number of new neurons in the hypothalamus and amygdala were observed, as well as overexpression of the GR receptor in the hippocampus and hypothalamus in l4-day-old adolescents. In the vocalization studies, the emotional hyperactivity of newboms in a stressful situation was observed. The correlation between the level of colticosterone in the pregnant blood serum and the course of naurogenesis in the periventricular zone of the lateral ventric1es and the number of new neurons in the amygdala in the newbom were confilmed. Conc1usions l. Uncontrolled stress of a pregnant female rat disturbs the functioning of her HPA axis, influences CNS neurogenesis in the fetus, induces GR receptor overexpression and induces behavioral changes. 2. In the newboms, the inhibitory effect of stress on neurogenesis in the hippocampus and the periventricular zone of the lateral ventric1es was confirrned. An increase in the number of new neurons in the hypothalamus and amygdala was also observed. Vocalization studies have shown that stressful newboms have increased emotional reactivity in relation to contro!. 3. In rats at day 14 after birth, changes in the course of neurogenesis concemed only the hippocampal dentate gyrus. An increase in the number of new neurons in the hypothalamus was also observed, while vocalization studies showed that the emotional reactivity in 7 and 14-day-old youth disappeared during postnatal development. 4. There was a correlation between the level of corticosterone in the mother's blood serum and neurogenesis in the periventricular zone of the lateral ventric1es and the number of new neurons in the amygdala in neonates. Key words: stress, prenatal uncontrollable stress, neurogenesis, brain development, mental and neurodegenerative diseases

Podobne dokumenty

lek. Wojciech Mańkowski Kierownik Katedry: prof. zw. dr hab. n. med. Edward Wylęgała

lek. Wojciech Mańkowski Kierownik Katedry: prof. zw. dr hab. n. med. Edward Wylęgała lek. Wojciech Mańkowski Zastosowanie wzrokowych potencjałów wywołanych (VEP) przy kwalifikacji pacjentów do zabiegu przeszczepu drążącego rogówki i operacji zaćmy Rozprawa na stopień doktora nauk medycznych