پژوهش – بررسی نقش گیرنده ۵ HT1A بر تقویت پتانسیل های میدانی شکنج دندانه دار در مدل صرعی …

د) مدل آزمایشگاهی باید طوری انتخاب شود، که حالت تشنجی برای مدتی باقی بماند تا بتوان اثر داروهای ضد تشنجی را در زمان های مختلف پس از به کار بردن دارو بررسی کرد (لوسچر[۴۹]،۱۹۹۷).
تا کنون از مدل های شیمیایی و ژنتیکی گوناگونی برای ایجاد تشنج و صرع استفاده شده است. الکتروشوک، مدل های شیمیایی و ژنتیکی ایجاد تشنج و کیندلینگ از مدل های رایج فعلی می باشند. در این میان مدل کیندلینگ بیشترین تشابه را با حالت صرع در انسان دارد، و در آزمایشگاه های تحقیقاتی مختلف به عنوان مدل ایجاد تشنج مزمن مورد استفاده قرار می گیرد.
۲-۲- کیندلینگ
کیندلینگ[۵۰] مدلی آزمایشگاهی برای ایجاد صرع لوب گیجگاهی می باشد. در این مدل، حیوان آزمایشگاهی با محرک ضعیفی که در ابتدا قادر به ایجاد تشنج نمی باشد، در فواصل زمانی مشخصی تحریک می شود و به تدریج و با گذشت زمان، این تحریک ضعیف تشنج ایجاد می کند.
سویلانو و دلگادو[۵۱](۱۹۶۱) نشان دادند که تحریک الکتریکی با جریان های پایین به هیپوکمپ باعث یک فعالیت تشنجی پیشرونده می شود(نامارا و همکاران،۱۹۸۰).اولین بار گودارد (۱۹۶۹) به اهمیت این پدیده پی برد و اصطلاح کیندلینگ را، که به معنی شعله ور شدن می باشد، برای این پدیده به کار برد. وی کیندلینگ را به عنوان یک مدل برای صرع زایی، یادگیری و حافظه مطرح کرد. در حین فرآیند کیندلینگ تخلیه های الکتریکی از موضع تحریک به نواحی دیگر در مغز منتشر شده و فعالیت آن نواحی را به گونه ای تغییر می دهد که علائم حرکتی تشنج بوجود می آید. این پاسخ های حرکتی به تدریج عمومی و فراگیر می شوند. اگر تحریکات منحصر به نواحی قشر لیمبیک نظیر آمیگدال یا هیپوکمپ باشد نمی توانند باعث تشنجات کلونیک اندام های جلویی شود و این نشان می دهد که فعالیت تشنجی لیمبیک بایستی از طریق ساختارهای حد واسط به ساختارهایی در مغز دسترسی پیدا کند که به مراکز حرکتی در مغز و نخاع مرتبط است(لوسچر و ابرت[۵۲]،۱۹۹۶).
کیندلینگ پدیده ای است که در بسیاری از گونه های حیوانی از قورباغه تا بابون دیده شده است. نتایج مشابه نشان داد که این پدیده مخصوص به گونه خاصی نیست. تحقیقات بعدی پایداری روند کیندلینگ را نشان دادند. در این تحقیقات مشاهده شد موش هایی که به مدت ۱۲هفته تحریک شده اند، بعد از هفته دوازدهم با تحریک توسط محرک آستانه ای، تشنج کامل را نشان می دهند. این مطالعات گروه زیادی از محققین را تشویق کرد تا به دنبال پایه و اساس بیوشیمی و الکتروفیزیولوژی این پدیده باشند.
مزایای کیندلینگ نسبت به سایر مدل های آزمایشگاهی ایجاد صرع عبارتند از:(۱) قابل مشاهده و ارزیابی بودن روند صرع- زایی[۵۳] مزمن؛ (۲) قابل کنترل بودن الگوی گسترش و عمومی شدن تشنج و (۳) قابل دستکاری بودن دوره های حمله ای، بین حمله ای و پس از حمله ای(موریموتو و همکاران،۲۰۰۴).
احتمال داده می شود مکانیسم های ایجاد کیندلینگ مشابه مکانیسم های ایجاد تشنج در انسان باشد لذا از سال ۱۹۶۹ تاکنون در تحقیقات زیادی از این مدل استفاده شده است(لوسچر،۱۹۹۷).
۲-۲-۱- انواع کیندلینگ
کیندلینگ را بر اساس نوع محرک و نحوه تحریک مغز به سه نوع تقسیم بندی می کنند(نامارا و همکاران،۱۹۸۰).
الف) کیندلینگ الکتریکی: مدلی است که با استفاده از محرک الکتریکی زیر آستانه ای، به صورت موضعی یکی از جایگاه های حساس مغز را به طور مکرر تحریک می کنند.
ب) کیندلینگ متقارن: در این مدل با استفاده از محرک الکتریکی، جایگاه حساس را به صورت دو طرفه تحریک می کنند.
ج) کیندلینگ شیمیایی: که در آن مواد شیمیایی تشنج زا از قبیل پنتیلن تترازول با دوزهایی که در ابتدا تشنج زا نیستند، به طور مکرر به حیوان تزریق می شود. برای کیندلینگ شیمیایی از داروهایی مثل لیدوکایین، بیکوکولین و همچنین اسیدهای آمینه تحریکی نیز استفاده می شود(تراینلیس و همکاران[۵۴]،۱۹۸۹؛ موریست و همکاران[۵۵]،۱۹۸۹).
۲-۲-۲-کیندلینگ پنتیلن تترازول
کیندلینگ شیمیایی القا شده توسط پنتیلن تترازول، یک مدل شناخته شده ازصرع مزمن است. دراین مدل تزریق مکرر دوز زیر تشنجی پنتیلن تترازول سبب گسترش تشنجات بادوام وتدریجی می شود(روکا و همکاران[۵۶]،۱۹۹۹). پنتیلن تترازول (PTZ)، همچنین به عنوان مترازول[۵۷]، پنتترازول[۵۸]، پنتامتیلن تترازول[۵۹] و کاردیازول[۶۰] شناخته شده است. پنتیلن تترازول آنتاگونیست غیر رقابتی گابا (گاما آمینو بوتیریک اسید) است . مکانیسم عمل صرع از پنتیلن تترازول در سطح سلولی نورون ها هنوز نامشخص است. مطالعات الکتروفیزیولوژیک نشان داده اند که با افزایش نفوذپذیری آکسون نسبت به پتاسیم باعث کاهش پتانسیل های عمل می شود و از سویی مطالعات دیگر نشان داده اند که با افزایش جریان سدیمی و کلسیمی منجر به افزایش کلی تحریک پذیری نورون ها می شود.
۲-۲-۳- تقویت سیناپسی
به صورت کلی ارتباط بین نورونها از طریق سیناپس ها برقرار می شود.اگر وضعیت ارتباطی نورون ها در محل برقراری سیناپس دچار تغییر شود به عبارتی اگر ارتباط سیناپسی بین نورون ها قویتر یا ضعیف تر شود به اصلاح می گوییم سیناپس ها دچار شکل پذیری شده اند. این شکل پذیری یک قابلیت ذاتی در بیشتر سیناپس های مغزی بویژه نواحی قشری و هیپوکمپ است و سبب می شود تحریکات عصبی خاص بتوانند وضعیت ارتباطی نورون ها و در واقع شکل سیناپس ها را در جهت تقویت و یا تضعیف ارتباط دو نورون تغییر دهند. شکل پذیری سیناپسی انواع مختلفی دارد و به اشکال گوناگون در مغز رخ می دهد و فرض بر این است که این شکل پذیری اساس مکانیسم های یادگیری و حافظه و ذخیره اطلاعات و تجربیات درمغز است همچنین علت بسیاری از اثراتی مانند صرع است که در مغز ماندگار می شوند. مکانیسم شکل پذیری عمدتا سلولی و ملکولی است به عبارتی وضعیت میکروآناتومی سلول در محل سیناپسی تغییر می کند یا فرآیندهای ملکولی داخل سیتوپلاسم و هسته دچار تغییر می شوند در نتیجه عملکرد و شکل سیناپس تغییر می کند. تقویت طولانی مدت سیناپس ها، تضعیف طولانی مدت سیناپس، عادت کردن و حساس شدن از جمله مدل های ارائه شده برای شکل پذیری سیناپسی می باشند.
LTP نمونه ای از تقویت طولانی مدت سیناپس ها می باشد. به افزایش کارآرایی سیناپسی در اتصال های تک سیناپسیLTP[61] گفته می شود که در اثر تحریک گذرای تارهای آوران متعاقب یک تحریک کوتاه با فرکانس بالا روی می دهد(فتح اللهی ،۱۹۹۸،ص۱۲۵-۱۳۴). LTP در واقع صورتی از شکل پذیری سیناپسی است که بار اول در هیپوکمپ مشاهده شد و LTP هیپوکمپی در سال های اخیر به عنوان مدل غالب شکل پذیری سیناپسی وابسته به فعالیت در مغز پستانداران مطرح شده است. تمایل هیپوکمپ به شروع تشنج به دلیل توانایی آن در ایجاد تقویت سیناپسی طولانی مدت (LTP) می باشد.
از طرفی به دنبال معرفی تقویت بلند مدت و دستیابی به سرنخی در مورد مکانیسم های مولکولی آن، تحقیقات نشان داد که مکانیسم هایی که طی LTP تجربی به کار گمارده می شوند، ضمن آماده سازی حیوانات مستعد به حملات صرع نیز بسیج می گردند. از اینرو عده ای از دانشمندان LTP را به عنوان پایه و اساس عصبی این پدیده فرض کردند.
۲-۲-۴- تقویت سیناپسی ناشی از PTZ
پنتیلن تترازول به عنوان آنتاگونیست گیرنده GABA، یک ماده شیمیایی تشنج زاست. تزریق متناوب غلظتی از این دارو که در ابتدا به تشنج منجر نمی شود، به عنوان روشی است که برای تهیه حیوانات مستعد به حملات صرعی به کار برده می شود. این ماده شیمیایی تشنج زا، تغییرات بیوشیمیایی ویژه ای در هیپوکمپ به بار می آورد که ماندگار به نظر می رسند(فتح الهی و همکاران،۱۹۹۶) . این ماده در مطالعه پدیده تشنج و شناسایی مواد دارویی موثر در تشنج، مورد استفاده قرار می گیرد. پنتیلن تترازول تقویت سیناپسی ایجاد می کند. در این راستا نشان داده شده است که در حیوانات کیندل شده توسط PTZ تراکم گیرنده های گلوتامات افزایش می یابد(اسکرودر و همکاران[۶۲]،۱۹۹۳). همچنین مشاهده شده است که پس از گذشت چندین هفته از گذشت کیندلینگ PTZ رهایش گلوتامات افزایش می یابد(اسکرودر و همکاران،۱۹۹۴). در گزارش دیگری نشان داده شده است که تراکم گیرنده های گابا (GABA) در مغز موش های کیندل شده افزایش می یابد(گتوا و همکاران[۶۳] ،۱۹۹۸). تراکم گیرنده های آدنوزینی A1 در آمیگدال و CA1 هیپوکمپ به دنبال کیندلینگ PTZ کاهش می یابد(کریمر و همکاران[۶۴]،۲۰۰۹). در رابطه با تغییر فعالیت و تراکم گیرنده های سرتونینی در حیوانات کیندل شده گزارشات متفاوت و بعضاً متناقضی وجود دارد. به عنوان مثال سیندر و همکاران[۶۵](۲۰۰۲) نشان دادند که در موشهای کیندل شده تراکم گیرنده های سرتونینی (۵-HT1A) افزایش می یابد. همچنین مشاهده شده است در شکنج دندانه دار به دنبال کیندلینگ PTZ، تراکم گیرنده های سروتونینی افزایش می یابد.
۲-۲-۵- مراحل مختلف تشنج های ناشی از کیندلینگ
به دنبال کیندلینگ شیمیایی و تزریق PTZ مراحل تشنجی در حیوان ظاهر می شود. این مراحل به صورت پیشرونده با تکرار تزریقات تا مرحله ۵ (آخرین مرحله از درجه بندی راسین) می رسد(راسین،۱۹۷۲). به بیان دیگر در تزریق های اولیه مراحل ۱ تا ۲ و در تزریق های بعدی مراحل بالاتر تشنجی بروز می کند. این مراحل عبارتند از:
۱- مرحله صفر، بدون هیچ پاسخ
۲- مرحله یک، انقباضات عضلانی صورت، گوشها و ویسکرها
۳- مرحله دوم، گسترش موج تشنج در سرتاسر بدن، بدون سرپا ایستادن
۴- مرحله سوم، ایستادن روی هر دو پا[۶۶] توأم با کلونوس اندام جلویی
۵- مرحله چهارم، تشنجات تونیک و کلونیک و از دست رفتن تعادل
۶- مرحله پنجم، تشنجات تونیک و کلونیک سرتا سر بدن و از دست رفتن تعادل و زمین افتادن [همان رفرنس بالا].
همه این مراحل با کاهش پاسخدهی به تحریکات حسی در مقایسه با حالت بیداری طبیعی است. زمانیکه حیوان مرحله ۵ تشنج را نشان می دهد حیوان کاملأ کیندل شده نامیده می شود و پس از رسیدن به این مرحله این اثر برای مدت طولانی شاید برای تمام طول زندگی حیوان ثابت می ماند که نشان دهنده تغییرات پایدار در عمل مغز است (ماسوکاوا و همکاران[۶۷]،۱۹۸۹ ؛مارتین و همکاران[۶۸]،۱۹۹۲).
یکی از نواحی مغزی که نقش مهمی در ایجاد صرع در انسان دارد و در نتیجه در مدل کیندلینگ هم بسیار مورد مطالعه قرار می گیرد، ناحیه هیپوکمپ است.در بیشتر بیماران مبتلا به صرع لوب گیجگاهی، ساختارهای لوب گیجگاهی میانی از جمله تشکیلات هیپوکمپ ناحیه تولید کننده تشنجات می باشد )نامارا و همکاران،۱۹۸۰).
۲-۳- تشکیلات هیپوکمپ
هیپوکمپ داخلی ترین بخش کورتکس لوب گیجگاهی است که به سمت پایین مغز و سپس به سمت سطح زیرین بطن های طرفی امتداد می یابد(شکل۲-۱). تشکیلات هیپوکمپ شامل سه بخش است: ژیروس پاراهیپوکمپ[۶۹]، ژیروس دندانه دار[۷۰] و هیپوکمپ[۷۱]. بخش قشری ژیروس پاراهیپوکمپ به دلیل قرار گرفتن در شیار ناحیه بویایی[۷۲]، قشر انتورینال[۷۳] نامیده می شود. قشر انتورینال مانند سایر نواحی قشرِ نو مغز ساختمانی ۶ لایه ای دارد که در لایه ۲ آن تراکم زیادی از سلول های هرمی[۷۴] وجود دارد. هیپوکمپ در برش کرونال به ۳ ناحیه تقسیم می شود: CA1، CA2 و .CA3لایه باریک ماده سفید در سطح بطنی هیپوکمپ را آلونوس[۷۵] می نامند که محل عبور فیبرهای خروجی از هیپوکمپ است. هیپوکمپ در ادامه انحنای خود ژیروس دندانه دار را می سازد. علت این نامگذاری به دلیل سطح دندانه دار آن می باشد. ژیروس دندانه دار هم سه لایه ای است، ولی به جای سلول های هرمی، سلول های کوچک دانه دار[۷۶] جایگزین شده است(مودی[۷۷]،۱۹۹۳).
هیپوکمپ یکی از نواحی مهم در ایجاد صرع های موضعی پیچیده در انسان شناخته شده است. برخی از ویژگی های هیپوکمپ آن را برای ایجاد صرع مناسب ساخته است که از آن جمله ارتباطات نورونی و آناتومیکی آن می باشد.
مطالعات آناتومیک نشان داده است که در صرع لوب گیجگاهی تغییرات مورفولوژیک قابل توجهی در هیپوکمپ ایجاد می شود. بیشترین تغییرات به وجود آمده شامل از دست رفتن نورون ها در شکنج دندانه دار و لایه هرمی CA1 و CA3 و جوانه زدن فیبرهای خزه ای است. در صرع لوب گیجگاهی الگوی خاصی از مرگ سلولی به ویژه در شکنج دندانه دار دیده می شود(کورسلیس[۷۸]،۱۹۸۳). علی رغم اینکه مرگ سلولی در اینترنورون ها ایجاد می شود، مطالعات الکتروفیزیولوژیک نشان می دهد که مهار در سلول های گرانولی شکنج دندانه دار حتی افزایش نیز می یابد. علاوه بر تغییراتی که در تارهای عصبی ایجاد می شود، بیان و عملکرد گیرنده های نوروترانسمیترها نیز دچار تغییراتی می شود. به طور مثال، تغییرات برجسته ای در عملکرد گیرنده های GABAسلول های گرانولی شکنج دندانه دار به وجود می آید و دامنه جریان های پس سیناپسی مهاری در سلول های گرانولی شکنج دندانه دار در حیوانات صرعی افزایش می یابد.
شکل۲-۱: جایگاه هیپوکمپ در مغز انسان
۲-۳-۱-نقش هیپوکمپ در تشنج
تشنج اگرچه می تواند از هر ناحیه مغز شروع شود، ولی بطور عمده از هیپوکمپ و نواحی مجاور آن در لوب تمپورال منشأ می گیرد. تمایل هیپوکمپ به شروع تشنج به دلیل توانایی آن در ایجاد تقویت سیناپسی طولانی مدت (LTP) می باشد. وجود یک مدار داخلی یک طرفه تحریکی و معدود بودن نورون های مهاری در هیپوکمپ، این ناحیه را مستعد تولید فعالیت تشنجی کرده است(مودی،۱۹۹۳). مطالعات in vitro نشان داده است که این مدار برای حفظ فعالیت های تشنجی مداوم، لازم و کافی می باشد(شکل۲-۲). هیپوکمپ با هسته های اطراف خود دارای ارتباطات نورونی فراوانی است. در این ارتباطات مدارهای ارتباطی خود تحریکی در ناحیه CA3 و ژیروس دندانه دار دیده می شود که این خاصیت باعث تقویت امواج تشنجی در این مناطق شده است. از طرف دیگر ارتباطات دو طرفه ای بین قشر انتورینال و ژیروس دندانه دار وجود دارد و این حلقه ارتباطی نیز یکی از مسیرهایی است که می تواند باعث ایجاد و تقویت تشنج شود (اوموری،۱۹۹۹).
۲-۳-۱-۱-ارتباطات شکنج دندانه دار
این ناحیه از تشکیلات هیپوکمپ دارای دسته ای از تارهای آوران می باشد که از مسیر پرفورنت به هیپوکمپ وارد می شود. خروجی اصلی شکنج دندانه دار در فیبرهای خزه ای هستند که به سلول های هرمی ناحیه CA3 هیپوکمپ وارد می شود(شکل۲-۲).

دانلود کامل پایان نامه در سایت pifo.ir موجود است.