Μακροχρόνιες συνέπειες της προγεννητικής έκθεσης σε αιθανόλη στην ανάπτυξη και λειτουργία του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος (ΚΝΣ), με έμφαση σε χολινεργικούς μηχανισμούς
Authors: Ευαγγελάκη Μαρία-Ελένη 
Published: May 2023

Η προγεννητική έκθεση σε αιθανόλη που οφείλεται σε εθισμό της μητέρας και σχετίζεται με σημαντικές αναπτυξιακές διαταραχές του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος (ΚΝΣ), οριζόμενες ως «εμβρυικό αλκοολικό σύνδρομο» (Fetal Alcohol Syndrome, FAS), που περιλαμβάνουν αυξημένη προδιάθεση στην εμφάνιση επιληπτικών κρίσεων, χωρίς να είναι γνωστό ποιοι κυτταρικοί μηχανισμοί τις διαμεσολαβούν. Σκοπός αυτής της μελέτης ήταν η διερεύνηση του ρόλου συγκεκριμένων μηχανισμών στην τροποποίηση επιληπτοειδών εκφορτίσεων σε επίμυς που εκτέθηκαν προγεννητικά στην αιθανόλη (ήπιο μοντέλο). Οι επιμέρους μηχανισμοί που επιλέχθηκαν προς διερεύνηση ενέχονται στην πρόκληση ή τροποποίηση παροξυσμικών εκφορτίσεων αλλά ταυτόχρονα αποτελούν και στόχο της αιθανόλης, όπως γνωρίζουμε από την βιβλιογραφία. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην χολινεργική διαβίβαση, για την οποία γνωρίζουμε ότι τροποποιείται σαν συνέπεια επιληπτικών κρίσεων της πρώιμης ζωής. Έγιναν εξωκυττάριες ηλεκτροφυσιολογικές καταγραφές από το πυραμιδικό στρώμα CA1 τομών ιπποκάμπου (κροταφικές, διαφραγματικές και μεσαίου τρίτου) που προήλθαν από πειραματόζωα ηλικίας 21-35 ημερών («νεαρά») και >90 ημερών («ενήλικα») για να εξεταστούν τυχόν πρώιμες και μακροχρόνιες αλλαγές, (Ν= normal, μάρτυρες και FAS τομές). Ακολούθησε στατιστική ανάλυση της συχνότητας και της διάρκειας αυθόρμητων επιληπτοειδών εκφορτίσεων μεσοκρισικού τύπου (IEDs) σε δύο in vitro μοντέλα, ένα που ενεργοποιεί υποδοχείς NMDA (“Mg2+-free medium”) και άλλο που αναστέλλει αγωγιμότητες Κ+ (4-αμινοπυριδίνη, 4-ΑΡ). Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ανιχνεύσιμες in vitro διαφορές μεταξύ τομών Ν και FAS σε όλες τις ηλικίες, επιβεβαιώνοντας τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματα της προγεννητικής έκθεσης σε αιθανόλη. -Οι συχνότητες των IEDs των FAS τομών μεσαίου τρίτου ιπποκάμπου ήταν σημαντικά χαμηλότερες στο Mg2+-free medium σε σχέση με Ν και σημαντικά υψηλότερες σε 4-ΑΡ, υποδεικνύοντας πιθανή δράση της αιθανόλης σε αγωγιμότητες Κ+ αλλά και συγκεκριμένες περιοχές στόχο. -Το χολινεργικό ανάλογο καρβαχόλη (carbachol, 1μΜ) παρουσία ΒΜΙ προκάλεσε μικρότερη αύξηση της συχνότητας των IEDs στις FAS τομές σε σχέση με τις Ν και στα δύο μοντέλα (Mg2+-free medium, 4-ΑΡ) σε κροταφικές τομές.-Ο μουσκαρινικός αγωνιστής oxotremorine (1μΜ, σε Mg2+-free medium) αύξησε την συχνότητα των IEDs παρόμοια σε Ν και FAS τομές μεσαίου τρίτου νεαρών αλλά η προσθήκη ειδικών μουσκαρινικών ανταγωνιστών (Μ1, Μ2, Μ3) φανέρωσαν Ν και FAS διαφορές. -O νικοτινικός ανταγωνιστής Hexamethonium (50μΜ, σε Mg2+-free medium) αύξησε την συχνότητα IED παρόμοια σε Ν και FAS τομές, αλλά παρουσία ΒΜΙ (20μΜ) αύξησε την συχνότητα IED μόνο στις Ν τομές, υποδηλώνοντας Ν και FAS διαφορές στον έλεγχο ανασταλτικών νευρώνων από νικοτινικούς υποδοχείς.-Ο αναστολέας καναλιών kir, BaCl2 (2mM, σε Mg2+-free medium) προκάλεσε αύξηση των συχνοτήτων IED επηρεαζόμενη από την ομάδα (ναι στις Ν, όχι στις FAS) αλλά και την ηλικία.- Ο blocker των χασμοσυνδέσμων, carbenoxolone (300μΜ) προκάλεσε σημαντικά μεγαλύτερη μείωση της συχνότητας IED στις FAS τομές μεσαίου τρίτου από ότι στις Ν, και η δράση εξαρτάτο και από την ηλικία. Συμπερασματικά το ήπιο μοντέλο προγεννητικής έκθεσης στην αιθανόλη που χρησιμοποιήθηκε προκάλεσε αλλαγές ανιχνεύσιμες in vitro, που δείχνουν διαφοροποίηση ανάλογα με την εξεταζόμενη περιοχή του ιπποκάμπου και την ηλικία. Όλες διαφοροποιούν τον τρόπο συγχρονισμού των νευρωνικών δικτύων του ιπποκάμπου, κάποιες φαίνεται να συνεισφέρουν σε διεγερτικούς μηχανισμούς, ενώ άλλες φαίνεται να εστιάζονται στην αποφυγή υπερδιέγερσης.