Αξιολόγηση της επίδρασης παραγόντων καταπόνησης στη φυσιολογική λειτουργία του ισχιακού νεύρου των σπονδυλωτών
Authors: Καγιαβά Αλεξία 
Published: August 2021

Το περιφερικό νευρικό σύστημα (ΠΝΣ) είναι το τμήμα του νευρικού συστήματος το οποίο μπορεί να υποστεί ευκολότερα διαφόρων τύπων καταπονήσεις. Σε αντίθεση με το κεντρικό νευρικό σύστημα το ΠΝΣ είναι πιο ευάλωτο και πιο εύκολα προσβάσιμο στους διάφορους παράγοντες καταπόνησης. Οι καταπονήσεις του ΠΝΣ μπορεί να είναι είτε χημικές είτε μηχανικές και μπορεί να προέλθουν διαμέσου άμεσης ή έμμεσης επαφής με τον παράγοντα που προκαλεί την καταπόνηση. Οι καταπονήσεις του ΠΝΣ μπορεί να έχουν ως στόχους δομικά και λειτουργικά στοιχεία των νευρικών ινών. Η παρούσα εργασία εστίασε στη μελέτη διαφόρων χημικών και μηχανικών παραγόντων καταπόνησης στις ηλεκτροφυσιολογικές ιδιότητες του ισχιακού νεύρου σπονδυλωτών.Η μελέτη των χημικών καταπονήσεων περιλάμβανε τοπικά αναισθητικά, αντικαρκινικά φάρμακα, εντομοκτόνα, φυσικά παραγόμενες τοξίνες και νευροδιαβιβαστές και η μελέτη των μηχανικών καταπονήσεων περιλάμβανε τη διάταση και την αναγέννηση του νεύρου. Η έκθεση του ισχιακού νεύρου σε χημικά παραγόμενα τοπικά αναισθητικά έδειξε ότι τα τοπικά αναισθητικά επιδρούν με αναστρέψιμο τρόπο στο σύνθετο δυναμικό ενέργειας (ΣΔΕ) μέσω της δράσης τους στα τασεοελεγχόμενα κανάλια νατρίου (ΤΕΚΝa). Παραπλήσια δράση είχε και η λιναλόλη, μια φυσικά παραγόμενη ένωση, η οποία όπως αποδείχθηκε έχει ιδιότητες τοπικού αναισθητικού συγκρινόμενη με τη λιδοκαΐνη δρώντας κι αυτή μέσω της απενεργοποίησης των ΤΕΚΝa. Δράση στα τασεοελεγχόμενα κανάλια καλίου (ΤΕΚΚ) βρέθηκε να έχει η οξαλιπλατίνα, ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο αντικαρκινικό φάρμακο, η οποία παρουσίασε μια χαρακτηριστική δράση στη μορφή του ΣΔΕ με την εμφάνιση δευτερευουσών εκπολώσεων. Αντίθετα, ένα ακόμη αντικαρκινικό φάρμακο το οποίο μελετηθήκε σε αντιπαραβολή με την οξαλιπλατίνα είχε αμελητέα επίδραση στο ύψος μόνο του ΣΔΕ χωρίς να παρουσιάσει οποιεσδήποτε αλλαγές στη μορφή του ΣΔΕ. Επιπλέον, εξετάστηκε το εντομοκτόνο ροτενόνη, το οποίο στη παρούσα εργασία βρέθηκε ότι προκαλεί μείωση του ύψους του ΣΔΕ η οποία όμως δεν συνδέεται με την παραγωγή ελευθέρων ριζών ή την μεταβολή στη δομή των μικροσωληνίσκων η οποία παρατηρείται μετά από έκθεση του ισχιακού νεύρου σε ροτενόνη. Η παλιτοξίνη με τη σειρά της, μια φυσικά παραγόμενη τοξίνη, προκάλεσε μείωση του ύψους του ΣΔΕ σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις (nM) μέσω της δράσης της στην Νa+/K+-ATPάση και αύξηση του μεμβρανικού δυναμικού ηρεμίας των νευρικών ινών. Εξετάστηκαν επίσης φυσικά παραγόμενα ανάλογα παλιτοξίνης τα οποία και πάλι προκάλεσαν μείωση του ύψους του ΣΔΕ και έγινε ποσοτικοποίηση της δράσης τους. Μελετήθηκε επίσης η δράση του γ-αμινοβουτυρικού οξέος (GABA), ενός νευροδιαβιβαστή του κεντρικού νευρικού συστήματος, στο ΠΝΣ. Το GABA παρουσίασε ανασταλτική δράση στις νευρικές ίνες του ΠΝΣ προκαλώντας μείωση του ύψους του ΣΔΕ η οποία ήταν αναστρέψιμη μετά από προεπώαση του ισχιακού νεύρου με την πικροτοξίνη, έναν ανταγωνιστή των GABA υποδοχέων. Περαιτέρω μελέτη για διασαφήνιση του τρόπου με τον οποίο το GABA προκαλεί μείωση του ύψους του ΣΔΕ με τη βοήθεια ενδοκυτταρικών καταγραφών έδειξε ότι το GABA προκαλεί αύξηση του μεμβρανικού δυναμικού ηρεμίας προκαλώντας κατά συνέπεια και μείωση του ύψους του δυναμικού ενέργειας της νευρικής ίνας. Τέλος, στο πλαίσιο της χημικής καταπόνησης μελετήθηκε και ο ρόλος του περινευρίου στην είσοδο διαφόρων χημικών ενώσεων στις νευρικές ίνες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το περινεύριο αποτελεί ένα τύπο επιλεκτικού φραγμού για τις διάφορες ενώσεις που εισέρχονται στις νευρικές ίνες.Όπως αναφέρθηκε μελετήθηκαν και δύο περιπτώσεις μηχανικής καταπόνησης, η διάταση και η αναγέννηση. Η διάταση του νεύρου έδειξε ότι στο νεύρο υπάρχουν ελαστικά στοιχεία τα οποία μπορούν να απορροφούν τις δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό μέχρι ενός σημείου όπου ξεκινάει η σταδιακή διάρρηξη των ελαστικών του στοιχείων. Αύξηση της τάσης που ασκείται προκαλεί αλλαγή στις ηλεκτροφυσιολογικές παραμέτρους των νευρικών ινών οι οποίες όμως επανέρχονται μετά την διακοπή της ασκούμενης τάσης. Τέλος, μελετήθηκε η αναγέννηση του ισχιακού νεύρου του επίμυος μετά από τομή του και επινευριακή επανασυρραφή. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το νεύρο έχει την ικανότητα να επανέρχεται λειτουργικά μετά το πέρας 6 μηνών ενώ η λειτουργία του μετά το πέρας 3 μηνών από την επέμβαση εξαρτάται από την οξυγόνωση. Βρέθηκαν διαφορές στην εννεύρωση των κλάδων του ισχιακού μετά την επέμβαση που φαίνονται τόσο από τις τιμές της ταχύτητας αγωγής όσο και από το ποσοστό του συνολικού ΣΔΕ που αντιπροσωπεύουν. Συνδυασμός των δύο μηχανικών καταπονήσεων έδειξε ότι το αναγεννημένο νεύρο έχει την ικανότητα να διατηρεί την ελαστικότητά του και να συμπεριφέρεται με παρόμοιο τρόπο με το μάρτυρα. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας δίνουν στοιχεία για τον τρόπο δράσης διαφόρων παραγόντων καταπόνησης στο ΠΝΣ που επηρεάζουν τη λειτουργία του οδηγώντας σε νευροπάθειες.