Differences between revisions 41 and 42
Revision 41 as of 2014-12-02 20:23:47
Size: 35075
Editor: GTGSKL
Comment:
Revision 42 as of 2014-12-03 11:20:17
Size: 35077
Editor: GTGSKL
Comment:
Deletions are marked like this. Additions are marked like this.
Line 3: Line 3:

1. Az alkohol hatása az idegsejtekre

1.1. Bevezető

Az alkohol hatása az agyra több tényezőtől is függ. Egyrészt attól hogy melyik agyi régióra való hatását vizsgáljuk, illetve hogy azon belül mely sejtekre. Továbbá az sem mindegy hogy az időleges, rövidtávú,akut alkoholfogyasztást vizsgáljuk-e vagy a krónikus alkoholfogyasztást.

1.1.1. Az alkohol által befolyásolt agyterületek

1.1.1.1. Agykéreg

Az alkohol itt a viselkedésgátló központokat nyomja el. A fogyasztó gátlásai megszűnnek. Lelassítja a szem,fül, száj általi információfeldolgozást.

1.1.1.2. Kisagy

Itt a mozgásközpontra van hatással az alkohol. A mozgás koordinálatlanná válik.

1.1.1.3. Hypothalamus és tobozmirigy

Ezek a részek a hormonális szabályozásért felelősek. Alkohol hatására megnő a szexuális aktivitás, azonban a szexuális teljesítmény csökken.

1.1.1.4. Agyvelő

Ez a rész az alapvető funkciókért felelős, például lélegzés. Itt az alkohol álmosságot idéz elő. Csökkentheti is a testhőmérsékletet és a légzésszámot,ennek hatására életveszélyes állapot állhat elő.

1.1.1.5. Amygdala centrális magjának mediális része (CeAm)

Ez a részfelelős érzelmekkel kapcsolatos funkciókért például szívverés vérnyomás illetve fájdalom érzés és továbbítás, agytörzsön és laterális hypothalamuson keresztül. Továbbá az érzelem felismerésben és kifejezésében is szerepe van. Az alkohol az ezen területet gátló és összerendező Stria medullaris ingerlékenységét gátolja. Ezen terület a felelős az alkoholisták érzelmi instabilitásáért.

Gray_718-amygdala.png

1.1.1.6. Stria terminalis bed nucleusának juxtacapsularis magja (jcBNST)

Ezek a talamusz ventrolaterális részén futó rostkötegek. Ennek a területnek összerendező funkciója van. Feladata a basolaterális amygdala, az infralimbikus kérgi terület és a dysgranular insular területek összerendezése. Az alkohol a terület sejtjeinek ingerelhetőségét gátolja.

1.1.1.7. Ventrális tegmentális terület (VTA)

A középagy neuroncsoportja, a dopaminerg sejtek helye. Szerepet játszik a motiváció, a megismerés, az érzelmek és a különféle szenvedélyek kialakulásában. Ez az agy jutalomközpontja. Az agy számos másik területével kapcsolatban áll. Bizonyos személyiségzavarok kialakulásában is fontos. Dopamineseratonin.png

1.1.1.8. Nucleus accumbens

Az előagy alapi részén található,mindkét féltekének van egy ilyen része.

Részei:

· nucleus accumbens mag

· nucleus accumbens héj

A mozgás, a nevetés, a célirányos viselkedés, a jutalom és az érzelem központja.

1.1.1.9. Cerebral aquaeduct

Liquor van benne, a 3. agykamrát köti össze a 4.-el.

1.1.1.10. Ventral periaquaeductális szürkeállomány (vPAG)

Szürkeállomány a cerebral acquaeduct körül. A gerincvelő és a középagy is informálja a hő és fájdalomérzetről. Csökkenti a fájdalomérzetet. A védekező magatartásért és a szaporodási viselkedésért felel.

1.2. Kis mennyiségű alkoholfogyasztás hatása az agyra

Egerekkel végzett kísérletek során fény derült a kis mértékű alkoholfogyasztás jótékony, agyvérzés esetén idegvédő hatására. A kísérlet során az állatokat két hónapos korukban két csoportra osztották, egyik felük étrendjének a kalóriaértéke 35%zsír 18%fehérje, 47%szénhidrát tartalmú volt. A másik csoport étrendje 1%-os alkoholkezelésben részesült 8 hétig. Az ő étrendjük kalóriaértéke abban különbözött hogy 42% volt a szénhidráttartalma és 5% az alkoholtartalma. Az alkohol jótékony hatását a Peroxiszóma proliferátor aktivált receptor ᵞ( a továbbiakban PPARᵞ) nevű fehérjének köszönheti a feltételezések szerint. A PPAR-ok egy óriási nukleáris hormon receptorcsalád tagjai és a centrális idegrendszerben e a neurális sejt differenciációban és a sejthalálban játszanak szerepet ,illetve a gyulladásos folyamatokban és a neurodegenerációban. A PPARᵞ egy transzkripciós faktor amit eredetileg a zsírsav raktározási és glükóz metabolizálási szerepe miatt fedeztek fel. Három formája ismert:

· PPARᵞ1: majd minden szövetben van

· PPARᵞ2 :leginkább zsírsejtben

· PPARᵞ3: makrofágokban,fehérzsírszövetben és a vastagbélben gyakori

A PPARᵞ heterodimereket formál az X receptorokkal és a heterodimerek magja szabályozza különféle gének transzkripcióját.Ez a protein sok betegségben fontos például elhízás diabetes atherosclerosis(érelmeszesedés) és rák.

Ezért az egerek egy részét az alkoholos vagy nem alkoholos étrend mellett a 7.héttő kezdve két hétig rosiglitazone-al kezelték ,ami a PPARᵞ szelektív agonistája. Az egerek egy másik részét pedig GW9662-vel kezelték ami pedig a PPARᵞ szelektív antagonistája. Ezek után, az alkohol közvetlen hatását elkerülendő, az egerek 12 óráig nem kaptak alkoholt. Később az egerek középső agyi artériáját 90 percek keresztül elzárták. Ez az ér az a. carotica internából ered, és ellátja a laterális agykérgi területeket illetve a homloklebenyt is vérrel.

A vérrel való újratelítettség állapotát követő 24.órában az állatokban agysérülés, DNS fragmentáció és PPARᵞ protein aktivitás volt észlelhető. Az 1%-os alkohollal táplált egerek esetén a DNS fragmentáció és az agysérülés kevésbé volt jelentős. Ezután az állatokat feláldozták hogy az infarktus mértékét TTC festéssel meg lehessen állapítani. Az infarktus foka az alkohollal nem kezeltek esetén 35.8% volt, alkohollal kezelteknél ez az érték 18.2% volt,azaz erőteljes csökkenést lehetett megfigyelni. A PPARᵞ szint mindkét egértípusban csökkent az agyi érelzárás során és utána a reperfúzió hatására. Ennek ellenére az alkohollal táplált egerekben még mindig számottevően magasabb volt a proteinszint. A DNS fragmentációban nem volt számottevő különbség a két egér között, mindkettőben erősen megnőtt. Az alkohollal nem kezelt állatokban a rosiglitazone csökkentette az agysérülést de az alkohollal kezeltekben semmi változást nem generált. A GW9662 súlyosbította az agysérüléseket az alkohollal kezelteknél de nem változtatott az alkohollal nem kezeltek sérüléseinek kimenetelén. A PPARᵞ protein aktivitás az infarktus közeli terülteken és a controlaterális fali kérgi területeken nagyobb volt az alkohollal kezelt egerekben. Az alkoholfogyasztás nem befolyásolta az elhaló sejtek számát az érelzáráskor. de az érelzárás utáni 24 órábani apoptózist csökkentette,ezt a hatást nem befolyásolta a rosiglitazone,de a GW9662 rontotta.

A PPARlényegesen nőtt mikor 7napig 1mM-5mM alkoholt kaptak az állatok ,de erősen csökkent mikor 10-50mM-et. Nagy mennyiségű alkoholfogyasztás megnöveli a máj és pancreas PPARᵞ szintjét Más kísérlet szerint azonban a májszint csökken. A zsírsejtben pedig csökken a szint az nagy mennyiségű alkoholfogyasztásra. A cerebrális kéregben kevés mennyiségű alkoholtól több PPARᵞ protein keletkezik, soktól pedig kevesebb.

Mikor a vérhiányt reperfúzió követi, a mitokondrium szuperoxidot képez. Szuperoxid túltermelés gátolja a mitokondriális légzést és a facilitált mitokondriális pórus információt. Ettől citokróm c és apoptózis elősegítő faktor kibocsájtás jön létre.

Differenciált katekolaminerg neuronokat használva dózis függő hatásokat figyeltek meg a folyamatosan alkohollal kitett sejteken a PPARᵞ protein aktivitásban. Két órára anaerob környezetbe tették a neuronokat az érelzáródás modellezéshez majd vissza oxigéndús és glükózos környezetbe. Az ez után 24 órában pedig vizsgálták az alkohol hatását az apoptózisra. A kevés alkohol hatására a PPARᵞ protein aktivitás nőtt és a 24 órával későbbi apoptózis ellen védelmet is nyújtott. A folyamatos nagy mennyiségű alkoholfogyasztás azonban megmásítja a PPARᵞ hatását a sejtekre ,szervekre,szövetekre.

Fontos lenne azonban idősebb állatokban vizsgálni a hatást mert többen kapnak strokeot idősen, és a kísérletben használt egerek mind fiatalok, 2 hónaposak voltak, továbbá az anesztéziához izofluránt használtak aminek rövidtávú idegvédő hatása van,ez is befolyásolhatta az eredményt. (Sun és mtsai., 2012)

1.3. Nagy mennyiségű alkoholfogyasztás hatása az agyra

1.3.1. A függőség kialakulása

A különféle drogok, többek közt az alkohol is a ventrális maghéji területre, ezáltal a nucleus accumbensre hatnak; amelyek a jutalomérzet,a motiváció, az érzelmek központjai. A hatás a dopamin nevű neurotranszmitter segítségével történik. Az akut ( rövid távú ) alkoholnak való kitétel hatásai: a GABA(gátló hatású neurotranszmitter)-ra nem hat de a glutamát receptorokat és ezzel a serkentő folyamatokat gátolja. A krónikus alkoholizmus ezzel ellentétben sem a gátló sem a serkentő szinapszisokra nem hat. Ezek a folyamatok a ventrális periaquaeductális szürkeállományi területre hatnak.

Az alkohol a motoros működést stimulálja, szorongásérzetet kelt és módosítja a fájdalomérzést. A krónikus alkoholfogyasztás hatására viselkedési zavarok lépnek fel, a szorongás és félelemérzet erősödik és a motoros aktivitás csökken a megvonás során. A megvonás tünetei: agresszió, álmatlanság, fájdalom-érzet. Az akut alkoholfogyasztás és a jutalomérzet közt a dopamin teremti meg a kapcsolatot. E tekintetben a ventrális maghéji területek illetve a nucleus accumbensre gyakorolt hatása a jelentős. Újabban fény derült arra is hogy az alkoholfogyasztás az amygdala-ra is hat és ez is fokozza a jutalomérzetet.

A ventrális periaquaeductális (vPAG)szürkeállomány az alkohol akut fogyasztása esetén hat az éberség, a félelemérzet,az alvás, a fájdalom és a jutalmazás központjaira. Ha farmakonokkal gátoljuk a dopamin. Hatását a vPAG-ban és az amygdalában,megváltozik az alkohol hatására mutatott viselkedés.

A mini gátló posztszinaptikus áram erőssége a vPAG-DA idegsejtjeiben nem változott, azonban a mini serkentő posztszinaptikus áram frekvenciája emelkedett. Tehát az akut alkoholfogyasztás növeli a vPAG neuronjainak akciós potenciál frekvenciáját. Krónikus alkoholfogyasztás nem okozott változást. Az akut alkoholfogyasztás nem hat gátló szinapszisokra a vPAG-ban, ahol a dopaminfüggő receptorok vannak. Az akut alkoholfogyasztás tehát csak a serkentő szinapszisokra hat preszinaptikus úton. A hosszan tartó alkoholfogyasztás hatására viselkedészavarok lépnek fel illetve elektrofiziológiás zavarok is keletkezhetnek. Hosszú időn keresztül alkoholt fogyasztó egereknél kiemelt alkoholkereső viselkedést mutattak ki. A krónikus alkoholfogyasztás megváltoztatja a stria terminalis bizonyos tulajdonságait. Két hétig tartó krónikus alkoholfogyasztás azonban nem változtatja meg a vPAG-DA sejtneinek alapvető szinaptikus sajátságait. A vPAG a viselkedés számos formájáért felelős és úgy tűnik ez az a rész amelyre az alkoholfogyasztás elsődlegesen hat. Az akut alkoholfogyasztás a glutamát kibocsájtással növelte a serkentő szinapszisok frekvenciáját. Ehhez képest az agy többi régiójában –az amygdala középső magjában is- csökkent a glutamát kibocsájtás. Az alkoholfogyasztás a stria terminalison keresztül az alkoholkeresési viselkedést is serkenti.

Egerekben a folyamatos alkoholfogyasztás hatására agresszív viselkedést mutattak ki. Ennek lehetséges okai a következők: A stria terminalis hat a corticotropin kibocsájtó faktorra,ez olyan hormonokat bocsájt ki amik felelősek a stresszért és a félelemérzetért illetve a termo-és vasoregulációért(érszabályozás). Emiatt figyelhető meg alkoholisták esetén gyakran az izzadás és az érzelmi instabilitás alkohol megvonáskor. Továbbá az is lehet hogy a krónikus alkoholfogyasztás megváltoztatja a neuromodulátor receptorok expresszióját a stria medullarisban. Hogy a vPAG- ból kiinduló viselkedésváltozást mi okozhatja az még nem tisztázott. Mivel ez a terület szerepet játszik az alvás és fájdalomérzés szabályozásában, valószínűsíthető hogy ezekre a területekre is hat az alkohol. (Li és mtsai.,2013)

1.3.2. Az alkoholfüggőség hatása az agyra

A hosszútávú nagy mennyiségű alkoholfogyasztás által befolyásolt célterület juxtacapsular nucleus of the anterior division of the bed nucleus of the stria terminalis ( jcBNST), illetve a centális amygdala, amit a jcBNST szabályoz. A jcBNST a centrális amygdalát gátolja. Ez a funkció jelentősen csökkent alkoholfüggőkben. Kísérletesen alkoholfüggővé tettek 2 hónapos wistar patkányokat. 14 órán keresztül alkoholt lélegeztek be az állatok majd 10 óráig nem. Ezt 4 hétig folytatták , ami patkányok esetén alkoholfüggőséget okoz. A patkányok a megvonás 4.hetén kerültek felhasználásra. A kontroll állatok azonos korúak voltak azonos ketrecekben laktak és azonosan táplálták őket. Ezek után idegsejtjeik szinaptikus elkülönítése a glutamát és a GABA receptorok blokkolásával történt.

A jcBNST a GABA által küld jelet az amygdalának. A jcBNST sejtjeinek nincsen glutamáterg receptora. Ez a terület rendezi össze a basolaterális amygdalát, a dysgranular insulart és az infralimbikus kortikális régiót. Mivel jcBNST összerendez ezért hozzájárul az amygdala efferentációjához és a folyamatos érzelmi instabilitást és az ingerlékeny viselkedést amit az alkoholmegvonással azonosítanak. Az alkohol, kokain, heroin megvonás elősegíti az általános funkcionális változásokat például romlott rugalmasság az intrinsic ingerelhetőségben. Az idegsejt ingerelhetősége erősen függ a membrán tulajdonságoktól illetve a szinapszis jellemzőitől. A jcBNST sejtjeit három csoportra oszthatjuk.

· Az 1-es sejttípus feszültségcsökkenése hiperpolarizációkor közepes.

· A 2-es típusban a hiperpolarizáció után tüskék figyelhetőek meg és nagyobb feszültségcsökkenés az 1-esnél illetve a nyugalmi potenciál depolarizáltabb mint a többi. Magasabb a belső ellenállása is.

· A 3-asnál a legmagasabb a küszöbpotenciál, váltakozó K+ csatornák vannak rajta és csak magas akciós potenciál értéktől jön ingerületbe, továbbá nyugalmi potenciálban a legjobban hiperpolarizált és a legkevésbé ingerelhető. Ez a neuron alacsony belső ellenállással rendelkezik ,nagy inger kell neki hogy az akciós potenciált továbbadja. Ennél a neuronnál elhanyagolható különbség volt az alkoholista és a kontroll állatok neuronjai között.

Az 1-esben és a 2-esben a feszültségesés lineárisan nő ahogy a hiperpolarizáció nő, azután pedig csökken. A 2-es típusúban alkoholista patkány esetén a feszültségesés 30%-al csökkent, majd a depolarizáció után nőtt a feszültég. Az 1es típusú sejtre nem hatott az alkohol ilyen szinten. A 2-es 3-as neuronoknál az alkohol nem befolyásolta az ingerátvitelt. Az idegsejt küszöbpotenciáljára, ingervezetési és ingerlékenységi tényezőire tehát nincs nagy hatással az alkoholizmus. Annak ellenére azonban hogy az ingerlékenység nem változik, az akciós potenciál változhat. Feltételezve h ezek a jcBNST neuronok összerendező hatása változott alkohol miatt,kellett volna változás legyen az ingervezető-továbbító struktúrában például új tüskepotenciál keletkezik ott ahol a kontrollban nincs.

A szükséges maximális vezetőképessége a 3-asnak a kettes típus duplája volt. A magasabb maximális vezetőképesség elősegíti az alacsonyabb ingerelhetőséget. Ezt a módszert használták hogy összehasonlítsák a 3 sejttípust alkoholista és nem alkoholista állatokban. Meglepő módon a maximális vezetőképesség mindhárom típusnál jelentősen megnőtt az alkoholtól megvont csoportoknál a kontrollhoz képest. azonos menny. Ingerületátvivő anyagnak GABA/AMPA/NMDA –t használva a kontroll intenzív ingervezetésbe kezdett míg az alkoholistaállat idegsejtjei csak épphogy néhány tüskét bocsájtottak ki, majd 68%al megemelve a maximális szinaptikus ingerátvitelt de azonos mennyiségű GABA /AMPA /NMDA használat mellett már hasonló eredményeket produkáltak,tehát mindhárom csoportnál magasabb maximális szinaptikus ingerátvitelre volt szükség. Tehát az alkoholmegvonás jelentősen lecsökkentette a dinamikus ingerelhetőségét a jcBNST neuronoknak, azaz a képességüket hogy a bejövő ingerületet kimenő ingerületté alakítsák. Ez igen érdekes megfigyelésnek bizonyult mert az előző kísérletek alapján a küszöbpotenciálban vagy a nyugalmi belső ellenállásban nem volt különbség. Ezek szerint annak ellenére, hogy ezek a tulajdonságok határozzák meg a küszöbszint közeli és fölötti viselkedést,kevésbé jósolják meg a viselkedést ideiglenes bejövő ingerület esetén.

Az izgalmi posztszinaptikus állandó amplitúdójában nagy emelkedés figyelhető meg alkoholistákban a kontrollhoz képest mindhárom típusú neuronban. Az izgalmi posztszinaptikus állandó (EPSC) amplitúdó értékeinek 80%a nagyobb a függő állatokban minden idegsejt típusban. Az alkoholtól megvont állatokban magasabb bejövő ingerület szükséges azonos mértékű kimenő inger eléréséhez. Egy lehetséges oka annak hogy nagyobb ingerület kell az inger továbbításhoz az lehet hogy a küszöbpotenciál magasabb de ezt egy előző kísérlet alapján kizárták. Összefoglalva az eredményt mindhárom idegsejt típus nagyobb szinaptikus ingerületet igényel és nagyobb izgalmi posztszinaptikus állandót hogy elérje a kitűzött akciós potenciál-tüske mennyiséget de ez a hatás nem a küszöbpotenciál változás hatására következett be. Valószínű azonban hogy in vivo a küszöbpotenciál értéke nagyobb mértékben változik alkohol hatására mint kísérletes formában. Az eredményeket megmagyarázná egy olyan reguláló mechanizmus ami a depolarizációs állandót a küszöbpotenciál közelében változtatja vagy egy olyan mechanizmus ami a hiperpolarizációs állandót változtatja. Mindkettő csökkentené a nettó belső ellenállást. Ez lehetne például egy olyan ellenállás ami tükrözi a passzív membrán ellenállás kombinációját és a feszültségfüggő vezetőképességet.

Egy másik fontos membránállandó ami az ingerlékenységet szabályozza az a lassan inaktiválódó dendrotoxin érzékeny K+ csatorna,ez késlelteti az ingervezetést és szabályozza a küszöbpotenciált a kortikális piramidális neuronokban. Ez a csatorna gyorsan aktiválódik a küszöbpotenciál közelében és meg tudja akadályozni az akciós potenciált a gyors depolarizáció alatt. Az ebben beállt változások magyarázhatják a csökkent ingerlékenységet. ( Szucs és mtsai., 2012)

1.3.3. A folyamatos alkoholfogyasztás hatása az endocitózisra

A tartós alkoholfogyasztás hatással van az intracellularis transzportra. Kísérletesen vizsgálták alkohol hatását a fejlődő hippocampalis neuronok albumin, transzferrin és egyéb fehérjék felvételére. Ezek közül néhány részt vesz az actin citoszkeleton szervezésében. a sejteket chlorpromazinnal vagy nystatinnal előkezelték. Az albumin-felvétel főleg caveolin-függő endocitózissal történt. Az alkohol az albumin és a transzferrin felvételét is csökkenti, de nincs megfigyelhető változás a molekulák eloszlásában. Az alkohol továbbá csökkenti a clathrin, AP-2, SNX9, Rab5, Rab11, EEA1, Cdc42, RhoA koncentrációját, de növeli az Arf6 mennyiségét. Nincs viszont hatással a caveolin1, dynamin1, Rab7, LAMP2 koncentrációjára.

Az endocitózis során az anyag a sejt felszínéről különböző utakon át primer vesiculákba kerül és ezek a primer vesiculák gyakran clathrin fehérjével vannak körbevéve. Több alkalmazkodó és kiegészítő faktoruk is van. a clathrin eltávolítása után a vesiculák fúzionálnak egymással vagy már meglévő endoszómákkal és kezdeti endoszómákat hoznak létre. A vesicularis transzport a Rab fehérjék( kis GTP-ázok) által szabályozott mechanizmus. Más típusú endocitózisok nem függnek a clathrintól, például a caveolin-függő, a clathrin- és caveolin-independens út, és a pinocitózis. Az endoszómális transzport fontos a neuronokban. Egy bonyolult membránrendszeren keresztül történik. A membránrészletek képződésével/átrendeződésével térben elválasztja a ki és bejövő elemeket a sejt. A clathrin-függő endocitózis során nagy szerepe van a szinaptikus vezikulumok visszaforgatásában. clathrin-függő endocitózis szabályozza a posztszinaptikus receptorok aktivitás-függő exo- és endocitózisos transzportját, aktív szerepe van az axon nyúlásában és a növekedési tölcsér irányításában. A clathrinos vesiculák a fő felvételi utai a szignál-eseményekre való válasznak. Bizonyos neurodegeneratív rendellenességek és örökletes axonális perifériás neuropátia esetén egy részében az endoszóma-funkció megváltozik. A caveolin fontos szerepet játszhat a migrációban, és a hippocampalis plaszticitásban.

Alkohol okozta elváltozások a fejlődő agyban például a neuroglia, heterotopia, kisagyi displasia, kérgestest agenesise, vízfejűség,és a kisfejűség. Ezek a hatások jelzik az aberrált migrációt, csökkent osztódást és a neuronok pusztulását. Az alkohol megzavarja a fehérjetranszportot és jelentősen károsítja az endo- és exocitózist, illetve a nukleocitoplazmatikus transzportot (patkány astrocytában). Ezek a hatások a citoszkeleton dinamikájának és szerveződésének primer változásának tulajdoníthatók, a kezelés a Golgi-készülékre is hat.

Vizsgálták a BSA (bovine serum albumin) marker endocitózisát. Ezt a sejtrészecskék kései endoszómákhoz és lizoszómákhoz szállítják lebontásra. Továbbá a transferrin (Tf) felvétele is vizsgálatra került. A vizsgálat eredményei szerint az alkohol nem hatott a neuronok morfológiájára. A sejtekben fejlett volt a Golgi, sok lizoszóma és multivezikuláris test volt bennük. Clathrinos vezikulák és gödrök voltak megtalálhatóak a bazális membrán közelében .Tehát alkoholok és kontroll sejtekben minden hasonló volt

A FITC-BSA és FITC-Tf markerek eloszlottak a nyúlványokban, kinövésekben, és a sejttestben. Az alkoholos és a kontroll csoport közt nem volt látható különbség. Jelölt BSA volt megtalálható a lapos plazmamembránrészekben, endoszómákban, lizoszómákban, multivezikuláris testekben. Az alkohol nincs hatással a FITC-BSA-felvétel időtartamára, de minden időpontban csökkent az inkorporáció. Az is megfigyelhető volt hogy a kontroll csoportban 20%-kal magasabb volt a felvett BSA koncentrációja, mint az alkoholosban. A sejt Tf felvétele a clathrinos vezikulákkal, a BSA felvétele pedig sejttípustól vagy a sejt állapotától függ.

Kimutatták hogy nystatinos kezelésre kb 50%-kal csökkent a BSA felvétele. A Tf felvételére nincs hatása az alkoholnak. Az alkohol nem hat a caveolin1 és a dynamin1 koncentrációjára de jelentős csökkenésfigyelhető meg a clathrin, AP-2, Cdc42, RhoA, SNX9, RabGT-Pases, Rab5, Rab11 mennyiségében. A Rab7 koncentrációban nincs jelentős változás de növekedett az Arf6 mennyisége. Továbbá alkohol hatására jelentősen (~34%) nő a cholesterol-tartalom.

A BSA felvétele több úton lehetséges; ezek közül a caveolák a legfontosabbak, amik által a sejt az albumint felveszi. Striatalis neuronokban az albumin-felvétel clathrin-független és caveolaris úton is lehetséges. A sejtekben nem voltak kimutatható caveolák,és a caveolinok függetlenül a caveoláktól érintettek a caveolin1-függő endocitózisban. A Tf felvétele chlatrin függő míg BSA felvétele chlatrin független. A nystatin kb 50%-kal csökkenti a BSA felvételét. Más felvételi módok a Cdc42-szabályzott, RhoA-szabályozott, Arf6-függő, utak és a pinocitózis. A caveolaris és RhoA-szabályzott úthoz kell dynamin. Alkohol hatására a caveolin1, dynamin1, Rab5 mennyisége jelentősen változik,illetve a Cdc42-úton a Cdc42, Rab5, EEA1 mennyisége is változik és az Arf6-úton az Arf6, Rab11 is változik. Az alkohol csökkenti a RhoA mennyiségét tehát ezt az utat is módosítja és így hatással van a clathrin- és caveolin-független utakra.

Az actin citoszkeletonnak döntő szerepe van a clathrin-független utakban. Az alkohol hat az aktin aktivitásra is. A Cdc42, Arf6, SNX9, RhoA részt vesz az actin citoszkeleton szervezésében, dinamikájában.

Cholesterol felelős a membrán bilayer struktúra kialakításáért, szignál transzdukcióért és a membrántranszportért is. Ha változik a mennyisége, változik a plazmamembrán fluiditása. Szabályozza a Rab-fehérjék intracellularis eloszlását is és ezáltal a membrántranszportra hat.

Tf felvétele során szerepet játszik egy specifikus marker a visszaforgatásában. Nincs különbség az alkoholos és kontroll csoport között (FITC-Tf folyamatos jelenléte kiegyensúlyozza az alkohol hatását). A Tf kötődik a receptorhoz, majd endocitózis zajlik le és a gyorsan válogató endoszómákhoz szállítódik majd később a visszaforgató kompartmentekhez és visszakerül a plazmamembránba. Az alkohol hat a felvételre és a visszaforgatásra is. Az alkohol hatása a clathrinos endocitózis fehérjéire és a citoszkeleton-szabályzó faktorokra hatást gyakorol a Tf felvételére is. Az AP-2: fontos a Tf receptor felvételben, nélkülözhetetlen a korai embrionális fejlődésben, ennek mennyisége jelentősen csökken alkohol hatására. PIP2 (phosphatidylinositol (4,5)-biphosphate) szabályozza a clathrinos endocitózist (AP-2 kötés, felvett receptor visszaforgatása a plazmamembránba); ha ennek a mennyisége csökken a clatrinos gödrök eltűnnek és a Tf felvételében és visszaforgatásában hibák a COS-7 sejtekben.

Az Arf6 ellenőrzi az AP-2/clathrin-réteg kialakulását,acorticalis actin visszarendeződését illetve a clathrin-függő és független endocitózis szabályzása. Ennek mennyiségét növeli az alkohol. Az SNX9 pedig az endocitózis clathrinos vezikuláinak kialakulásábanjátszik szerepet. segít is a vezikulák kiürülésében (aktiválja a N-WASP actin szabályzót). Az actin szabályozza az endocitózist,a clathrin-réteget és segít visszaforgatni a preszinaptikus vezikulákat. Ennek a szerveződésére is hat az alkohol.

Az endoszómális Rab-fehérjék, Rab5, Rab7, Rab11 vizsgálata során kiderült hogya szignáló receptorok endocitózisa alatt az endoszómális rendszerhez kapcsolódik a sejt szignálás. Ezek közt a kapcsolatot a neurotrophinok jelentik.

A neurotrophinok posztszinaptikus sejtekben szintetizálódnak, aktiválják a preszinaptikus ideg növekedési faktor receptorokat és a szignál a disztális axonból a szómába kerül. Az alkohol hat az endoszómális Rab5, Rab11 mennyiségére, és az EEA1 mennyiségére. Az EEA1 specifikusan kapcsolódik a kezdeti endoszómamembrán citoplazmatikus felszínéhez.( Marín és mtsai.,2010)

1.3.4. A fejlődés során történő alkoholfogyasztás hatásai

A fejlődés során történő alkoholfogyasztás pusztítja az idegsejteket. Ez alól a hipotalamusz sem kivétel. Ennek oka hogy az alkohol oxidációs folyamatokat indukál a fejlődő idegsejtekben. Kísérletekben vizsgálták az oxidánsok szintjét (szuperoxid,nitrit,reaktív oxidatív intermedierek) és az antioxidánsok szintjét (glutation) illetve az antioxidáns enzimeket ( glutation peroxidáz, kataláz,szuperoxid-dizmutáz). Vizsgálták továbbá a sejtek apoptotikus halálát. A kísérletekben ezen szinteket etanol jelenlétében és hiányában illetve etanol-kezelt mikroglia jelenlétében mérték. Egyúttal vizsgálták az antioxidánsok alkohol káros hatása elleni védelmét.

Az idegsejtek eleve hajlamosak az oxidatív folyamatokra mivel az oxidánsok száma bennük magasabb és az antioxidánsoké alacsonyabb. Az oxidációs folyamatokat a mikroglia sejtek jelenléte felerősíti. A fejlődő hipotalamusz-sejtekre az alkohol pusztítólag hat az oxidációs folyamatok felerősítése és a mikroglia sejtek által termelt faktorokon keresztül. Az etanol fogyasztás csökkenti a magzati agy növekedését és a neuronok számát több agyi régióban. Ezek közt van a kéreg,a kisagy, a szaglóhagyma és a hipotalamusz.

A hipotalamuszon belül több anyag termelődési zavara is megfigyelhető. Például a β endorfiné, ami a fájdalomérzetet csökkenti vagy a corticotrop-serkentő faktoré ami az ACTH termelést serkenti; továbbá az £-MSH ami a melanocita stimuláló hormon ,illetve az NPY a vazopresszin,a galanin, a sárgatest-serkentő hormon zavara is fennáll.

A születés előtti alkoholfogyasztás zavart okoz a szervezet biológiai órájában is ahipothalamuszon belül a nucleus suprachiasmaticuson keresztül.

Etanol-beadás után rágcsálók számos szövetében kimutattak oxidatív intermediereket. Az etanol megzavarja az antioxidáns képződést is. Aszabadgyökök reakcióba lépnek a molekulákkal (DNS, foszfolipid,fehérjék) és a sejt elveszti funkcióját majd meghal. Az etanol növeli az idegsejtek érzékenységét a mitokondriumok károsítása által és csökkenti az antioxidánsok képződését ezzel.

Egyes feltételezések szerint meg is változtatja a hipotalamuszban a sejt-sejtés sejt-mikroglia kapcsolatot és ezzel apoptotikus folyamatokat vált ki.

Az oxidatív stressz sok neurodegenerációs betegség alapja. Az extra és intracellulárisan termelt reaktív oxidatív intermedier (ROI) károsítja a DNS,fehérje,foszfolipid makromolekuláklat és az idegrendszer degenerációjáért felelős.

Az etanoltermelés citokininek termelődését is elősegíti a mikroglia sejtekből. Ilyenek a TNF-£, az IL-6 és az IL-1β. A TNF-£ gátolja a daganatos sejtek osztódását és apoptotikus sejthalált okozott in vitro a hipothalamusz sejtjeiben.

50mmol/liter etanol kétszeresére növelte az apoptózist, 100 mmol/l hatására pedig ez az érték 2,6 ra nőtt. Dózisfüggően növelte az etanol a ROI, az O2- és a nitrit szintet. 50mmol/l etanol hatására az O2- szint 1,6 szorosára nőtt és a ROI szint 3,7 szeresére. 100mmol /l esetén ez az érték 2,6 és 4,5 volt.

Növekvő etanol-szint csökkentette a szuperoxid-dizmutáz,kataláz, glutation és glutation-peroxidáz szintet. A mikroglia sejtekben apoptózis volt megfigyelhető. Illetve alkohol hatására az idegsejtek nukleoszóma száma is nőtt. Az antioxidánsoknak etanol-antagonista hatása van. Trolox/EUK-134 hatására csökkent az apoptózis, a nitritkoncentráció és az O2- koncentráció, nőtt a szuperoxid-dizmutáz ,kataláz és a glutation-szint: Megfelelően magas Trolox vagy EUK-134 szinttel a teljes apoptózis meggátolható a hipothalamuszban. A glutation-szintet növelni lehet N-acetilcisztein beadásával illetve astrocytákkal való „CO-cuttering”-el . A glutation szint befolyásolja egy sejt érzékenységét az oxidánsokra és az apoptózisra.

Az iNOS NO-t állít elő argininből. Újabb kutatások szerint az ebből származó nitrit apoptózist indukál. A nitrit kompetitíve gátolja a citokróm oxidázt az oxigénnel szemben és ennek hatására sejtmérgezés jön létre. A szuperoxid és nitrit áramlás általában a sejtben egyensúlyban van de magas oxidatív stressz esetén a nitrit szint csökken és a szuperoxid nő. Az etanol növeli a szuperoxid beáramlást. ( Bojdjieva, Sarkar,2013)

1.4. Összefoglalás

Összessségében tehát elmondható hogy a kismenniységű alkoholfogyasztás nem káros, sőt jótékony hatással van az egészségre. Azonban túlzásba vitt fogyasztásának súlyos élettani hatásai lehetnek az agyra nézve. Egyes idegsejtek fizikai tulajdonságát is megváltoztatja ,és ezáltal gátolja bizonyos magcsoportok megfelelő működését. Az oxidációs folyamatokat is serkenti és kedvez a szabadgyökök romboló hatásának.


2. Felhasznált irodalom

Attila Szucs, Fulvia Berton,Pietro Paolo Sanna,Walter Francesconi (2012) : Excitability of jcBNST Neurons Is Reduced in Alcohol-Dependent Animals during Protracted AlcoholWithdrawal. Plos One, 7: (8)

Chia Li, Nora M. McCall, Alberto J. Lopez, Thomas L. Kash (2013) : Alcohol affects on synaptic transmission in periacquaeductal grey dopamine neurons. Alcohol ,47: (4) 279-287

Hong Sun, Wanfen Xiong, Denise M. Arrick, William G. Mayhan (2012) : Low-Dose Alcohol Consumption Protects againstTransient Focal Cerebral Ischemia in Mice: Possible Role of PPARᵞ. Plos One, 7 : (7)

María P. Marín,Guillermo Esteban-Pretel,Xavier Ponsonda,Ana M. Romero,Raúl Ballestín,Carlos López,Luis Megías,Joaquín Timoneda,Asunción Molowny,Juan J. Canales,Jaime Renau-Piqueras (2010) :Endocytosis in Cultured Neurons Is Altered by Chronic Alcohol Exposure. Toxicological Sciences, 115: (1) 202-213

Nadka I. Bojadjieva, Dipak K. Sarkar (2013) : Microglia play a role in ethanol-induced oxidative stress and apoptosis in developing hypotalamic neurons. Alcohol Clin Exp Res, 37: (2) 252-265

3. Felhasznált weboldalak

http://en.wikipedia.org/wiki/Central_nucleus_of_the_amygdala

http://en.wikipedia.org/wiki/Ventral_tegmental_area

http://en.wikipedia.org/wiki/Middle_cerebral_artery

http://science.howstuffworks.com/life/inside-the-mind/human-brain/alcoholism4.htm

4. Felhasznált képek

Wikipedia


AlkoholHatasa (last edited 2014-12-03 11:20:17 by GTGSKL)