Zytokinexpression in der ischämischen Penumbra nach transientem Verschluß der A. cerebri media in der Ratte

Peters, Manuela; Block, Frank

doi:24322

Zytokinexpression in der ischämischen Penumbra nach transientem Verschluß der A. cerebri media in der Ratte

Peters, Manuela (Author)

2002

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Manuela Peters

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2002

UmfangVII, 94 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Block, Frank (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2002-02-18

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-3214
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/56980/files/Peters_Manuela.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die vorliegende Studie untersuchte dynamische Prozesse in der ischaemischen Penumbra zu verschiedenen Ueberlebenszeitpunkten nach transienter (3h) Ischaemie. Wir wählten das sog. "Fadenmodell" (MCA-O), um die A. cerebri media der Ratten mit Hilfe eines intraluminal vorgeschobenen Fadens zu verschliessen. Die Ueberlebenszeiten der Tiere waren 1,3,7 bzw. 14 Tage nach der Operation. Kryostatschnitte wurden angefertigt und mit Markern für Astroglia (GFAP), Mikroglia (OX 42), Zytokine (IL-1-beta, IL-6, TNF-alpha) und Apoptose (TUNEL) gefärbt. Zudem wurde die i-NOS- und die n-NOS-Enzymaktivitaet gemessen und eine NISSL-Faerbung durchgeführt. Die MCA-O führte zu einem reproduzierbaren Zellschaden im lateralen und medialen Striatum und im angrenzenden Kortex. Mit Hilfe der immunhistochemischen Färbungen konnte in dieser Arbeit nachgewiesen werden, dass sich in der Penumbra bis zum 14. Tag nach der fokalen zerebralen Ischaemie Entzuendungsvorgaenge abspielen, die u.a. auch mit neuronalem Zellschaden in Zusammenhang stehen könnten. Bis zum 14. postischaemischen Tag färbten sich IL-1-beta, IL-6 und TNF-alpha positive Zellen in der ischaemischen Penumbra an, deren Zellmorphologie an Gliazellen oder an Neurone erinnerte. Zeitgleich fand eine Expression der induzierbaren Stickstoffmonoxid- Synthetase (i-NOS) statt, in deren Gefolge das Gas Stickstoffmonoxid (NO) und schliesslich das stark zytotoxische Peroxinitrit produziert wird. Die Expression der i-NOS hielt ebenfalls bis zum 14. postischaemischen Tag an. Anhand von TUNEL Färbungen ("TdT-mediated dUTP nick end labeling"), die Apoptose bzw. Nekrose aufdecken, liess sich in dieser Studie auch ein Zelltod nachweisen. Ein Rückgang an intakten Neuronen konnte durch den immunhistochemischen Marker für die neuronale NOS (n-NOS), der eine Subpopulation der Neurone anfaerbt, aufgezeigt werden. Moeglicherweise gehen also selbst zwei Wochen nach dem ischaemischen Insult noch Neurone in der Zone der Penumbra zugrunde. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass die Dynamik in der Penumbra noch bis zum 14. Tag nach der Ischaemie anhaelt. Diese Erkenntis ist in Betracht zu ziehen, wenn in sich anschliessenden Schritten Versuche der Neuroprotektion durch geeignete Pharmaka unternommen werden, um einem Verlust der potentiell rettbaren Gewebezone um den nekrotischen Infarktkern entgegenzuwirken.

The present study examined dynamic processes within the ischemic penumbra at various times after transient (3h) ischemia. We chose the intraluminal suture method to produce an occlusion of the middle cerebral artery (MCA-O) in rats. The animals were killed at 1, 3, 7 or 14 days following operation. Coronal brain sections were processed for astroglial (GFAP), microglial (OX 42), cytokin (IL-1-beta, IL-6, TNF-alpha), and apoptotic (TUNEL) markers, for i-NOS and n-NOS activity, and NISSL-staining. The MCA-O led to a reproducible cell death in the lateral and medial part of the striatum and in the adjacent cortex. In this study it was possible to show a long lasting inflammation up to day 14 after the focal cerebral ischemia by immunohistochemistry. These inflammatory processes could be related to neuronal cell death. The cytokines IL-1-beta, IL-6, and TNF-alpha were expressed up to day 14 inthe ischemic penumbra. According to the shape of these cells they seemed to be glia or neurons. At the same time an expression of the inducible nitric oxide synthase took place which led to the production of the gas NO und at least to the formation of the heavily zytotoxic agent peroxinitrite. The expression of i-NOS remained raised up to day 14 after ischemia, too. With the help of TUNEL-staining ("TdT-mediated dUTP nick end labeling") which detects necrosis and apoptosis a degeneration of cells was found in this study. A decline of intact neurons was indicated by the neuronal marker n-NOS which was expressed by a small group of neurons. Even two weeks after the ischemic infarct indications for neuronal cell degeneration in the penumbral zone could be found. The results of the present study reflect that dynamic processes in the ischemic penumbra hold on even until day 14 after ischemia. This knowledge has to be taken into consideration for future research which will include the development of pharmaceuticals suitable for neuroprotection.

Fulltext:
PDF
(additional files)