Kronik sürekli hipoksi boyunca beyin sapı NTS bölgesi üzerinde plastisite bağımlı inflamatuar sinyal mekanizmasının sıçanlarda araştırılması

Abstract

Arteriyal kemoreseptörler, organizmanın hipoksiye verdiği ventilasyon cevabının ilk basamağını oluştururlar ve etki hipoksiye maruz kalmanın sıklığı, şiddeti ve süresine bağlı olan farklı mekanizmaların etkileşimini gerektirir. Bu mekanizmalar, başlıca solunum kontrol merkez nöronlarının plastisitesini gerektirmektedir. Aralıklı hipoksi, respiratuvar nöronların serotonin veya adenozin bağımlı uzun süreli fasilitasyonuna (USF) neden olmaktadır. Bununla birlikte, adenozin 2A reseptörlerinin hipoksiye ventilasyonun aklimitizasyonunun (VAH) oluşumuna ve korunmasına katkısı ve bu katkısının glial hücre aktivasyonuna bağlı olup olmadığı konusunda bilinenler azdır. Bu tez çalışmasınının hipotezi, ventilatuvar nöroplastisitenin glial hücre aktivasyonuna bağlı olarak salgılanan adenozinin 2A reseptörleri (A₂ᴀR) üzerinden VAH sürecinin oluşma ve korunmasında etkisinin olacağıdır. Bu tez çalışmasında 72 adet yetişkin Sprague-Dawley erkek sıçan kullanıldı. Bütün sıçanlar deniz seviyesinden 2100 m yükseklikte tutuldu ve Sham (%21 O2) ve hipoksi grubu (%10 ve %13O2) olarak ikiye ayrıldı. Yedi gün süreyle sıçanlara ya bir uygulama yapılmadı; ya da DMSO (dimetil sülfoksit) veya A₂ᴀR antagonisti esterdisodyum tuzu (MSX-3, 1mg/kg) verildi. Bu süre boyunca gruplara uygun protokol uygulandıktan sonra tüm vücut pletismografisi (TVP) kullanılarak ventilasyon, solunum frekansı ve tidal hacim ölçümleri yapıldı. Ölçümlerden hemen sonra beyin sapı dokusu çıkartıldı ve immünofloresan görüntüleme protokolü uygulandı. İstatiksel analiz için uygun ANOVA testleri ve gerektiğinde post-hoc testler yapıldı. Anlamlılık düzeyi p<0.05 olarak kabul edildi. Sıçanlar kronik sürekli hipoksiye maruz bırakıldığında, A₂ᴀR reseptör blokajı uygulanan gruplarda, ventilasyon, uygulanmayan gruplara göre şiddetli hipokside daha belirgin olmak üzere daha düşük bulundu. Hipoksi şiddetinin daha yüksek olduğu gruplarda, A₂ᴀR reseptör aktivasyon yoğunluğu, MSX-3 uygulanan gruplarda, hipoksinin daha az şiddette olduğu gruplara göre artmış olarak bulundu.Sonuç olarak; bu bulgular adenozin 2A reseptörlerinin VAH oluşum ve korunmasında katkısı olabileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Ventilatuvar plastisite, Ventilatuvar inflamasyon, Adenozin, Hipoksik ventulatuar yanıt, Solunumsal nöral plastisite, Ventilasyonun Hipoksiye Aklimatizasyonu (VAH)

Arterial chemoreceptors constitute the first step of the ventilation response of the organism to hypoxia and the net effect of this response is the interaction between different mechanisms depending on the frequency, severity and duration of hypoxic stimulation. These mechanisms require the plasticity of mainly respiratory control central neurons. Intermittent hypoxia causes serotonin or adenosine-dependent long-term facilitation (LTF) of respiratory neurons. However, little is known about the contribution of adenosine 2A receptors to the formation and maintenance of acclimitization to hypoxia of ventilation (VAH), and whether this contribution is due to glial cell activation. The hypothesis of this thesis is that the 2A receptors (A₂ᴀR) secreted by glial cell activation of ventilatory neuroplasticity may have an impact on the formation and maintenance of the VAH process. In this thesis, 72 adult Sprague-Dawley male rats were used. All rats were kept at an altitude of 2100 m above sea level and divided into Sham (21% O2) and hypoxia group (10% and 13O2%). During seven days the rats were either not treated or injected with Dimethyl sulfoxide (DMSO) or A₂ᴀR antagonist which is ester disodium salt (MSX-3, 1 mg/kg). During this seven days, ventilation (V), respiratory frequency (fR) and tidal volüme (TV) measurements were performed using whole body plethysmography (WBP). Brain stem tissue was removed immediately after measurements and immunofluorescence imaging protocol was applied. For statistical analysis, appropriate ANOVA tests were performed and post-hoc tests were performed when necessary. Significance level was accepted as p <0.05. Ventilation was found to be significantly lower in groups which is treated with A₂ᴀR receptor blockade than in untreated groups when the rats were exposed to chronic persistent hypoxia. This decline was more pronounced in severe hypoxia. The concentration of A₂ᴀR receptor activation was found to be increased in the groups with higher hypoxia severity and with less hypoxia in MSX-3 treated groups.As a result; These findings suggest that adenosine 2A receptors may contribute to the formation and maintenance of VAH.Keywords: Adenosine, hypoxic ventilatory response, ventilatory plasticity, ventilatory inflammation, Ventilatory neural plasticity, Acclimatization to Hypoxia (VAH),