Farelerde akustik travma ile oluşturulmuş tinnitus modelinde uzun süreli güçlenme aracılı sinaptik plastisite sürecinin incelenmesi
Evaluation of the synaptic plasticity via long term potentiation in the acoustic trauma tinnitus model of mice
Yazar: ASLI ÇAKIR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA CENK ECEVİT
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Kulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2012
Konu: Kulak Burun ve Boğaz = Otorhinolaryngology (Ear-Nose-Throat)
Dizin: Fareler = Mice ; Koklea = Cochlea ; Sinapslar = Synapses ; Tinnitus = Tinnitus

Özet:
Amaç ve HipotezTinnitus herhangi bir dış uyarı olmaksızın ses algılanmasıdır. Tinnitusun patogenezi tam olarak aydınlatılamamış olmakla beraber, sinaptik plastisite ile olan ilişkisi bu açıdan üzerinde durulan bir konudur.Sinaptik plastisite, iki nöron arasındaki sinapsın dış veya iç ortam değişikliklerine bağlı olarak farklılaşmasıdır. Sinaptik plastisitenin bazı elektrofizyolojik ölçümlerle değerlendirilebilmesi mümkündür. Bu amaçla kullanılabilen düzeneklerden bir tanesi yama kenetlemedir ve bu şekilde uzun süreli güçlenme ortaya konabilmektedir.Bu çalışmada, akustik travma modeli ile oluşturulan tinnitusun patogenezinde uzun süreli güçlenme aracılı sinaptik plastisitenin varlığının gösterilmesi amaçlandı.YöntemÇalışmada 15'i kontrol, 15'i akustik travma grubu olmak üzere toplam 30 adet postnatal 16 günlük BABL/c fare kullanıldı. Hayvanlarda akustik travma modeli ile tinnitus oluşturuldu. Deney hayvanlarında tinnitusun varlığı ve işitme düzeyinin saptanması startle refleks süresi ve boşluğu algılama süresi ölçümleriyle gerçekleştirildi.Postnatal 17. Günde farelerin dorsal koklear nükleuslarından izole edilen fuziform hücrelerde tüm hücre yama kenetleme tekniği kullanılarak uzun süreli güçlenmenin varlığı araştırıldı.BulgularÇalışmaya dahil edilen tüm deney hayvanlarının postnatal 16. Günde 90 dB SPL saf ses ile yapılan ölçümlerinde Startle refleks süreleri beş saniyenin altında saptandı. Kontrol grubu ile akustik travma öncesi akustik travma grubunun boşluğu algılama süreleri arasında istatistiksel fark saptanmadı (p=0,604). Akustik travma grubunda akustik travma sonrası 100 dB SPL saf ses ile yapılan ölçümlerde, deney hayvanlarının startle refleks süreleri beş saniyenin altında elde edilirken, akustik travma öncesine göre boşluğu algılama sürelerinde istatistiksel olarak belirgin artış saptandı ve böylece tinnitusun oluştuğu görüldü (akustik travma öncesi 9,58+/-1,65 sn, akustik travma sonrası 36,89+/-5,08 sn, p=0,001). Tinnitus oluşturulan grupta, kontrol grubuna göre uzun süreli güçlenme görülme sıklığı da anlamlı derecede yüksek bulundu (akustik travma grubunda %86,7 ve kontrol grubunda %13,3 p=0.000).SonuçTinnitusta sinpatik plastisitenin varlığı, tinnituslu hastalarda ve hayvan deneylerinde, bazı kortikal ve subkortikal işitme merkezlerinde aktivite artışının saptanmasıyla dikkati çekmiştir. Farklı merkezlerle bağlantılara olanak veren çok katlı anatomik yapısı ve fizyolojik özellikleri ile dorsal koklear nükleusun, tinnitusta sinpatik plastisitenin kilit noktası olabileceği düşünülmektedir. Sinaptik plastisite göstergelerinden biri olan uzun süreli güçlenmenin bazı hücrelerinde gözlenebilmesi, dorsal koklear nükleus ile ilgili bu konudaki şüpheleri arttırmaktadır.Bu çalışmada, tinnitusu olan farelerin dorsal koklear nükleuslarında, uzun süreli güçlenmenin kontrol grubuna göre anlamlı derecede fazla saptanması, tinnitusun patogenezinde sinaptik plastisitenin varlığına dair güçlü bir kanıt oluşturmaktadır.

Abstract:
Aim and HypothesisTinnitus is the perception of a sound in the absence of any external stimulus. Though its pathophysiological process still remains obscure, tinnitus has been under investigation for its association with synaptic plasticity in recent years.Synaptic plasticity is the differentiation of a synapse between two neurons due to the changes in external or internal environment. Synaptic plasticity can be evaluated by some electrophysiological measurements. Patch clamp is among the procedures, which are used for this purpose, and the long term potentiation is the electrical activity which is observed as the change.This study aimed to indicate the existence of the synaptic plasticity by figuring out the long term potentiation in the pathophysiology of tinnitus which was induced by the acoustic trauma model.MethodA total of 30 postnatal 16-day BABL/c mice consisting of 15 mice as the control group and 15 mice as the tinnitus induced group were used in the study. Tinnitus was induced in the mice through the acoustic trauma model. The induction of tinnitus in the mice and the hearing level was found by the startle reflex time and gap detection time measurements.The probability of the long term potentiation was searched by using the whole cell patch clamp technique in the fusiform cells which were isolated from the dorsal cochlear nucleus of the mice on their postnatal day 17.ResultsThe measurements, which were made on all experiment mice on their postnatal day 16 by using 90 dB SPL pure tone, gave the startle reflex time less than 5 seconds. No statistical difference was found between the control group and the pre-trauma acoustic trauma group with regard to gap detection time (p=0,604). The experiments performed by using 100 dB SPL pure tone after acoustic trauma. While the startle reflex time of the experiment mice was found to be less than 5 seconds with 100 dB SPL pure tone in the acoustic trauma group, a statistically significant increase was found in their gap detection times compared to the pre-trauma period and tinnitus was observed to have been induced, so ( 9,58+/-1,65 sec. in the pre-trauma period?? and 36,89+/-5,08 sec. in the post-trauma period p=0,001).In the tinnitus induced group, the long term potentiation was found to be meaningfully higher than the control group (86,7 % in the acoustic trauma group and 13,3 % in the control group p=0.000).ConclusionThe existence of synaptic plasticity in tinnitus drew attention as a result of the increased activity some cortical and subcortical areas of patients complaining about tinnitus and experiment mice. It is considered that dorsal cochlear nucleus, with its multilayer anatomical structure and physiological characteristics that allow associations with various cortical and subcortical regions, can be the key point of synaptic plasticity in tinnitus. The fact that the long term potentiation, which is one of the key indicators of synaptic plasticity, can be observed in some cells raise concerns about dorsal cochlear nucleus in this subject.The long term potentiation, which was found to be meaningfully higher in the dorsal cochlear nuclei of the mice with tinnitus than the control group (p=0.000), constitutes a strong evidence of the existence of synaptic plasticity in the pathophysiological mechanism of tinnitus.