Pentilentetrazol ile epilepsi oluşturulmuş sıçanlarda hipokampal elektrofizyolojik değişikliklere zenginleştirilmiş çevrenin etkisi
Effects of enhanced environmental on hippocampal electrophysiological changes in the penthylentetrazole model of epilepsy
Yazar: SEVAL KELOĞLAN
Danışman: PROF. DR. NAZAN DOLU
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Elektrofizyoloji = Electrophysiology ; Epilepsi = Epilepsy ; Hipokampus = Hippocampus ; Pentilentetrazol = Pentylenetetrazole ; Sıçanlar = Rats ; Öğrenme = Learning

Özet:
Epilepsi hipokampal işlevsel/morfolojik değişikliklerle ilişkilidir. Bu değişiklikler deney hayvanlarında bilişsel yeteneklerde gerileme ve sinaptik plastisitede artış ya da azalma ile ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada amacımız, hipokampusun perforan yolunda bu işlevsel değişikliklerin olup olmadığını araştırmaktır. Zenginleştirilmiş çevrenin, beyin hasarından sonra bilişsel ve motor bozuklukları düzeltebileceğine ilişkin bulgular bulunmaktadır. Bu bağlamda, ikinci amacımız epileptik nöbetlerden sonra zenginleştirilmiş çevrenin bilişsel işlevleri iyileştirip iyileştirmediğini araştırmaktır.Çalışmamızda hayvanlar, normal kafeste barındırılan kontrol grup (KN), zenginleştirilmiş kafeste barındırılan kontrol grup (KZ), normal kafeste barındırılan epileptik grup (EN), zenginleştirilmiş kafeste barındırılan epileptik grup (EZ) olmak üzere dört farklı gruba ayrıldı. Serum fizyolojik ve pentilentrazol (PTZ, 35 mg/kg, ip) sırasıyla kontrol ve epileptik gruplara, günaşırı enjeksiyon olacak şekilde 38 günde verildi. Son PTZ enjeksiyonundan 72 saat sonra, kontrol ve deney gruplarının her ikisinin de spasyal öğrenme davranışları morris yüzme testi ile, lokomotor aktiviteleri açık alan testi ile, araştırma davranışları delikli tahta testi ile test edildi.Spasyal öğrenme performanslarının test edilmesini takiben, sıçanlar üretan ile anestezi edildi ve sterotaksik sisteme yerleştirildi. Tungsten bipolar elektrot medyal perforan yolu uyarmak için kullanıldı. Alan eksitatör postsinaptik potansiyelleri (fEPSP) kaydetmek için cam bir mikropipet, ipsilateral dentat girusun granül hücre tabakasına yerleştirildi. fEPSP'nin 10 dakikalık bazal kaydının ardından, 4'lü tetanik uyarı (yüksek frekanslı uyaran, YFU) verilerek uzun süreli potansiyalizasyon (USP) oluşturuldu ve 3,5 saat süreyle kaydedildi.Platformun kaldırıldığı yarı alanda kalma süresi, EN grubunda EZ grubuna göre anlamlı düşüktü (p<0,05). Morris yüzme testinde geçilen kadran sayısı KN ve EN grubunda KZ grubuna göre daha az bulundu. Açık alan testinde geçilen çizgi sayısı, EZ grubunda KZ grubuna göre anlamlı şekilde düşük bulundu (p<0,05). Delikli tahta testinde baş sokma sayısı KN grubunda diğer gruplara göre anlamlı şekilde yüksekti (p<0,05). Elektrofizyolojik kayıt bulgularımıza göre, fEPSP ve populasyon spike (PS) amplitüdü EN grubunda KZ grubuna göre 4. YFU sonrasında yüksek bulundu (p<0,05).Sunulan çalışmada in-vivo deneylerimiz, zenginleştirilmiş çevrenin epileptik sıçanlarda dentat girusta sinaptik plastisiteyi iyileştirebileceğini göstermektedir.Anahtar kelimeler: Epilepsi, Pentilentetrazol, Öğrenme, Hipokampus, USP

Abstract:
Epilepsy is associated with changes in hippocampal function/morphology. These changes often manifest as a decline in cognitive abilities, which in animal models is reflected in reduced spatial learning and up-regulation or down-regulation of synaptic plasticity. Here, our first aim was to investigate whether functional changes occur at perforanth pathway in hippocampus. As there is evidence that enriching the environment can improve cognitive and motor deficits after brain injury, our second aim was to determine whether environmental enri chment improves cognitive function after epileptic seizures.In this study, we separated animals into four different groups. The control group in normal cage (CN), the control group in enrichment cage (CE), epileptic group in normal cage (EN), the epileptic group in enrichment cage (EE). Serum physiologic and pentylenetetrazol (PTZ, 35 mg/kg, ip) were injected to control or epileptic group, respectively once every alternate day for a period of 38 days. Seventy-two hours later than last injection of PTZ, animals from both control and experimental were tested for spatial learning in morris water tank, for locomotor activity at open field test and for exploratory activity on hole board.Following spatial learning performance tests, rats were anesthetized with urethane and placed in a stereotaxic frame. A bipolar, tungsten electrode was used to stimulate the medial perforant path. A glass micropipette was inserted within the granule cell layer of the ipsilateral dentate gyrus to record field excitatory postsynaptic potentials (fEPSP). Following a 10-min baseline recording of fEPSPs, long-term potentiation (LTP) was induced by four sets of tetanic pulse trains (high frequency stimulation, HFS) and recorded during a 3.5-hour.EN group spent significantly less time than EE group in the half area without platform where the platform had been previously located (p<0,05). The number of crossing quadrant was lower in CN and EN group than CE group in the Morris swimming test. The number of crossing line was found significantly lower in the EE group than CE group in open field test (p<0,05). The number of head-dipping was significantly higher in the CN group than other groups in the hole board test (p<0,05). According to electrophysiological recordings, fEPSP and populasyon spike (PS) amplitude were found to be higher in the EN group than in the CE group after 4th HFS (p<0,05).The present in vivo-experiment provides that enchanced environmental may improve synaptic plasticity in dentate gyrus in epileptic rats.Key words: Epilepsy, Pentylenetetrazole, Learning, Hippocampus, LTP