Deneysel parkinson modelinde görsel uyarılma potansiyel değişikliklerine İNOS ve NNOS`un etkisi

Abstract

Parkinson Hastalığı'nda görülen en temel patoloji, nigrostriatal dopaminerjik sistemin dejenerasyonu ve bazal ganglionlarda dopaminin azalmasıdır. Parkinson Hastalığı, Substansiya Nigra'nın Pars Kompakta (SNpc) parçasındaki dopaminerjik nöronların seçici kaybı ile ortaya çıkan bir hastalıktır. Bu hastalıkta görsel uyarılma potansiyelleri (VEPs)'nde görülen değişiklikler, görsel sistemin önemli ölçüde etkilendiğinin göstergesidir. Bu değişikliklerin mekanizması tam bilinmemektedir. Deneysel Parkinson hastalığında NO'nun önemli rolü olduğu, nitrik oksit sentezinde rolü olan nNOS ve iNOS aktivitelerinin arttığı bilinmektedir. Deneysel Parkinson modeli oluşturulan farelerde meydana gelen VEP değişikliklerine nNOS ve iNOS inhibitörlerinin düzeltici etkisinin olup olmadığını ve olası etkide lipid peroksidasyon ve apoptozis ile ilişkisini aydınlatmak amacıyla bu çalışma planlanmıştır.3 aylık erkek C57BL/6 fareler rastgele olarak 6 gruba ayrılmıştır.Bunlar; Konrol (K), spesifik nNOS enzim inhibitörü 7-Nitraindazol (7-NI) , spesifik iNOS inhibitörü S-methylisothiourea (SMT), 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) ile deneysel Parkinson oluşturulan grup, 7-NI+MPTP , SMT+MPTP verilen gruptur. MPTP toksini (4x20 mg/kg) 12 saatlik aralarla ile 2 gün boyunca uygulanırken, 7-NI (50mg/kg) fıstık yağında çözülerek MPTP uygulamasından 1 saat önce, SMT (10mg/kg) serum fizyolojikte çözülerek MPTP uygulamasından 15 dakika önce i.p. olarak uygulanmıştır.Farelerin motor aktivitesi lokomotor aktivite ve çubuk testleri ile değerlendirilmiştir. Deney süresinin sonunda farelerin görsel uyarılma potansiyelleri (VEPs) kaydedilmiş, biyokimyasal analizler için beyin ve retina dokuları çıkartılmıştır. SN'deki dopaminerjik hücre ölümü tirozin hidroksilaz (TH) ile, iNOS, nNOS enzim aktiviteleri spesifik NOS immünreaktif hücrelerin immünohistokimyasal analizi ile tespit edilmiştir.Deneysel Parkinson modeli oluşturulan farelerde çubuk testinde total iniş sürelerinin uzadığı, NOS inhibitörleri verilen gruplarda bu sürenin kısaldığı gözlenmiştir. Parkinson modeli oluşturulan farelerde dopaminerjik hücre ölümü NOS inhibitörleri varlığında azalma göstermiştir. Bununla birlikte MPTP uygulanan farelerde artan NOS enzim aktivitesinin enzim inhibitörleri yardımı ile bloklanıp apoptozisi azalttığı saptanmıştır. SN'daki kazpaz-3 enzim aktivitesi, Nitrit/Nitrat ve 4-HNE düzeyleri, MPTP verildiğinde kontrole göre artış gösterirken, inhibitör verilen gruplarda azalma olduğu bulunmuştur. Aynı etki retina dokularında gözlenmemiştir. MPTP grubunda VEP'in tüm komponent latenslerinin önemli ölçüde uzadığı, iNOS ve nNOS verilmesinin ise bazı komponentleri etkilemezken, bazılarını düzelttiği tespit edilmiştir. Çalışmamızın sonuçları, MPTP ile oluşturulan deneysel Parkinson modelinde spesifik iNOS ve nNOS enzim inhibitör uygulamasının dopaminerjik nöronları apopitotik hücre ölümüne karşı koruduğunu ve bozulan VEP latensleri üzerinde düzeltici etkisi olduğunu göstermiştir.

The main pathology in Parkinson's Disease (PD) is degeneration of the nigrostriatal dopaminergic system and the reduction of dopamine in the basal ganglia. The selective loss of dopaminergic neurons at pars compacta of substantia nigra (SNpc) leads to PD. Visual evoked potentials (VEPs) have been shown to be a sensetive marker in visual system changes of PD. The exact mechanism of these changes are unknown. Nitric oxide (NO) plays an important role in experimental PD. Increased activity of neuronal (n) and inducible (i) nitric oxide synthase (NOS) play a role in elevated nitric oxide synthesis. The present study aimed to elucidate VEP changes in MPTP induced PD and investigate the possible benefical effects of nNOS and iNOS inhibitors on altered VEPs, lipid peroxidation and apoptosis occuring in experimental mice model of the disease.3 months old C57BL/6 mice were randomly divided into 6 groups which included control (c), 7-nitra indazole treated (7-NI), S-methylisothiourea (SMT) treated, 1, 2, 3, 6-tetrahydropyridine (MPTP) treated, 7-NI+MPTP treated, SMT+MPTP treated. The MPTP toxin was applied twice daily with 12 hours intervals for two days with a total given dose of 4x20 mg/kg. The nNOS inhibitor, 7-NI, was dissolved in peanut oil and given at a dose of 50 mg/kg, 1 hour before MPTP administration. The iNOS inhibitor, SMT, was dissolved in physiological saline and administrated i.p. at a dose of 10 mg/kg, 15 minutes before MPTP administration.Motor activity of mice was evaluated via the pole test. At the end of the experimental period VEPs were recorded, brain and retina tissues were removed for biochemical analysis. Dopaminergic neuron death at SN was determined by immunohistochemical analysis of tyrosine hydroxylase (TH). Immunohistochemical staining was also performed to determine iNOS and nNOS in all tissue sections.Mice with experimental PD exhibited decreased motor activity. Dopaminergic cell death in SNpc was significantly increased in MPTP treated group compared to control. Diminished Parkinsonism symptoms were observed in 7-NI+MPTP and SMT+MPTP groups. Treatment with 7-NI and SMT decreased dopaminergic cell death in MPTP treated mice. Caspase-3 activity, nitrite/ nitrate and 4-hydroxynonenal (4-HNE) levels were significantly increased in SN of MPTP treated mice compared to control. Treatment with 7-NI and SMT significantly decreased elevated caspase-3 activity, nitrite/nitrate and 4-HNE levels in SN of MPTP treated mice. No significant difference in above parameters were observed in the retina of experimental groups.VEP latencies were significantly prolonged in MPTP group compared to control group. 7-NI and SMT treatment caused a significant decrease in VEP latencies in MPTP treated mice compared to none treated MPTP group. This data shows that 7-NI and SMT improves prolonged VEP latencies in MPTP group. The protective effects of 7-NI and SMT on VEP alterations can be related to decreased dopaminergic cell death and reduced lipid peroxidation.