Η κυτταροαρχιτεκτονική και οι συνδέσεις του κερκοφόρου πυρήνα στον άνθρωπο και οι αλλοιώσεις τους στη νόσο του Alzheimer:
Creators: name: Τσάμης, Κωνσταντίνος Ι.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Κερκοφόρος πυρήνας
Συνάψεις
Δενδριτικές άκανθες
Νόσος του Alzheimer
Caudate Nucleus
Synapses
Dendritic spines
Alzheimer’s disease

description: Παραδοσιακά η λειτουργία του κερκοφόρου πυρήνα θεωρούταν αποκλειστικά συνδεδεμένη με τον έλεγχο των κινήσεων και στο πλαίσιο αυτό είχε δοθεί έμφαση στις συνδέσεις του με τον κινητικό και προκινητικό φλοιό. Ερευνητικά δεδομένα των τελευταίων δεκαετιών επισημαίνουν τη συμμετοχή του κερκοφόρου πυρήνα στη ρύθμιση των ανώτερων νοητικών λειτουργιών, της συμπεριφοράς, της μνήμης, της μάθησης και του συναισθήματος. Η νόσος του Alzheimer είναι η πιο συχνή αιτία γεροντικής – προγεροντικής άνοιας. Από τις νευροπαθολογικές αλλοιώσεις της νόσου οι συναπτικές αλλοιώσεις συσχετίζεται καλύτερα με την πορεία και τη βαρύτητα των κλινικών εκδηλώσεων και έχουν ενεργό ρόλο στην παθογένεια της νόσου. Προγενέστερες νευροπαθολογικές μελέτες στον κερκοφόρο πυρήνα στη νόσο του Alzheimer έδειξαν ήπιες αλλοιώσεις, σχετιζόμενες κυρίως με τους μεγάλους χολινεργικούς νευρώνες του πυρήνα, χωρίς όμως να έχει γίνει μελέτη των συναπτικών σχέσεων των νευρώνων. Πιο πρόσφατες απεικονιστικές μελέτες ωστόσο υπογραμμίζουν την ύπαρξη σημαντικών ατροφικών αλλοιώσεων του κερκοφόρου πυρήνα στους ασθενείς που πάσχουν από τη νόσο του Alzheimer, κυρίως στο αριστερό ημισφαίριο του εγκεφάλου. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η κυτταροαρχιτεκτονική και οι συνδέσεις του κερκοφόρου πυρήνα στον ανθρώπινο εγκέφαλο σε άτομα διαφόρων ηλικιών και σε ασθενείς που έπασχαν από τη νόσο του Alzheimer. Νεκροτομικά παρασκευάσματα κερκοφόρου πυρήνα συγκεντρώθηκαν για την παρούσα διατριβή από 20 ασθενείς που έπασχαν από τη νόσο του Alzheimer και από 22 υγιείς μάρτυρες. Μελετήθηκε η κεφαλή του κερκοφόρου πυρήνα και στα δύο ημισφαίρια με τις εξής μεθόδους: ταχεία μέθοδος Golgi, ανοσοϊστοχημεία για υποδοχείς του γλουταμινικού οξέος και ηλεκτρονική μικροσκόπηση. Τα παρασκευάσματα παραχωρήθηκαν από τις τράπεζες εγκεφάλων Brain Bank Munich και Netherlands Brain Bank καθώς και από τα Εργαστήρια Ιατροδικαστικής και Τοξικολογίας της Ιατρικής Σχολής Αθήνας και Θεσσαλονίκης. Η μορφομετρική ανάλυση των χαρακτηριστικών του δενδριτικού πεδίου των μέσου μεγέθους ακανθωδών νευρώνων αποκάλυψε μείωση της πυκνότητας των δενδριτικών ακανθών και αύξηση του μήκους των δενδριτών στους ηλικιωμένους σε σχέση με τους νέους υγιείς μάρτυρες. Επίσης παρατηρήθηκε περαιτέρω μείωση της πυκνότητας των δενδριτικών ακανθών και του μήκους των δενδριτών κυρίως στα περιφερικά τμήματα του δενδριτικού πεδίου των νευρώνων στους ασθενείς που έπασχαν από τη νόσο του Alzheimer. Σχετικά με τους υποδοχείς γλουταμινικού οξέος παρατηρήθηκε ότι με την πρόοδο της ηλικίας το ποσοστό των ανοσοθετικών για mGluR5 νευρώνων αυξάνεται και στους ασθενείς που έπασχαν από τη νόσο του Alzheimer υπάρχει περαιτέρω αύξηση. Από τη μορφομετρική μελέτη των συνάψεων στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παρατηρήθηκε μείωση του μέσου μεγέθους των συνάψεων στους ασθενείς και αντίστοιχη αύξηση του αριθμού των συνάψεων με αποτέλεσμα τη διατήρηση σταθερής της συνολικής συναπτικής επιφάνειας. Συμπερασματικά θα λέγαμε ότι με την πρόοδο της ηλικίας παρατηρείται στους νευρώνες του κερκοφόρου πυρήνα μια αναδιάταξη του δενδριτικού πεδίου και των συναπτικών τους σχέσεων, η οποία στη νόσο του Alzheimer είναι πιο εκτεταμένη και έχει ως αποτέλεσμα την τελική διατήρηση της συνολικής συναπτικής επιφάνειας που αναπτύσσουν οι νευρώνες. Ωστόσο συνυπάρχει αυξημένη έκφραση mGluR5 υποδοχέων στα νευρικά κύτταρα του κερκοφόρου πυρήνα ιδιαίτερα στη νόσο του Alzheimer. Οι υποδοχείς αυτοί φέρεται να έχουν κεντρικό ρόλο στη μνήμη και τη μάθηση και θα μπορούσαν μελλοντικά να αποτελέσουν στόχο για θεραπευτική παρέμβαση στη νόσο του Alzheimer.
description: Neostriatum is one of the brain areas that are not primarily affected in Alzheimer’s disease, according to classic regard of the disease. However, recent data emphasize the involvement of neostriatum, especially the head of caudate nucleus, in the emergence of characteristic symptoms of the disease. This data accomplish previous observations of the crucial role of caudate nucleus not only in motor functions but also in cognitive functions, behavior, mood and memory. The present study aims to reveal possible synaptic alterations on medium size spiny neurons of human caudate nucleus in Alzheimer’s disease. Postmortem material from the neostriatum of 20 patients suffered from Alzheimer’s disease and 22 healthy individuals were included in the study. The material was obtained from Brain Bank Munich and Netherlands Brain Bank members of BrainNet Europe, as well as from the Laboratories of Forensic Medicine of Athens and Thessaloniki. Golgi silver impregnation technique was used for the comparison of the dendritic tree and the spinal density between patients, age matched controls and young controls. Immunohistochemistry for glutamate receptors (NMDA, AMPA and mGlu) revealed their distribution in the three groups and electron microscopy was used for the final comparison of the synapses in ultrastructural level. The results show reduced density of dendritic spines and increased length of dendrites in elderly compared to young healthy controls. A further reduction was also observed in the density of dendritic spines and the length of dendrites mainly in peripheral parts of the dendrite field of neurons in patients suffered from Alzheimer’s disease. Immunohistochemical analysis revealed that in elderly individuals the proportion of immunopositive for mGluR5 neurons is increased compared to young controls and in patients suffered from Alzheimer's disease there is a further increase. The morphometric study of synaptic contacts in ultrastructural level revealed a decrease in the average size of synapses in patients and an increase in their number, which together lead to maintenance of unchanged total synaptic surface. The changes observed in the neurons of caudate nucleus in elderly individuals are indicative of a reorganization of their dendrite field and the synaptic contacts that they establish. In Alzheimer's disease the reorganization of the dendrite field and the synaptic contacts of neurons in the caudate nucleus is more extensive and results in the ultimate retention of the total synaptic area of neurons. In this way the degenerative processes may be compensated sufficiently resulting in partial preservation of nucleus’ functionality. Both in aging and in Alzheimer's disease there is increased mGluR5 immunoreactivity in striatal neurons. These receptors are known to have a central role in learning and memory and they could be a target for future therapeutic intervention in Alzheimer’s disease.