İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi
Yıl: 2018 Cilt: 24 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 313 - 322 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 17-06-2019
İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi
Öz: Amaç: Çalışmada status epileptikus (SE) sonrası immatür, matür ve adölesan sıçanlarda kognitif ve davranış değişiklikleri, nöronal hasar, gamma-amino bütirik asit-A (GABA-A) alfa 1 reseptör miktarının yaş bağımlı olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır.Gereç ve Yöntem: İmmatür (17 gün), adölesan (45 gün) ve matür (150 gün) sıçanlarda pentilentetrazol (PTZ) ile SE oluşturuldu. Adölesan ve matür sıçanlara açık alan ve Morris su labirenti testi uygulandıktan sonra adölesan, matür ve immatür sıçanlarda histolojik incelemeler yapılarak SE sonrası nöronal hücre hasarını değerlendirmek amacıyla kaspaz ve kalpain aktivitesi, GABA-A alfa 1 reseptör miktarı değerlendirilerek kontrol gruplarıyla karşılaştırıldı.Bulgular: SE sonrası erken dönemde yapılan hafıza, öğrenme ve belleği değerlendiren davranışsal testlerde gerek adölesan gerek matür deney grubunda kontrol grubuna nazaran istatistiksel anlamda farklılık izlenmedi. SE sonrası matür sıçanlarda nekrotik morfolojide kalpain aracılı nöronal hasar gözlenirken, adölesan ve yavru sıçanlarda kalpain aktivitesine rastlanmadı. İmmatür sıçanlarda SE sonrası apoptotik morfolojide kaspaz aracılı nöronal hasar bulguları izlendi. SE sonrası üç deney grubunda GABA-A alfa 1 reseptör sayısı kontrol grubuna nazaran azalmış olup, azalma en fazla matür deney grubunda izlendi. GABA-A reseptör miktarı hippokampusta, kortekse nazaran daha fazla oranda azalmış olarak saptandı.Sonuç: Bu çalışma ile elde edilen veriler; PTZ ile indüklenen SE sonrasında erken dönemde öğrenme ve davranış fonksiyonları üzerine olumsuz bir etki görülmezken histolojik olarak nekrozun hakim olduğu kaspaz ve kalpain aracılı nöronal hasara yol açmakta olduğunu, kalpain aracılı hücre nekrozunun özellikle matür grupta görüldüğü ve kaspaz bağımlı apoptotik morfolojilerin immatür sıçanlarda gözlendiğini ve GABA-A alfa 1 reseptör sayısında yol açtığı azalmanın ise erişkinde belirgin olduğunu göstermektedir. SE’ye bağlı hücre hasarının yaşın artmasıyla daha belirgin olduğu ve kalpain aracılı hücre hasarının yine matür grupta belirgin olarak gözlendiği ortaya koymaktadır. SE’ye bağlı hücresel etkilenmenin kognisyon ve davranışa ait uzun dönemdeki etkilerinin anlaşılması için uzun süreli izlem çalışmalarına gereksinim vardır.
Anahtar Kelime: Konular:
Evaluation of Behavior, Learning, Memory Along with Apoptosis, Neuronal Damage, and GABA-A Alpha-1 Receptor Level After Status Epilepticus in Immature and Mature Rats
Öz: Objective: In this study, we aimed to evaluate age-dependent cognitive and behavioral changes, neuronal damage, and the amount of gamma-aminobutyric acid-A (GABA-A) alpha 1 in immature, mature, and adolescant rats after status epilepticus (SE). Materials and Methods: SE was induced in immature (17 days), adolescant (45 days), and mature (150 days) rats using pentylenetetrazole (PTZ). After SE, adolescant and mature rats underwent open field test and Morris water maze test. After behavioral tests, the animals were sacrificed and we performed histologic investigations on the immature, adolescant, and mature rats to assess neuronal cell damage (caspase and calpain activity) and amount of GABA-A alpha 1 receptor and compared them with a control group. Results: There were no statistically significant differences between the control and experimental groups in behavioral tests in the early stage after SE. Calpain-mediated neuronal damage was observed in mature rats with necrotic morphology after SE, but this was not observed in adolescant and immature rats. Caspase-mediated neuronal damage was observed in immature rats with apoptotic morphology after SE. The amount of GABA-A alpha 1 receptor was decreased in the three experimental groups compared with the control groups. The decrease in GABA-A alpha 1 receptor amount was highest in the mature experimental group.The amount of GABA-A alpha 1 receptor in the hippocampus decreased to level higher than in the cortex. Conclusion: This study show that there is no negative impact on learning and behavioral functions in the early stage after PTZ-induced SE, but histologically led to necrosis dominant calpain and caspase-mediated neuronal damage, calpain-mediated cell necrosis is seen particularly in the mature group and caspasedependent apoptotic morphology observed in immature rats.The decreased of GABA-A alpha 1 receptor is highest in the adults. Our study supports that SEinduced cell damage is more pronounced with increased age, and calpain-mediated cell damage that can clearly be observed in the mature group. Long-term follow-up studies are needed to understand the long-term effect of SE-dependent neuronal damage on cognition and behavior.
Anahtar Kelime: Konular:
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- Blume WT, Lüders HO, Mizrahi E, Tassinari C, van Emde Boas W, Engel Jr. Glossary of descriptive terminology for ictal semiology: report of the ILAE task force on classification and terminology. Epilepsia 2001;42:1212-1218.
- Shovron S. Status Epilepticus: Its Clinical Features and Treatment in Adults and Children. Cambridge: Cambridge University Pres 1994:21-26.
- Macdonald RL, Kapur J. Acute cellular alterations in the hippocampus after status epilepticus. Epilepsia 1999;40(Suppl 1):S9-20;(discussion):S21-2.
- Rice AC, Floyd CL, Lyeth BG, Hamm RJ, DeLorenzo RJ. Status Epilepticus Causes Long-Term NMDA Receptor-Dependent Behavioral Changes and Cognitive Deficits. Epilepsia 1998;39:1148-1157.
- Holmes GL. Epilepsy in the developing brain: lessons from the laboratory and clinic. Epilepsia 1997;38:12-30.
- Stafstrom CE, Thompson JL, Holmes GL. Kainic acid seizures in the developing brain: status epilepticus and spontaneous recurrent seizures. Dev Brain Res 1992;65:227-236.
- Gaiarsa JL, McLean H, Congar P, et al. Postnatal maturation of gamma-aminobutyric acidA and B-mediated inhibition in the CA3 hippocampal region of the rat. Developmental Neurobiology 1995;26:339-349.
- Liou AK, Clark RS, Henshall DC, Yin X-M, Chen J. To die or not to die for neurons in ischemia, traumatic brain injury and epilepsy: a review on the stress-activated signaling pathways and apoptotic pathways. Prog Neurobiol 2003;69:103-142.
- Strasser A, O’Connor L, Dixit VM. Apoptosis signaling. Annual review of biochemistry 2000;69:217-245.
- Wyllie AH, Kerr JR, Currie A. Cell death: the significance of apoptosis. International review of cytology 1980;68:251-306.
- Akbar MT, Lundberg AM, Liu K, et al. The neuroprotective effects of heat shock protein 27 overexpression in transgenic animals against kainate-induced seizures and hippocampal cell death. Journal of Biological Chemistry 2003;278:19956-19965.
- Fujikawa DG, Ke X, Trinidad RB, Shinmei SS, Wu A. Caspase-3 is not activated in seizure-induced neuronal necrosis with internucleosomal DNA cleavage. J Neurochem 2002;83:229-240.
- Narkilahti S, Pitkänen A. Caspase 6 expression in the rat hippocampus during epileptogenesis and epilepsy. Neuroscience 2005;131:887-897.
- Degterev A, Huang Z, Boyce M, et al. Chemical inhibitor of nonapoptotic cell death with therapeutic potential for ischemic brain injury. Nature chemical biology 2005;1:112-119.
- Degterev A, Hitomi J, Germscheid M, et al. Identification of RIP1 kinase as a specific cellular target of necrostatins. Nature chemical biology 2008;4:313-321.
- Golstein P, Kroemer G. Cell death by necrosis: towards a molecular definition. Trends in biochemical sciences 2007;32:37-43.
- Nicotera P, Melino G. Regulation of the apoptosis-necrosis switch. Oncogene 2004;23:2757-2765.
- Festjens N, Berghe TV, Cornelis S, Vandenabeele P. RIP1, a kinase on the crossroads of a cell’s decision to live or die. Cell Death Differ 2007;14:400-410.
- Tokuhara D, Sakuma S, Hattori H, Matsuoka O, Yamano T. Kainic acid dose affects delayed cell death mechanism after status epilepticus. Brain Dev 2007;29:2-8.
- Fujikawa D, Shinmei S, Cai B. Kainic acid-induced seizures produce necrotic, not apoptotic, neurons with internucleosomal DNA cleavage: implications for programmed cell death mechanisms. Neuroscience 2000;98:41-53.
- Narkilahti S, Pirttilä TJ, Lukasiuk K, Tuunanen J, Pitkanen A. Expression and activation of caspase 3 following status epilepticus in the rat. Eur J Neurosci 2003;18:1486-1496.
- Lamberty Y, Klitgaard H. Consequences of pentylenetetrazole kindling on spatial memory and emotional responding in the rat. Epilepsy Behav 2000;1:256-261.
- Kubová H, Mares P, Suchomelová L, Brožek G, Druga R, Pitkänen A. Status epilepticus in immature rats leads to behavioural and cognitive impairment and epileptogenesis. Eur J Neurosci 2004;19:3255-3265.
- Erdoğan F, Gölgeli A, Küçük A, Arman F, Karaman Y, Ersoy A. Effects of pentylenetetrazole-induced status epilepticus on behavior, emotional memory and learning in immature rats. Epilepsy Behav 2005;6:537-542.
- dos Santos NF, Arida RM, Trindade Filho EM, Priel MR, Cavalheiro EA. Epileptogenesis in immature rats following recurrent status epilepticus. Brain research reviews 2000;32:269-276.
- Erdoğan F, Gölgeli A, Arman F, Ersoy AÖ. The effects of pentylenetetrazole-induced status epilepticus on behavior, emotional memory, and learning in rats. Epilepsy Behav 2004;5:388-393.
- Sloviter RS, Dean E, Sollas AL, Goodman JH. Apoptosis and necrosis induced in different hippocampal neuron populations by repetitive perforant path stimulation in the rat. J Comp Neurol 1996;366:516-533.
- Liu H, Cao Y, Basbaum AI, Mazarati AM, Sankar R, Wasterlain CG. Resistance to excitotoxin-induced seizures and neuronal death in mice lacking the preprotachykinin A gene. Proc Natl Acad Sci U S A 1999;96:12096-12101.
- Baille V, Clarke PG, Brochier G, et al. Soman-induced convulsions: the neuropathology revisited. Toxicology 2005;215:1-24.
- Martin LJ, Al-Abdulla NA, Brambrink AM, Kirsch JR, Sieber FE, Portera-Cailliau C. Neurodegeneration in excitotoxicity, global cerebral ischemia, and target deprivation: a perspective on the contributions of apoptosis and necrosis. Brain Res Bull 1998;46:281-309.
- Shimohama S, Tanino H, Fujimoto S. Differential expression of rat brain caspase family proteins during development and aging. Biochem Bioph Res Co 2001;289:1063-1066.
- Sankar R, Shin DH, Liu H, Mazarati A, de Vasconcelos AP, Wasterlain CG. Patterns of status epilepticus-induced neuronal injury during development and long-term consequences. J Neurosci 1998;18:8382-8393.
- Lopez-Meraz M-L, Wasterlain CG, Rocha LL, Allen S, Niquet J. Vulnerability of postnatal hippocampal neurons to seizures varies regionally with their maturational stage. Neurobiol Dis 2010;37:394-402.
- Akbar MT, Wells DJ, Latchman DS, de Belleroche J. Heat shock protein 27 shows a distinctive widespread spatial and temporal pattern of induction in CNS glial and neuronal cells compared to heat shock protein 70 and caspase 3 following kainate administration. Mol Brain Res 2001;93:148-163.
- Ananth C, Thameem Dheen S, Gopalakrishnakone P, Kaur C. Domoic acid-induced neuronal damage in the rat hippocampus: Changes in apoptosis related genes (Bcl-2, Bax, caspase-3) and microglial response. J Neurosci Res 2001;66:177-190.
- Wang S, Wang S, Shan P, Song Z, Dai T, Wang R, Chi Z. μ-Calpain mediates hippocampal neuron death in rats after lithium-pilocarpine-induced status epilepticus. Brain Res Bull 2008;76:90-96.
- Araújo IM, Gil JM, Carreira BP, et al. Calpain activation is involved in early caspase-independent neurodegeneration in the hippocampus following status epilepticus. J Neurochem 2008;105:666-676.
- Lauren H, Lopez-Picon F, Korpi ER, Holopainen I. Kainic acid-induced status epilepticus alters GABAA receptor subunit mRNA and protein expression in the developing rat hippocampus. J Neurochem 2005;94:1384-1394.
- Ben-Ari Y, Holmes GL. Effects of seizures on developmental processes in the immature brain. The Lancet Neurology 2006;5:1055-1063.
- Fritschy J, Paysan J, Enna A, Mohler H. Switch in the expression of rat GABAA-receptor subtypes during postnatal development: an immunohistochemical study. J Neurosci 1994;14:5302-5324.
- Zhang G, Raol Y, Hsu FC, Coulter D, Brooks-Kayal A. Effects of status epilepticus on hippocampal GABAA receptors are age-dependent. Neuroscience 2004;125:299-303.
| APA | SÖNMEZ A, GÖL M, Erdoğan F, LIMAN N, SÖNMEZ A (2018). İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. , 313 - 322. |
| Chicago | SÖNMEZ Ali,GÖL Mehmet Fatih,Erdoğan Füsun Ferda,LIMAN NARIN,SÖNMEZ Ayşe İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. (2018): 313 - 322. |
| MLA | SÖNMEZ Ali,GÖL Mehmet Fatih,Erdoğan Füsun Ferda,LIMAN NARIN,SÖNMEZ Ayşe İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. , 2018, ss.313 - 322. |
| AMA | SÖNMEZ A,GÖL M,Erdoğan F,LIMAN N,SÖNMEZ A İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. . 2018; 313 - 322. |
| Vancouver | SÖNMEZ A,GÖL M,Erdoğan F,LIMAN N,SÖNMEZ A İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. . 2018; 313 - 322. |
| IEEE | SÖNMEZ A,GÖL M,Erdoğan F,LIMAN N,SÖNMEZ A "İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi." , ss.313 - 322, 2018. |
| ISNAD | SÖNMEZ, Ali vd. "İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi". (2018), 313-322. |
| APA | SÖNMEZ A, GÖL M, Erdoğan F, LIMAN N, SÖNMEZ A (2018). İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. Türk Nöroloji Dergisi, 24(4), 313 - 322. |
| Chicago | SÖNMEZ Ali,GÖL Mehmet Fatih,Erdoğan Füsun Ferda,LIMAN NARIN,SÖNMEZ Ayşe İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. Türk Nöroloji Dergisi 24, no.4 (2018): 313 - 322. |
| MLA | SÖNMEZ Ali,GÖL Mehmet Fatih,Erdoğan Füsun Ferda,LIMAN NARIN,SÖNMEZ Ayşe İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. Türk Nöroloji Dergisi, vol.24, no.4, 2018, ss.313 - 322. |
| AMA | SÖNMEZ A,GÖL M,Erdoğan F,LIMAN N,SÖNMEZ A İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. Türk Nöroloji Dergisi. 2018; 24(4): 313 - 322. |
| Vancouver | SÖNMEZ A,GÖL M,Erdoğan F,LIMAN N,SÖNMEZ A İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi. Türk Nöroloji Dergisi. 2018; 24(4): 313 - 322. |
| IEEE | SÖNMEZ A,GÖL M,Erdoğan F,LIMAN N,SÖNMEZ A "İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi." Türk Nöroloji Dergisi, 24, ss.313 - 322, 2018. |
| ISNAD | SÖNMEZ, Ali vd. "İmmatür ve Matür Sıçanlarda Status Epileptikus Sonrası Apoptoz, Nöronal Hasar, GABA-A Alfa-1 Reseptör Miktarı ile Davranış, Öğrenme ve Hafızanın Değerlendirilmesi". Türk Nöroloji Dergisi 24/4 (2018), 313-322. |
