فعال سازی PKC در نورونهای هیپوکمپ باعث مهار جریانهای پتاسیمی مداوم، که شامل جریانهای پتاسیمی وابسته به کلسیم یا IK-Ca و غیر وابسته به کلسیم IK می شود(Doerner et al., 1988) ، در حالیکه در سلولهای نوروبلاست، جریانهای پتاسیمی نوع M را مهار می کنند (Malenka et al., 1986).
فعالسازی PKC توسط فوربول استر یا دیآسیل گلیسرول جریان سدیمی را در نورونهای مغز موش کاهش میدهد (Numann et al., 1991).
فصل سوم
۳- مواد و روشها
۳-۱) حیوانات
مدل آزمایشگاهی مورد استفاده در کلیه آزمایشها، حلزون باغی (Caucasotachea atrolabiata) بود (شکل ۳-۱). نمونه بالغ حلزون باغی، دارای صدف بزرگی با قطر تقریبی ۳ سانتی متر، راست گرد، فشرده (طول کمتر از عرض) و دارای ۴ تا ۵ پیچ در طول صدف میباشند. صدف در رنگهای مختلف و معمولا به رنگ قهوهای تیره یا شاه بلوطی با نوارهای زرد رنگ دیده میشود. نمونهها در شرایط مناسب از لحاظ درجه حرارت مناسب، نور و دسترسی به آب و غذا در شرایط آزمایشگاه نگهداری و با هویج، خیار و کاهو تغذیه میشدند.
شکل ۳-۱٫ حلزون باغی
۳-۲) تشریح و آماده سازی گانگلیون عصبی جهت ثبت
آزمایشها بر روی نورونهای مجموعه گانگلیونی تحت مری[۴۶] انجام میگرفت (شکل ۳-۲). قبل از انجام آزمایش، به منظور ایجاد شرایط فیزیولوژیک یکسان و حصول اطمینان از فعال بودن جانور، آن ها را درون ظرف آب قرار داده و پس از بیرون آمدن از صدف ابتدا صدف جانور بوسیله انبر استخوان شکن برداشته شده و سپس به کمک سوزن سر و پای حلزون بدون صدف روی چوب پنبه ثابت میشد. با ایجاد شکافی طولی در ناحیه گردن جانور، حلقه گانگلیونی دور مری شناسایی و از بدن خارج شده و به داخل محفظه ثبت با بستر سیلگارد و حاوی رینگر نرمال حلزون منتقل و سپس با سوزن حشره در این محفظه تثبیت میشد. نورونها در این مجموعه گانگلیونی بوسیله دو لایه بافت پیوندی احاطه شدهاند. بخش پشتی گانگلیون دارای اعصاب کمتری بوده و با برداشتن لایه های پیوندی در این ناحیه، توسط پنسهای بسیار ظریف در زیر استریومیکروسکوپ، نورونها آشکار میشدند.
شکل ۳-۲٫ گانگلیون تحت مری تثبیت شده در محفظه ثبت
۳-۳) محلول ها و داروها
محلول رینگر نرمال حلزون شامل (بر حسب میلی مولار):
NaCl (80)، (۱۰) CaCl2، MgCl2 (۵)، KCl (4)، HEPES (5) و Glocuse (10) بود (Taylor, 1987) و PH آن به کمک دستگاه PH متر و با بهره گرفتن از Trisma base در حد ۴/۷ تنظیم میگردید.
لینالول در یخچال نگهداری شده و قبل از انجام آزمایشها غلظتهای مناسب آن تهیه و در حین انجام آزمایش غلظتهای مورد نظر به محفظه ثبت سلولی افزوده میشد. سایر داروها شامل نیکل کلرید (مهار کننده غیر اختصاصی کانالهای کلسیمی) و نیفدیپین[۴۷] (مهار کننده کانال کلسیمی نوع L) و کلریترین (مهارکنندهی پروتئین کیناز C) و H89 (مهارکنندهی پروتئین کیناز A) میباشند که در یخچال نگهداری و مورد استفاده قرار گرفتند.
۳-۴) ثبت داخل سلولی
پتانسیلهای عمل خودبخودی و برانگیخته در شرایط کنترل و متعاقب تیمارهای مختلف با روش تثبیت جریان با بهره گرفتن از آمپلی فایر(npi, Germany) SEC-10LX ثبت گردید. میکروالکترودهای مورد استفاده از میکروپیپتهای دیواره نازک از جنس بروسیلیکات (USA) و با کمک یک میکروالکترود پولر افقی (Sutter Instrument, USA) تهیه میشد. الکترودها با محلول KCl سه مولار پر شده و نمونههای بدون نشت که ۵-۱ مگا اهم مقاومت داشتند جهت ثبت مورد استفاده قرار میگرفتند. یک سیم نقره با روکش کلرید نقره محلول داخل میکروالکترود شیشه ای را به ورودی پرهآمپلی فایر وصل میکرد. در تمام آزمایشها از یک پل آگار بعنوان الکترود مرجع استفاده میشد که محلول محفظهی ثبت را به پتانسیل صفر (زمین) وصل میکرد (شکل۳-۳).
پس از ورود الکترود به نورون، ثبت پایه برای حدود پنج دقیقه به عمل میآمد و درصورتی که نورون از نظر ویژگیهای الکتریکی غشاء دارای وضعیت مناسب و پایدار بود، ثبت پتانسیلهای غشائی در وضعیت تثبیت جریان در شرایط کنترل و متعاقب تیمارهای مختلف به عمل میآمد. دادههای ثبت شده توسط یک مبدل آنالوگ-دیجیتال HEKA, Germany)) رقمی شده و به کمک نرم افزار Patchmaster ذخیره میگردید و انالیز داده ها با نرمافزار fitmaster انجام میشد.
شکل ۳-۳٫ نمایی از وسایل ثبت داخل سلولی. ولتاژ غشاء ثبت شده توسط میکروالکترود (A) به ترتیب به آمپلی فایر، مبدل آنالوگ/ دیجیتال و دیجیتال/آنالوگ (B) و نهایتاٌ به کامپیوتر © منتقل میشود.
۳-۵) مراحل آزمایش
ابتدا فعالیت خودبخودی و برانگیخته سلول با تکنیک کلمپ جریان ثبت میشد. پس از انجام این ثبت در هر گروه داروهای مورد نظر به محیط خارج سلولی تزریق شده و مجدداٌ در محلول جدید، فعالیت خودبخودی و برانگیخته ثبت میشد.
جهت بررسی و مطالعه فعالیت خودبخودی نورونها در شرایط کنترل ابتدا به مدت ۵ دقیقه ثبت پایه در رینگر نرمال بعمل میآمد و فرکانس و ویژگیهای اسپایکهای خودبخودی نورونها ثبت میشد. سپس به منظور بررسی اثر مستقیم لینالول بر فعالیت الکتریکی سلول و نقش احتمالی آن در تحریکپذیری نورونی، این ماده با غلظتهای۱/۰ و ۲/۰ میلی مولار به محفظهی ثبت داخل سلولی افزوده میشد و همانند شرایط کنترل فعالیت خودبخودی و برانگیخته مورد مطالعه قرار میگرفت.
به منظور بررسی نقش کانالهای کلسیمی در رابطه با عملکرد لینالول، از مهار کنندههای این کانالها یعنی نیکل کلرید (مهار کننده غیر اختصاصی کانالهای کلسیمی) و نیفدیپین[۴۸] (مهار کننده کانال کلسیمی نوع L) و به منظور بررسی نقش کینازها از کلریترین (مهارکنندهی پروتئین کیناز C) و H89 (مهارکنندهی پروتئین کیناز A) استفاده شد.
۳-۶) پارامترهای الکتروفیزیولوژیک مورد مطالعه
پارامترهای الکتروفیزیولوژیک مورد بررسی در این مطالعه از قرار زیر میباشند:
پتانسیل استراحت غشاء (RMP)
آستانه پتانسیل عمل (Threshold)
فرکانس فعالیت الکتریکی خودبخودی
طول مدت پتانسیل عمل در پتانسیل آستانه (Action potential duration)
طول مدت فاصله بین پتانسیل عملها (Interspike interval)
سطح زیر منحنی پتانسیل عمل (Integral)
دامنهی پتانسیل عمل (AP amplitude)
دامنه ولتاژ پتانسیل متعاقب هیپرپلاریزان (AHP[49])
طول مدت دوره AHP (AHP Duration)
شیب فاز دپلاریزاسیون و رپلاریزاسیون پتانسیل عمل (D slope& Rslope)
فرکانس پتانسیل عمل در حین تزریق جریان مثبت
دوره مهار فعالیت متعاقب تحریک[۵۰](PSIP)
مقاومت ورودی سلول (input resistance)
شکل ۳-۴٫ نحوه اندازه گیری برخی پارامترهای پتانسیل عمل
۳-۷) آزمون آماری
اندازه گیری پارامترهای مورد نظر فعالیتهای الکتریکی ثبت شده به کمک نرم افزار Fitmaster انجام شد و به منظور مقایسه دادهها از آزمون آماری Repeated measure و تست Bonferroni استفاده شد. دادهها به صورت Mean ± SEM گزارش شده و اختلافهای با ۰۵/۰P< بعنوان سطح معنیداری در نظر گرفته شدند.
فصل چهارم
نتایج
۴-نتایج
۴-۱) ویژگیهای فعالیت خودبخودی و برانگیخته نورونهای حلزون در شرایط کنترل
نورونهای گانگلیون تحت مری حلزون در رینگر نرمال دارای میانگین پتانسیل استراحت mV 16/2±۶۵/۴۲- و فعالیت ریتمیک خودبخودی منظم با میانگین فرکانس Hz 37/0±۴۷/۲ بودند. میانگین طول مدت پتانسیل عمل در آستانه پتانسیل عمل ms 96/2±۰۷/۱۵و متوسط فاصله بین دو پتانسیل عمل s 057/0±۴۵۵/۰ بود. دامنه و سطح زیر منحنی پتانسیل عمل بترتیب mV 54/3±۲۰/۷۲ و μVs 72/78±۷۶/۳۷۳ بود. پتانسیلهای متعاقب هیپرپلاریزاسیون (AHP)، دامنهای در حدود mV 58/0±۵۲/۶- داشتند و متوسط طول مدت این پتانسیلهای متعاقب s 015/0±۰۹۷/۰ بود. متوسط شیب فاز دپلاریزاسیون و شیب فاز رپلاریزاسیون پتانسیل عمل بترتیب mV/ms 77/1±۰۴/۱۳ و mV/ms 13/1±۳۰/۶- بود.
۴-۲) اثرات غلظتهای ۱/۰ و ۲/۰ میلی مولار لینالول بر ویژگیهای الکتروفیزیولوژیک نورونهای حلزون
۴-۲-۱) ویژگیهای پتانسیل عمل خودبخودی در حضور لینالول ۱/۰ میلیمولار
درحضور غلظتهای ۱/۰ میلی مولار لینالول در محلول خارج سلولی پتانسیل استراحت طی ۵ و ۱۰ دقیقه افزایش یافت و این تأثیر از نظر آماری بین دو زمان ۵ و ۱۰ دقیقه و کنترل به ترتیب با ۰۵/۰ P< و۰۱/۰ P< معنیدار بود. فرکانس پتانسیلهای عمل طی ۵ و ۱۰ دقیقه پس از کاربرد لینالول افزایش یافت که این افزایش بین زمانهای ۵ و ۱۰ دقیقه و کنترل با ۰۵/۰ P< معنیدار بود (شکل ۴-۱ و نمودار ۴-۱).
نمودار ۴-۱٫ نمودار مقایسه میانگین پتانسیل استراحت غشاء (A) و فرکانس پتانسیل عمل (B) در شرایط کنترل و در ۵ و ۱۰ دقیقه پس از افزودن غلظت ۱/۰ میلی مولار لینالول به رینگر حلزونی نرمال (۸=n). 05/0 P<*و ۰۱/۰ P<** در مقایسه با کنترل.
اثرات لینالول بر الگوی فعالیت نورونی حلزون و بر همکنش با مکانیسم های سلولی دخیل در القای فعالیت صرعی- قسمت ۴