Wykorzystanie zaawansowanych metod spektroskopowych w badaniach
nad patogenezą epilepsji na przykładzie modeli zwierzęcych
Celem prezentowanej rozprawy była jakościowa oraz półilościowa analiza zmian biochemicznych występujących w hipokampie dorosłych szczurów w pilokarpinowym modelu drgawek oraz w modelu drgawek rozniecanych elektrycznie. Jako główne metody pomiarowe zastosowano synchrotronową mikrospektroskopię FTIR oraz ultraszybką mikrospektroskopię FTIR. Dodatkowo wykonano pomiary przy użyciu mikrospektroskopii Ramana. Wszystkie badania przeprowadzono na linii pomiarowej SMIS synchrotronu SOLEIL. Uzyskane rezultaty pokazały, że na skutek drgawek wywołanych pilokarpiną rośnie liczba inkluzji kreatynowych w hipokampie szczura. Statystyczna analiza korelacji dowodzi, że liczba inkluzji rośnie wraz z całkowitym czasem trwania aktywności drgawkowej. Kolejnym krokiem było przebadanie preparatów pobranych po zakończeniu aktywności drgawkowej, w tzw. fazie latencji po podaniu pilokarpiny. Wyniki tego eksperymentu wskazują, że akumulacja kreatyny jest efektem trwałym. Co więcej, liczba inkluzji zarejestrowanych w okresie latencji jest znacząco większa w porównaniu do fazy ostrej. W modelu drgawek rozniecanych nie odnotowano występowania agregatów kreatynowych. Jednakże w preparatach pobranych od zwierząt z tej grupy zarejestrowano występowanie inkluzji zawierających cholesterol, a ich liczba była skorelowana ze skumulowanym czasem trwania następczych drgawek tonicznych i klonicznych. Dla modelu drgawek rozniecanych dowiedziono też występowania zmian drugorzędowej struktury protein oraz zmian strukturalnych lipidów, co zostało już poprzednio zaobserowane dla modelu pilokarpinowego.
The aim of the presented thesis was qualitative and semi-quantitative analysis of biochemical changes occurring within hippocampus in the two rat models of epilepsy, which were pilocarpine post status epilepticus and kindling model with electrically involved seizures. The FTIR microspectroscopy with synchrotron source of radiation and ultrafast FTIR microspectroscopy with traditional source of IR were used for the study. The Raman microspectroscopy was used as an additional technique. Measurements were done at SMIS beamline of SOLEIL synchrotron. The results of presented studies show an increased frequency of creatine inclusions in rat hippocampus from the pilocarpine-induced status epilepticus and positive correlation between their quantity and the total time of seizure activity. The study with the following status epilepticus latent phase suggests that aggregation of creatine is a permanent. Furthermore, the number of observed aggregates is even higher in the latent than in the acute phase of pilocarpine model of seizures. The research with a kindling model of epilepsy did not prove creatine aggregation. However numerous deposits containing cholesterol were observed after electrically involved seizures there. The number of these deposits within hippocampus was correlated with the cumulative time of clonic seizures duration. Also the number of deposits within the third part of Ammons horn was correlated with cumulative time of tonic seizures. As in the case of pilocarpine-induced seizures, the structural changes of proteins and lipids were also identified after repetitive electrical stimulation.
