Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Χρήστος Κόνσουλας, Αναπληρωτής Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ, Επιβλέπων
Αθανάσιος Μπίμπας, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Δημήτριος Κικίδης, Επιμελητής Β΄, Α΄ Πανεπιστημιακή ΩΡΛ Κλινική, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Εισαγωγή: Το οξειδωτικό στρες εμπλέκεται παθοφυσιολογικά στις περισσότερες περιπτώσεις νευροαισθητήριας βαρηκοΐας, όπως η βαρηκοΐα εκ θορύβου ή από ωτοτοξικούς παράγοντες αλλά και η πρεσβυακουσία. Από την άλλη πλευρά, το ενεργειακό στρες που προκαλεί η στέρηση τροφής μπορεί να θέσει σε δυσλειτουργία τους διαύλους ιόντων, όπως οι Na+K+–ATPάσες, διαταράσσοντας έτσι την ιοντική ισορροπία στο έσω ους των θηλαστικών και προκαλώντας τελικά βαρηκοΐα.
Στη Drosophila melanogaster η ακοή, που εξυπηρετείται από τις κεραίες, χρησιμεύει κυρίως στην ανίχνευση του τραγουδιού κατά την ερωτοτροπία (courtship song), και επομένως παίζει καθοριστικό ρόλο στην αναπαραγωγή και τη διατήρηση του είδους. Παρά τις ανατομικές διαφορές, το ακουστικό σύστημα της μύγας έχει και ουσιώδεις ομοιότητες με το ακουστικό σύστημα των σπονδυλωτών οργανισμών και έτσι χρησιμοποιείται συχνά ως ένα καλό μοντέλο για τη μελέτη της ακοής και της βαρηκοΐας.
Μεθοδολογία: Σε αυτή τη μελέτη αναλύσαμε τις αποκρίσεις των αισθητικών ακουστικών νευρώνων της Drosophila melanogaster σε άτομα που είχαν υποστεί οξειδωτικό στρες μέσω της προσθήκης H2O2 στην τροφή. Στη συνέχεια, κάναμε σύγκριση με έναν άλλο τύπο στρες, το ενεργειακό στρες λόγω της πλήρους στέρησης τροφής και νερού. Παράλληλα, χρησιμοποιώντας κριτήρια για την αξιολόγηση της κινητικής κατάστασης των ζώων, απομονώσαμε εκείνον τον πληθυσμό που εμφάνιζε εμφανή έκπτωση των λειτουργιών του, πλησιάζοντας προς το θάνατο. Σε αυτόν τον πληθυσμό προσπαθήσαμε να διερευνήσουμε τι συμβαίνει με την ακοή στα τελικά προθανάτια στάδια, ένα ζήτημα που η μέχρι τώρα έρευνα δεν έχει διαλευκάνει.
Αποτελέσματα: Στον ηλεκτροφυσιολογικό έλεγχο που διενεργήθηκε καταγράψαμε τις αποκρίσεις των πειραματοζώων, οι οποίες αντιπροσωπεύουν τα σύνθετα δυναμικά δράσης όλων των διεγερθέντων αισθητικών ακουστικών νευρώνων του JO. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε ένα σύνθετο ηχητικό ερέθισμα τριών φάσεων, που αποτελούνταν από συνδυασμούς παλμών και τόνων, και είχε πολλές ομοιότητες με το τραγούδι ερωτοτροπίας της D.melanogaster. Ειδικότερα αναλύσαμε το μέγεθος των δυναμικών και τον λανθάνοντα χρόνο των αποκρίσεων, ενώ ακόμη φτιάξαμε ένα διάγραμμα συσχέτισης έντασης-συχνότητας ερεθίσματος βασισμένο στην ελάχιστη ικανότητα απόκρισης των πειραματοζώων.
Συζήτηση: Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι υπάρχει ξεκάθαρη επίπτωση στην ακοή της D.melanogaster και στους δύο χειρισμούς, η οποία μάλλον οφείλεται σε μείωση του αριθμού των νευρώνων που αποκρίνονται και όχι στον τρόπο απόκρισής τους.
Επίσης, η σύγκριση των αποτελεσμάτων για τους δυο χειρισμούς μας έδειξε, ότι σε συνθήκες οξειδωτικού στρες στη D.melanogaster υπάρχει ένας υποπληθυσμός νευρώνων, οι οποίοι επηρεάζονται περισσότερο και οι οποίοι διαφέρουν ως προς τη συχνότητα των ερεθισμάτων που απαντούν. Είναι ακόμα ενδιαφέρον ότι δεν διαπιστώθηκε το ίδιο φαινόμενο στον άλλο χειρισμό πρόκλησης στρες, δηλαδή μέσω της στέρησης τροφής.
Τέλος, αναλύοντας συνολικά τις αποκρίσεις των μυγών σε προθανάτιο στάδιο, διαπιστώσαμε ότι στη D.melanogaster, η ακοή φαίνεται να διατηρείται σε ικανοποιητικό επίπεδο ακόμα και στα τελικά στάδια της ζωής, αμέσως πριν επέλθει ο θάνατος.
Συμπεράσματα: Καταρχάς, από την ερευνητική διαδικασία επιβεβαιώθηκε ότι το οξειδωτικό στρες δρα βλαπτικά στην ακοή της Drosophila, και επιπλέον προέκυψαν ενδείξεις ότι περισσότερο επιρρεπείς σε αυτό είναι οι νευρώνες που απαντούν στις χαμηλές συχνότητες. Επίσης, από τη μελέτη των αποτελεσμάτων και στους δύο τύπους στρες, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι και στις δύο περιπτώσεις, η επίπτωση στην ακοή οφείλεται στον μικρότερο αριθμό νευρώνων που είναι υγιείς και διαθέσιμοι για απόκριση, κάθε ένας από τους οποίους ωστόσο διεγείρεται με φυσιολογικό τρόπο. Τέλος, ενισχύθηκε η πεποίθησή μας ότι, τουλάχιστον στη Drosophila, η ακοή είναι μάλλον μία από τις τελευταίες λειτουργίες που χάνονται πριν το θάνατο.
Λέξεις-κλειδιά:
Κεραία, Τραγούδι ερωτοτροπίας, Όργανο του Johnston, Μέγεθος δυναμικών, Λανθάνων χρόνος απόκρισης
