Folia Medica Lodziensia

Folia Medica Lodziensia
tom 28 zeszyt 1/2
2001
Spis treści
Jolanta Bratosiewicz, Paweł P. Liberski: Molekularne podstawy chorób wywołanych przez priony ....... 3
Anna Waliś: Zmiany patologiczne w nerwie wzrokowym w eksperymentalnej chorobie
Creutzfelda-Jakoba i scrapie ................................................................................................................... 31
Anna Gorąca: Zastosowanie mikrodializy krwi do monitorowania wydzielania hormonów .................... 65
Anna Kierus, Michał śebrowski: Apoptoza jako czynnik wpływający na rozległość obszaru martwicy
w niedokrwieniu i reperfuzji mięśnia sercowego ..................................................................................... 79
Małgorzata Karbownik, Krystyna Fabianowska-Majewska, Dorota Wyczechowska,
Andrzej Lewiński: Aktywność deaminazy adenozynowej w lizatach płatów tarczyc i erytrocytów
pobranych od szczurów, które otrzymywały propylotiouracil bądź lewoskrętną tyroksynę..................... 87
Adam Gesing, Andrzej Lewiński, Ewa Wajs, Małgorzata Karbownik: Wpływ późno-popołudniowych
iniekcji melatoniny i peletek zawierających melatoninę na procesy wzrostowe tarczycy po wykonaniu
hemityroidektomii; porównanie z efektami działania N-acetyloserotoniny .............................................. 95
Table of contens
Jolanta Bratosiewicz, Paweł P. Liberski: Molecular approaches to mechanisms of prion diseases ....... 3
Anna Waliś: Pathological changes in optic nerve in experimental disease of Creutzfeldt-Jakob
and scrapie ............................................................................................................................................... 31
Anna Gorąca: Use of blood microanalysis to monitor changes in neuro-hormones release ................ 65
Anna Kierus, Michał śebrowski: Involvement of apoptosis in the extent of necrotic zone in myocardial
ischemia and reperfusion ......................................................................................................................... 79
Małgorzata Karbownik, Krystyna Fabianowska-Majewska, Dorota Wyczechowska, Andrzej Lewiński:
Adenosine deaminase activity in lysates of thyroid lobes and of erythrocytes collected from rats
pretreated with prophylothiouracil or levothyroxine.................................................................................. 87
Adam Gesing, Andrzej Lewiński, Ewa Wajs, Małgorzata Karbownik: Influence of late-afternoon
melatonin injections and of melatonin-containing pelets on thyroid growth processes in male Wistar
rats, following hemithyroidectomy; comparison with the effects of N-acetylserotonin ........................... 95
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:3-29
MOLEKULARNE PODSTAWY CHORÓB WYWOŁANYCH PRZEZ PRIONY
JOLANTA BRATOSIEWICZ1, PAWEŁ P. LIBERSKI2
1
Zakład Biologii Molekularnej Katedry Biologii Molekularnej Biochemii i Biofarmacji Śląskiej Akademii
Medycznej, Sosnowiec, 2 Zakład Biologii Molekularnej Katedry Onkologii Akademii Medycznej w Łodzi
Streszczenie
PasaŜowalne encefalopatie gąbczaste są grupą chorób neurozwyrodnieniowych charakteryzujących
się odkładaniem w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) i w niektórych innych tkankach nieprawidłowej izoformy białka prionu, PrPSc. Do grupy tej zalicza się występujące u ludzi kuru, chorobę
Creutzfeldta-Jakoba, chorobę Gerstmanna-Strausslera-Scheinkera oraz śmiertelną rodzinną bezsenność. Choroba Gerstmanna-Strausslera-Scheinkera, śmiertelna rodzinna bezsenność oraz 10-15%
przypadków choroby Creutzfeldta-Jakoba są chorobami dziedzicznymi. Kuru i część przypadków
choroby Creutzfeldta-Jakoba, rozwijają się wskutek infekcji. Etiologia znacznej części przypadków
choroby Creutzfeldta-Jakoba, określanych jako sporadyczne, pozostaje niewyjaśniona. Jakkolwiek
etologia chorób prionowych jest niezwykle złoŜona, a natura czynnika infekcyjnego stanowi wciąŜ
zagadkę, niewątpliwie kluczową rolę w patogenezie tej grupy chorób kluczową rolę odgrywa białko
prionu. Białko PrPSc powstaje w wyniku przekształceń konformacyjnych izoformy prawidłowej PrPC
kodowanej przez gen komórkowy PRNP. We wszystkich rodzinnych formach chorób prionowych
opisano mutacje w obrębie ORF genu PRNP. Wykazano równieŜ wpływ polimorfizmu kodonu 129
PRNP zarówno na podatność na jatrogenne i sporadyczne formy CJD, jak i na ekspresję fenotypową
form rodzinnych.
Słowa kluczowe: PasaŜowalna encefalopatia gąbczasta; OUN; Kuru, Choroba Creutzfeldta-Jakoba;
Choroba Gerstmanna-Strausslera-Scheinkera; Śmiertelna rodzinna bezsenność.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:3-29
MOLECULAR APPROACHES TO MECHANISMS OF PRION DISEASES
JOLANTA BRATOSIEWICZ, PAWEŁ P. LIBERSKI
Abstract
Prion diseases such as scrapie in sheep, bovine spongiform encephalopathy in cattle, CreutzfeldtJakob disease, Gerstmann-Straussler-Scheinker disease and fatal familial insomnia in man are
neurodegenerative disorders that can be sporadic, inherited, or acquired by infection. The underlying
pathogenic event in prion diseases is a conformational modification of the cellular isoform prion protein
(PrPC) to the pathogenic isoform (PrPSc) that accumulate in the central nervous system. Prion protein
is encoded by the cellular gene, PRNP, which has been mapped to human chromosome 20p21.
Familial prion diseases are thought to result from change in structure in mutated prion protein.
Furthermore, a polymorphic codon 129 of the PRNP gene, whitch encodes either methionine or valine
appears to be susceptibility factor to iatrogenic and sporadic CJD as well as influence neuropathological phenotype of sporadic and inherited diseases.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:31-63
ZMIANY PATOLOGICZNE W NERWIE WZROKOWYM
W EKSPERYMENTALNEJ CHOROBIE CREUTZFELDTA-JAKOBA
I SCRAPIE
ANNA WALIŚ
Zakład Biologii Molekularnej Katedry Onkologii Akademii Medycznej w Łodzi,
ul. Czechosłowacka 8/10, 92-216 Łódź
Streszczenie
Celem pracy jest ocena ultrastrukturalna nerwu wzrokowego w eksperymentalnej chorobie
Creutzfeldta-Jakoba i scrapie (modele Fujisaki i Echigo-1 CJD oraz 263K scrapie). We wszystkich
trzech modelach obserwuje się kilka podstawowych typów zmian: wakuole wewnątrz wypustek
neuronalnych „niezmielinizowane” i wakuole w obrębie blaszek mieliny „wakuole zmielinizowane”
oraz odczyn astrocytarno-makrofagowy (mikroglejowy). Wszystkie wakuole są otoczone błoną
komórkową. Niekiedy błona otaczająca wakuole odsznurowuje się z najbardziej zewnętrznego listka
otoczki mielinowej rozszczepiając się w linii gęstej (częściej) lub linii międzyokresowej. Całe segmenty
nerwu wzrokowego zawierają liczne włókna ukazujące oznaki dystrofii neuroaksonalnej bądź
zwyrodnienia Wallera. Włókna ze zwyrodnieniem Wallera wypełnione są jednolitymi homogennymi
i elektronowo-gęstymi masami. W ich obrębie znajdują się „cienie” zwyrodniałych mitochondriów.
Dystrofię neuroaksonalną charakteryzuje obecność bardzo licznych mitochondriów i lizosomalnych
ciał elektronowo gęstych. Reakcja astrocytarno-makrofagalna osiągała największy stopień nasilenia
w nerwach wzrokowych myszy zakaŜonych szczepem Fujisaki CJD; chomiki zakaŜane szczepem
Echigo-1 CJD i 263K scrapie wykazują podobny jakościowo, ale mniej nasilony odczyn. We wszystkich badanych modelach obserwowałam pomnoŜenie wewnętrznych mezaksonów. Poszerzenie
przestrzeni okołoaksonalnej wyraźnie powodowało „odepchnięcie” wewnętrznego mezaksonu, nawet
bez jego proliferacji. W innych przypadkach liczba błon tworzących mezakson zwiększała się
wypełniając in extremum większość rozdętej przestrzeni periaksonalnej.
Słowa kluczowe: Priony ; PrP; Choroba Creutzfeldta-Jakoba; Scrapie
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:31-63
PATHOLOGICAL CHANGES IN OPTIC NERVE IN EXSPERIMENTAL
DISEASE OF CREUTZFELDT-JAKOB AND SCRAPIE
ANNA WALIŚ
Abstract
The aim of this study was the evaluation of the ultrastructure of the optic nerve in the experimental
Creutzfeldt-Jakob disease and scrapie. In all experimental models were observed a few typical
changes: vacuoles within myelin sheats - „myelinated vacuoles”, vacuoles within neural fibers„unmyelinated vacuoles”. White matter vacuolation was accompanied by an exuberant cellular
reaction consisting of macrophages and astrocytes. In many parts of optic nerve were found fibers
undergoing neuroaksonal degeneration and Wallerian degeneration. Astrocytic and macrophage
rection was most prominent in optic nerves of mice infected with fujisaki strain of CJD. In the optic
nerves of hamsters infested with Echigo-1 strain of CJD and scrapie, changes were similar but less
prominent. In all three models were observed proliferation of inner mezaksons. Generally optic nerve
in experimental models of CJD and scrapie reveals ultrastructural changes which are vacuolisation,
astrocytic and macrophage reaction, neuroaksonal degeneration, Wallerian degeneration and inner
mezakson proliferation. Changes in the panencephalopathic TSEs are more prominent then in
experimental scrapie.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:65-77
USE OF BLOOD MICRODIALYSIS TO MONITOR CHANGES
IN NEUROHORMONES RELEASE
ANNA GORĄCA
Department of Experimental and Clinical Physiology, Institute of Physiology and Biochemistry, Medical
University of Lodz, 6/8, Mazowiecka Street, 92-215 Lodz, Poland
Abstract
In recent years the in vivo blood microdialysis technique has been widely used for a variety of
applications. It has been used for pharmacological, physiological study to monitor and analyze
endogenous substances, such as neurohormones, and exogenous substances such as therapeutic
drugs and their metabolites. Microdialysis probes were implanted into the jugular vein, blood was
flowing freely around the dialysis membrane. The probe was perfused with the solution in composition
similar to body fluid at a very low flow rate (~1-2 mL/min). In Medical University of Lodz in the
Department of Experimental and Clinical Physiology, the technique of in vivo blood minidialysis was
worked out in small laboratory animals (rat, guinea-pig, hamster). This technique has been used to
demonstrate that neurohypophysial hormones can be released into the blood dialysate outflowing from
the region of the sella turcica and blood dialysate from the femoral vein.
Key words: Microdialysis; Cavernous sinus
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:65-77
ZASTOSOWANIE MIKRODIALIZY KRWI DO MONITOROWANIA
WYDZIELANIA NEUROHORMONÓW
ANNA GORĄCA
Streszczenie
Technika mikrodializy krwi in vivo jest stosowana w badaniach fizjologicznych i farmakologicznych do
monitorowania uwalniania endogennych substancji takich jak hormony i egzogennych substancji
takich jak leki i ich metabolity. W Zakładzie Fizjologii Akademii Medycznej w Łodzi opracowano
technikę minidializy krwi Ŝylnej u małych zwierząt laboratoryjnych (szczur, świnka morska, chomik).
Okazała się ona bardzo przydatna do badania uwalniania neurohormonów z tylnego płata przysadki
do krwi Ŝylnej odpływającej z okolicy zatoki jamistej siodełka tureckiego.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:79-86
APOPTOZA JAKO CZYNNIK WPŁYWAJĄCY NA ROZLEGŁOŚĆ
OBSZARU MARTWICY W NIEDOKRWIENIU I REPERFUZJI
MIĘŚNIA SERCOWEGO
ANNA KIERUS, MICHAŁ R. śEBROWSKI
Klinika Kardiologii Instytutu Medycyny Wewnętrznej Akademii Medycznej w Łodzi
ul. Czechosłowacka 8/10, 92-216 Łódź
Streszczenie
W piśmiennictwie ostatnich lat wyróŜnia się dwa rodzaje śmierci komórkowej. Pierwszym jest
przypadkowa śmierć komórki
nekroza, drugim, programowana, “samobójcza” śmierć komórki -
apoptoza. Nekrozę charakteryzuje ubytek wewnątrzkomórkowego ATP oraz uszkodzenie organelli
i błony komórkowej. Apoptoza jest zorganizowanym procesem prowadzącym do śmierci komórki. Jej
definicja oparta jest na typowych cechach morfologicznych, jak wewnątrzjądrowa degradacja DNA
zachodząca dzięki selektywnie aktywowanym DNAzom. Morfologicznymi cechami charakteryzującymi
apoptozę są marginacja chromatyny, kondensacja i fragmentacja jądra komórkowego, co ostatecznie
prowadzi do rozpadu komórki na otoczone błoną komórkową ciałka apoptotyczne; fagocytowane
następnie przez sąsiadujące komórki. W odróŜnieniu od nekrozy apoptoza dotyczyć moŜe nie całych
obszarów tkanki a pojedynczych komórek. Proces ten nie angaŜuje odpowiedzi zapalnej. Obydwa
typy śmierci komórkowej mogą występować równocześnie. Określenie, który z typów śmierci
komórkowej jest dominujący moŜe mieć istotne znaczenie dla postępowania terapeutycznego. Praca
ta przedstawia współczesną wiedzę na temat molekularnych mechanizmów apoptozy w niedokrwieniu
i reperfuzji mięśnia sercowego.
Słowa kluczowe: Apoptoza; Martwica; Niedokrwienie; Reperfuzja.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:79-86
INVOLVEMENT OF APOPTOSIS IN THE EXTENT OF NECROTIC ZONE
IN MYOCARDIAL ISCHAEMIA AND REPERFUSION
ANNA KIERUS, MICHAŁ R. śEBROWSKI
Abstract
Two alternative models of cell death are distinguished in the recent literature. The first one is an
accidental cell death necrosis, the second one is programmed, "suicidal" cell death apoptosis.
Necrosis is characterized by depletion of intracellular ATP stores and swelling of the cell with
disruption of organelles and rupture of the plasma membrane. Apoptosis' definition is based on distinct
morphological features and demonstration of internucleosomal DNA degradation, executed by
selectively activated DNAses. The morphologic hallmarks of apoptosis include chromatic margination,
nuclear condensation and fragmentation, and condensation of the cell with preservation of organelles.
The process is followed by fragmentation of the cell into membrane-bound apoptotic bodies, which
undergo phagocytosis by nearby cells without associated inflammation. Apoptosis characteristically
occurs in insolated single cells. In some situations, both types of cell death can occur simultaneously,
but it seems to be important to determine which type of cell death is dominant. This paper reviews the
current knowledge on the molecular mechanisms of apoptosis in myocardial ischaemia and
reperfusion.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:87-93
ADENOSINE DEAMINASE ACTIVITY IN LYSATES OF THYROID LOBES
AND OF ERYTHROCYTES COLLECTED FROM RATS PRETREATED WITH
PROPYLTHIOURACIL OR LEVOTHYROXINE
MAŁGORZATA KARBOWNIK1, KRYSTYNA FABIANOWSKA-MAJEWSKA2,
DOROTA WYCZECHOWSKA2, ANDRZEJ LEWIŃSKI1
1
Department of Thyroidology, Institute of Endocrinology, Medical University of Łódź,
2
Department of General Chemistry, Institute of Physiology and Biochemistry,
Medical University of Łódź.
Abstract
Adenosine deaminase (ADA, adenosine/2'-deoxyadenosine aminohydrolase, EC 3.5.4.4) plays an
important role in purine nucleoside and nucleotide salvage pathways. The present study aims at
examining the ADA activity in lysates of thyroid lobes and of erythrocytes collected from rats
pretreated with propylthiouracil (PTU, 0.1% solution in drinking water) or levothyroxine (L-T4, 50
mg/kg BW/daily), administered for 2 weeks. Additionally, deoxycytidine kinase (dCK, EC 2.7.1.74)
activity was measured in lysates of thyroid lobes. We obtained the following results: 1) the ADA
activity in lysates of thyroid lobes was comparatively very high - approximately 100 times higher in the
lysates of thyroid lobes than in erythrocytes; 2) the ADA activity was 5 times higher in the thyroids
from the PTU-pretreated rats than in controls, whereas in the glands from the L-T4-pretreated animals,
the activity was not significantly different vs. the controls; 3) the ADA activity was comparatively very
low in blood erythrocytes and did not change after PTU- or L-T4-treatment; 4) the dCK activity was
very low in the lysates of thyroid lobes in all the examined groups. Conclusion: PTU-pretreatment
significantly increases the ADA activity in the rat thyroid, what suggests an involvement of that enzyme
in TSH-induced thyroid growth.
Keywords: ADA; Rat thyroid; Propylthiouracil.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:87-93
AKTYWNOŚĆ DEAMINAZY ADENOZYNOWEJ W LIZATACH
PŁATÓW TARCZYC I ERYTROCYTÓW POBRANYCH OD SZCZURÓW,
KTÓRE OTRZYMYWAŁY PROPYLOTIOURACIL BĄDŹ LEWOSKRETNĄ
TYROKSYNĘ
MAŁGORZATA KARBOWNIK1, KRYSTYNA FABIANOWSKA-MAJEWSKA2,
DOROTA WYCZECHOWSKA2, ANDRZEJ LEWIŃSKI1
Streszczenie
Deaminaza adenozynowa (ADA, aminohydrolaza adenozynowa/2'-deoksyadenozynowa, EC 3.5.4.4)
odgrywa istotną rolę w reutylizacji nukleozydów i nukleotydów purynowych. Celem pracy było zbadanie aktywności ADA w lizatach płatów tarczyc i erytrocytów pobranych od szczurów, które otrzymywały przez dwa tygodnie propylotiouracyl (PTU, 0.1% roztwór wody do picia) bądź lewoskrętną
tyroksynę (L-T4, 50 mg/kg m.c./dzień). Ponadto, oznaczono aktywność kinazy deoksycytydynowej
(dCK, EC 2.7.1.74) w lizatach gruczołu tarczowego. Uzyskano następujące wyniki: 1) aktywność ADA
w lizatach tarczyc była relatywnie bardzo wysoka około 100 razy wyŜsza niŜ w erytrocytach;
2) aktywność ADA była 5-krotnie wyŜsza w tarczycach pobranych od szczurów pojonych roztworem
PTU w porównaniu z aktywnością tego enzymu w grupie kontrolnej, podczas gdy aktywność ADA
w tarczycach zwierząt, które otrzymały wstrzyknięcia L-T4, nie była istotnie róŜna od odnotowanej
w grupie kontrolnej; 3) aktywność ADA była relatywnie bardzo niska w erytrocytach i nie uległa
zmianie wskutek zastosowania PTU bądź L-T4; 4) aktywność dCK była bardzo niska w lizatach płatów
tarczycy w przypadku wszystkich badanych grup. Wniosek: PTU, podawany w wodzie do picia,
podwyŜsza aktywność ADA w szczurzej tarczycy, co wskazuje na udział tego enzymu w indukowanym
przez TSH wzroście tarczycy.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:95-110
INFLUENCE OF LATE-AFTERNOON MELATONIN INJECTIONS AND OF
MELATONIN-CONTAINING PELLETS ON THYROID GROWTH PROCESSES
IN MALE WISTAR RATS, FOLLOWING HEMITHYROIDECTOMY;
COMPARISON WITH THE EFFECTS OF N-ACETYLSEROTONIN
ADAM GESING, ANDRZEJ LEWIŃSKI, EWA WAJS, MAŁGORZATA KARBOWNIK
Department of Thyroidology, Institute of Endocrinology,
Medical University of Łódź
Abstract
The pineal hormone - melatonin (Mel) exerts a well-known inhibitory effect on thyroid secretory
processes, as well as on the growth of the gland. The aim of our present experiment was to examine
the influence of the late-afternoon (16.00 - 18.00) subcutaneous Mel or N-acetylserotonin (NAc-5HT)
injections and of Mel- or NAc-5HT-containing pellets on the thyroid growth processes in male Wistar
rats, following hemithyroidectomy (hemiTx). Pineal indoleamines were administered in daily injections
for 4 weeks. The pellets containing the substances in question were reimplanted biweekly. The mean
mitotic activity rate (MMAR) of thyroid follicular cells (TFC) and the wet relative thyroid weight (WRTW)
was examined. Results: In rats following hemithyroidectomy, late-afternoon Mel injections decreased
the MMAR of TFC, as well as reduced the WRTW of the lobe remaining after hemiTX; melatonin
pellets did not influence the MMAR and the WRTW of remaining thyroid lobe after hemiTX; lateafternoon NAc-5HT injections and implantations of pellets, containing N-acetylserotonin did not alter,
in any significant way, the MMAR and the WRTW of the lobe after hemiTX; Only a slight tendency
towards the decrease of the MMAR of TFC was observed, following NAc-5HT injections. The obtained
results suggest that Mel is a more potent inhibiting factor for TFC growth than its precursor - NAc-5HT.
At the same time, the present data confirm results of some of our previous studies, demonstrating the
inhibitory effect of Mel on thyroid growth processes in rats with the intact thyroid gland and/or after
hemiTx.
Key words: Melatonin; N-acetylserotonin; Thyroid; Growth processes; Mitotic activity; Wet thyroid
weight.
Folia Medica Lodziensia, 2001, 28:95-110
WPŁYW PÓŹNO-POPOŁUDNIOWYCH INIEKCJI MELATONINY
I PELETEK ZAWIERAJĄCYCH MELATONINĘ NA PROCESY WZROSTOWE
TARCZYCY PO WYKONANIU HEMITYROIDEKTOMII; PORÓWNANIE
Z EFEKTAMI DZIAŁANIA N-ACETYLOSEROTONINY
ADAM GESING, ANDRZEJ LEWIŃSKI, EWA WAJS, MAŁGORZATA KARBOWNIK
Streszczenie
Melatonina (Mel) - hormon szyszynki wywiera dobrze znany hamujący wpływ na procesy wzrostowe
i wydzielnicze gruczołu tarczowego. Celem naszego doświadczenia było zbadanie wpływu późnopopołudniowych (16:00-18:00) wstrzyknięć Mel lub jej prekursora - N-acetyloserotoniny (NAc-5HT)
oraz wpływu peletek zawierających Mel lub NAc-5HT na procesy wzrostowe tarczycy u szczurów
szczepu Wistar po hemityroidektomii (hemiTx). Indoloaminy szyszynkowe w postaci wstrzyknięć były
podawane codziennie przez 4 tygodnie. Peletki z Mel lub NAc-5HT były wszczepiane szczurom co
tydzień. W pracy określono średni współczynnik aktywności mitotycznej (MMAR) komórek
pęcherzykowych tarczycy (kpt) oraz względną masę tarczycy (WRTW). Wyniki: U szczurów po
hemiTx, późno-popołudniowe wstrzyknięcia Mel spowodowały obniŜenie wartości MMAR jak równieŜ
WRTW płata pozostałego po hemiTx; peletki z Mel nie wpłynęły znamiennie statystycznie na MMAR
jak i na WRTW płata pozostałego po hemiTx. Późno-popołudniowe wstrzyknięcia NAc-5HT jak
i peletki zawierające tę indoloaminę nie wpłynęły w znaczący sposób na wartość MMAR oraz WRTW
płata po hemiTx. Jedynie obserwowano nieznaczną tendencję w kierunku obniŜenia wartości MMAR
po wstrzyknięciach NAc-5HT. Uzyskane wyniki sugerują, iŜ Mel jest substancją silniej hamującą
wzrost kpt niŜ jej prekursor NAc-5HT. Jednocześnie uzyskane dane potwierdzają wyniki niektórych
naszych wcześniejszych doświadczeń, wskazujących na hamujący wpływ Mel na procesy wzrostowe
tarczycy u szczurów z zachowanym gruczołem tarczowym jak i po hemiTx.