Megbeszélés és összefoglalás - Ón és kadmium hatásának sejt és hálózati szintű vizsgálata a nag

5.1. A Lymnaea sejtek GABA-indukálta áramai

9L]VJiODWDLQNEDQDEHPHQ *$%$-aktiválta áramok megfordulási potenciálja -8,4 ± 12,9 mV volt. Az általunk regisztrált ionáram megfordulási potenciálja magasabb volt más

SXKDWHVW HN LGHJVHMWMHLQ WDSDV]WDOW PHJIHOHO pUWpNHNQpO Aplysia californica: -65 mV, Planorbarius corneus: -80 mV) (King és Carpenter, 1989). Az eltérés egyrészt a kO|QE|]

NtVpUOHWL N|UOPpQ\HNE O DGyGLN PHO\EHQ D PHJIRUGXOiVL SRWHQFLiOW PHJPpUWpN .HUNXW pV

Thomas (1964) megfordulási potenciál megváltozását regisztrálták ACh aktiválta IPSP-ken,

D] PLNURHOHNWUyGiED W|OW|WW HOHNWUROLW |VV]HWpWHOpW O IJJ HQ .tVpUOeteinket igyekeztünk azonosan elvégezni Rubakhin és munkatársai által használt kísérleti körülményekhez, melyekkel Lymnaea GABA-aktiválta ionáramainak jellemzését korábban végezték (Rubakhin

pV PWVDL 0iVUpV]W D] HOWpUpV DGyGKDW D NO|QE|] IDMRN Ldegrendszerében található GABAA/GABAB receptor-HORV]OiV NO|QE|] VpJpE O LV 0iV SXKDWHVW HNHQ SOAchatina (Yongsiri és mtsai, 1988; Kim és Takeuchi, 1990), Onchidium (Shimizu és mtsai, 1983), Helisoma (Richmond és mtsai, 1990) fajokon kimutatták GABAB receptor altípus jelenlétét.

A GABA-aktiválta ionáramot gátolhatónak találtuk pikrotoxinnal, amely a GABAA nem-kompetitív antagonistája (Akaike és mtsai, 1985), s a dózis-hatás görbét nem paralel módon tolja el. Az extracelluláris Cl^- PHJYRQiVDNRU D] iUDP WHOMHV HOW QpVpW ILJ\HOWN PHJ PHO\ D

Cl^-LRQI V]HUHSpWMHO|OLD*$%$-aktiválta ion konduktancia változásában. Rubakhin és mtsai (1996) Cl^--V]HJpQ\ROGDWEDQLQNXEiOYDDEHPHQ iUDPN|]HOWHOMHVHOW QpVpWILJ\HOWpN PHJ D IUG IRO\DGpN &D2+

-koncentrációjának manipulálásakor viszont nem tapasztaltak hasonló effektust. A GABA-receptorok farmakológiai jellemzését ismert agonisták és antagonisták alkalmazásával is elvégezték. Az általuk Lymnaea QHXURQRNRQ PHJILJ\HOKHW NpWIi]LV~ iUDPRNDW XJ\DQ NpW NO|QE|] UHFHSWRU SRSXOiFLy *$%$A és GABAB) részvételével magyarázták, azonban a GABAB komponens lényegesen kisebb volt.

Az irodalmi és az általunk mért adatok a GABAA típusú receptorok jelenlétére utalnak (Akaike és mtsai, 1985; Bormann, 1988; Rubakhin és mtsai, 1996).

5.2. Szerves ón hatása GABA-aktiválta ionáramokra

Trimetilón a vizsgált koncentrációkban a GABA-indukálta ionkonduktanciák amplitúdóit csökkentette Lymnaea GABA szenzitív idegsejtein, illetve kinetikai paraméterei

DNWLYiFLyVLG IpOLQDNWLYiFLyVLG PHJQ WWHN$*$%$-aktiválta ionáramok amplitúdóinak

a kezelés hatására való csökkenését nem találtuk szignifikánsnak. Szignifikáns növekedést tapasztaltunk azonban a GABA-aktiválta ionáramok trimetilón hatására megváltozott aktivációs idejükön. A megnövekedett kinetikai paraméterek befolyással lehetnek az idegsejt GABA-mediálta kisülési mintázatára. További vizsgálatokat igényelnek a trimetilón hatására

OpWUHM|Y YiOWR]iVRN D *$%$-aktiválta áramokon Lymnaea idegsejteken, tekintve az irodalomban bemutatott más fajokon végzett toxikológiai hatásvizsgálatok eredményeit.

Patkány hippokampális idegsejteken trimetilón gátolta a GABA és glutamát neurotranszmitterek szintézisét, és felvételét, illetve glutamát megnövekedett szinaptikus kibocsájtását mutatták ki, mely a kosársejtek hiperexcitációját és pusztulását okozták (Chang, 1984; Chang, 1995).

5.3. Cd²⁺ ionáramot indukál

Ismeretes, hogy fémek a sejtmembránnal kölcsönhatásba léphetnek, és konduktancia változást válthatnak ki idegsejtek membránján közvetlenül a membráncsatornákon hatva vagy intracelluláris mechanizmusok befolyásával (Kiss és Osipenko, 1994). Réz és ólom ionok Aplysia neuronokon a Na⁺ csatornák aktiválásával inward áramot váltanak ki (Weinreich és Wonderlin, 1987; Salánki és mtsai, 1991), és hasonló ionáramokat aktiváltak Ag²⁺ és Hg²⁺

extracelluláris applikációja Aplysia idegsejt membránján (Weinreich és Wonderlin, 1987).

Szintén inward áramot észleltek Al³⁺, Cd²⁺, Pb²⁺ hatására patkány neuroblasztoma sejteken (Oortgiesen és mtsai, 1990). Ag⁺-ionok nem specifikus kation-csatornákat aktiváltak intracellulárisan szabad Ca²⁺ szint megemelkedésével Helix pomatia neuronokon *\ UL pV

mtsai, 1991). Hg²⁺ hatására inward áram jött létre patkány (Arakawa és mtsai, 1991) illetve Helix neurokon (Rubakhin és mtsai, 1995). Kiss és Osipenko (1994) mind inward mind outward áramot regisztráltak éti csiga (Helix pomatia L.) neuron membránon nagy koncentrációjú (1mmol/l-os) kadmium hatására, melyet egyfajta fém ion érzékeny receptorstruktúra aktiválódásának, vagy a fémionok ligand aktiválta receptorstruktúrákhoz

YDOyN|W GpVQHNWXODMGRQtWRWWDN

Ezekkel az eredményekkel összhangban kimutattuk, hogy Cd²⁺ (50 µmol/l) 1-2 nA inward áramot okozott Lymnaea neuronokon is. A membrán permeabilitás megváltozásának

RND IHOWpWHOH]KHW HQ D &G2+

hatására W|UWpQ LQWUDFHOOXOiULV &D2+

szint emelésével, és intracelluláris Ca²⁺ aktiválta ioncsatornák konduktancia-változásával lehet kapcsolatban.

5.4. Cd²⁺ blokkoló hatása és lehetséges hatásmechanizmusa GABA-aktiválta ionáramokon Méréseink szerint a nagy mocsári csiga neuronjain a GABA-indukálta áram gátlását a kadmium 5 µmol/l és annál nagyobb koncentrációban váltotta ki. Alacsonyabb koncentrációban a kadmium a GABA-DNWLYiOWD LRQiUDPRNDW VHUNHQWHWWH PHO\ IHOWHKHW OHJ D

neurotranszmitter reuptake mechanizmus zavarával is magyarázható, hasonlóan azokhoz az eredményekhez, ahol a kadmium által gátolt MAO (monoamino oxidáz) és COMT (katechol-orto-metil-transzferáz) hatására az acetilkolin (ACh) aktiválta ionáram megnövekedését mérték (Williams és mtsai, 1978).

A kadmium blokkoló hatását GABAA receptor indukálta klorid áramra kimutatták patkányok hátsógyöki ganglion neuronjain 1 mmol/l, (Ma és Narahashi, 1993), patkány

IHOV Q\DNL QHXURnokon 100-300 µmol/l, (Smart és Constanti, 1990) WHNQ VEpND UHWLQiQ

µmol/l, (Kaneko és Tachibana, 1986), karmos béka petesejten 5 µmol/l – 1 mmol/l, (Miledi és mtsai, 1989), és Lymnaea neuronokon 1 mmol/l koncentrációban (Rubakhin és mtsai, 1996).

Lymnaea idegsejteken vég]HWW Gy]LV KDWiV NtVpUOHWHLQNEHQ D NDGPLXP Gy]LVIJJ EORNNROy

hatást mutatott GABA-aktiválta ionáramokon. A blokkolás küszöbkoncentrációja 1 µmol/l volt, féltelítési állandója IC₅₀=9,2 µmol/l, Hill koefficiense pedig h=2,65 ± 0,48, mely alapján a Cd²⁺ gátOyKDWiVOpWUHKR]iViEDQW|EEN|W KHO\KH]NDSFVROyGLN$SRQWRVKDWiVPHFKDQL]PXVW LOOHW HQ W|EE IHOWpWHOH]pV LVPHUW $] H[WUDFHOOXOiULV WpUEHQ PHJOpY *$%$ NRQFHQWUiFLy

csökkenhet a kadmium megjelenésekor egy transzmitter-fémion komplex létrejöttével. A kadmium nem-kompetitív gátlása azonban kizárja fémion-*$%$ NRPSOH[ OHKHW VpJpW

(Kaneko és Tachibana, 1986; Smart és Constanti, 1990). További magyarázat lehet a GABA által kinyitott csatornák eltömítése, hasonlóan a feszültség aktiválta klorid ioncsatornákon

OpWUHM|Y JiWOiVKR] (Enz és mtsai, 1999; Kajita és mtsai, 2000). A továbbiakban felsorakoztatott eredmények azonban egy feltételezett, az idegsejt membránban lev IpPLRQ -receptoron keresztül aktiválódó blokkoló mechanizmust támasztanak alá.

A intracelluláris kalcium homeosztázis igen érzékeny a nehézfémekre. Divalens

NDWLRQRN LQWHUDNFLyED OpSKHWQHN V]iPRV VHMW IHOV]tQHQ HOKHO\H]NHG UHFHSWRUUDO

kálciumcsatornával és az intracelluláris kalcium messenger rendszerrel. Az extracellulárisan megnövekedett kadmium koncentráció a sejten belüli kalcium-mobilizációt, vagyis a sejten belüli kalciumraktárakból, az endoplazmás retikulumból és mitokondriumokból, a citoplazmába irányuló kalcium felszabadulást eredményezethet. Miledi és munkatársai (1989) Xenopus oocytákon kimutatták, hogy a kadmium (és egyéb fémek ) hatására a inozitol

1,4,5 trifoszfát (IP3 FLWRV]ROLNXV NRQFHQWUiFLyMD PHJQ PHO\ &D2+

felszabadulását

HUHGPpQ\H]L D EHOV NDOFLXPUDNWiUDNEyO PHO\HN &D2+

érzékeny Cl^- ioncsatornákat nyitottak meg, ami pedig oszcilláló klorid–iUDPRWRNR]RWW(KKH]KDVRQOyDQDVHMWN|]WLWpUEHQMHOHQOpY

kadmium hatására felszabaduló IP3 szenzitiv intracelluláris kalciumraktárakból felszabaduló

NDOFLXPRW PXWDWWDN NL HPEHUL E U ILEUREODV]WRQ NXW\D V]tYNRV]RU~ HSLWpOLXPRQ HPEHUL

köldökartéria izmon, és neuroblasztómán (Smith és mtsai, 1989), szarvasmarha kromaffin sejteken (Yamagami és mtsai, 1998), vese epitél sejteken (Jungwirth és mtsai, 1990), karmosbéka (Xenopus) petéken (Smith és mtsai, 1989; Hague és mtsai, 2000), illetve makrofág sejteken is (Misra és mtsai, 2002). Nehézfém okozta intracelluláris kalciumnövekedés számos más sejtes funkciót befolyásol. Ismert, hogy intracelluláris Ca²⁺

megemelkedése más ligandaktiválta ioncsatornára is gátlólag hat, mint például az NMDA receptorra (Legendre és mtsai, 1993; Rosenmund és mtsai, 1995), vagy az ACh receptorra (Chemeris és mtsai, 1982). Az általunk végzett kísérletekben intracelluláris injektálással

W|UWpQ &D2+

növekedés hatására a GABA-LQGXNiOW NORULGiUDP FV|NNHQW D VHMW EHOV &D2+

-raktáraiból koffein segítségével pedig a Ca²⁺ felszabadítható. Kísérleteinkben a koffein hatására a GABA-indukálta kloridáram csökkent a Cd²⁺ hatásához hasonlóan, illetve további Cd²⁺ DGiV HVHWpQ WHOMHVHQ PHJV] QW 0LQGH]HN D] HUHGPpQ\HN D]W PXWDWWiN KRJ\ D]

intracelluláris Ca²⁺ megnövekedése gátolja a GABA-aktiválta ionáramot Lymnaea idegsejteken. Számos bizonyítékot nyújtottak a szakirodalomban is sejten belüli raktárakból felszabaduló intracelluláris Ca²⁺ gátló hatására GABA aktiválta klorid ion áramra. A

MHOHQVpJHW NLPXWDWWiN WHNQ V UHWLQD VHMWHNHQ $NRSLDQ pV PWVDi, 1998), béka szenzoros sejteken (Inoue és mtsai, 1986; Taleb és mtsai, 1987; Martina és mtsai, 1994; Akopian és mtsai, 1998).

Az intracelluláris raktárakból való Ca²⁺ kiszabadulását megakadályozva, azok csatornáinak blokkolása ruténium vörössel kivédte az 50 µmol/l Cd²⁺ blokkoló hatását. A Cd²⁺ hatására kiszabadult intracelluláris Ca²⁺ megkötésére EGTA-t injektáltunk az idegsejtbe, ami szintén kivédte a Cd²⁺ blokkoló hatását. Eredményeink összhangban vannak Hague és mtsai (2000) eredményeivel, ahol Xenopus petesejteken EGTA injektálásal kivédték a Cd²⁺

hatását. A Cd²⁺ mediálta intracelluláris Ca²⁺ NRQFHQWUiFLy HPHONHGpV IJJHWOHQ D NOV IL]LROyJLiVVyROGDWEDQMHOHQOpY &D2+

-WyOPHO\HWD]DONDOPD]RWWIL]LROyJLiVIUG ROGDWEDQOpY

Ca²⁺ - Ba²⁺ cserével ellen UL]WQN <DPDJDPL pV PWVDL KDVRQOyHUHGPpQ\HNHW NDSWDN

kromaffin sejteken, ahol az extracelluláris Ca²⁺-szint csökkentése nem volt hatással a Cd²⁺

intracellulárisan kiváltott IP3 és Ca²⁺ szint fokozására.

Feltételezésünk az, hogy az extracelluláriVWpUEHQMHOHQOpY &G2+

, egy G-protein kapcsolt

„fémion-UHFHSWRUKR]´ N|W GLN PHO\ D]WiQ LQWUDFHOOXOiULV &D2+

felszabadulást okoz. Ez az

HOPpOHW QHP ~M D]RQEDQ G|QW EL]RQ\tWpN PpJ QHP V]OHWHWW(Kiss és Osipenko, 1994).

Specifikus sejtmembrán-felszíni fém-receptorok jelenlétét számos más sejten már kimutatták (Smith és mtsai, 1989; Yamagami és mtsai, 1998; Hague és mtsai, 2000; Misra és mtsai, 2002).

Munkánkban kitértünk kapott a G-protein kapcsolt receptor elmélet igazolása.

Eredményeink alátámasztani látszanak a fentebb leírtakat. G-protein inhibitort alkalmazva, mint például pertussis toxin, és suramin, rendre kivédik a kadmium blokkoló hatását. Az eredmények alátámasztják G-protein szerepét a kadmium blokkoló hatásának létrejöttében. A G-protein aktivációja IP3, és/vagy ryanodin receptor aktiválta intrcelluláris Ca2+ csatornákat aktivál. Mivel kimutattuk, hogy pertussis toxin hatására is hasonló jelenség játszódik le, feltételezhetjük, hogy az intracelluláris Ca²⁺ koncentráció növekedése az IP3 aktivációja nélkül is létrejöhet, mivel az IP3-aktivátor G q pertussis toxin. rezisztens (Giershik, 1992).

(Usai és mtsai, 1999) kimutatták, hogy a kadmium képes bejutni kompetitív módon a sejtbe a sejtmembrán fes]OWVpJpU]pNHQ\ NiOFLXPFVDWRUQiLQ )HOPHUOKHW WHKiW D OHKHW VpJH

hogy a kadmium a sejtbe bejutva okozhatja a GABA csatorna gátlását, mely egyben kizárja a

OHKHW VpJpWDVHMWPHPEUiQIHOV]tQpQOpY IpP-receptornak. Általunk a sejt belsejébe injektált Cd²⁺ azonban nem okozott gátlást a GABA aktiválta ionáramokon. Hasonlóak voltak Hague és mtsainak (2000) eredményei, Xenopus petébe injektált kadmium nem okozott intracelluláris Ca²⁺ felszabadulást, csak extracelluláris alkalmazáskor. Továbbá Smith és mtsai (1989) hasonló eredményeket kaptak sejtmembrán permeábilis nehézfém-kelátor (TPEN) inkubációval, mely nagy affinitássaO N|W GLN QHKp]IpPHNKH] XJ\DQDNNRU DODFVRQ\

az affinitása Ca²⁺ és Mg²⁺ ionokra. Kísérleteikben a Cd²⁺ 40 perces TPEN kezelést majd

NLPRViVW N|YHW HQ LV D NRQWUROOKR] KDVRQOy PpUWpN LQWUDFHOOXOiULV &D2+

felszabadulást

RNR]RWWDPHO\E ODV]HU] NDUUDN|YHtkeztettek, hogy a Cd²⁺ nem intracelluláris úton fejti ki hatását.

Összegezve a kapott eredményeket feltételezzük, hogy a kadmium nem lép közvetlenül

UHDNFLyED D *$%$ UHFHSWRUFVDWRUQD NRPSOH[V]HO KDQHP D N|YHWNH] V]LJQiO-útvonalon megy: a Cd²⁺ az extraFHOOXOiULV WpUEHQ HJ\ D VHMWPHPEUiQ NOV IHOOHWpQ PHJWDOiOKDWy

feltételezett G-protein kapcsolt fémion receptorral lép interakcióba. Az interakció pontosan

QHP WLV]Wi]RWW ~WYRQDORQ GH D PHJOpY IDUPDNROyJLDL EL]RQ\tWpNRN DODSMiQ YDOyV]tQ OHJ D

sejten belüli inozitol 1,4,5-trifoszfát (IP3 UHFHSWRU pVYDJ\ U\DQRGLQ UHFHSWRU pU]pNHQ\ EHOV

raktárakból Ca²⁺ szabadul fel, és az intracelluláris Ca²⁺ koncentráció megemelkedik, amely végül blokkolja a GABA-aktiválta klorid ionáramot (22. ábra).

További tanulmányokat kíván annak feltárása, hogy a megnövekedett intracelluláris Ca²⁺-szint miként gátolja a GABA-indukálta ionáramot, mely pontosan még a mai napig nem ismert, de számos feltételezés született már (Smart, 1997):

i) Intracelluláris Ca²⁺ közvetlen hatása a GABA recetor/csatorna struktúrára.

ii) Protein kináz aktivációja, mely fehérjefoszforilációhoz vezet. Béka szenzoros idegsejten a protein kináz C (PKC) gátló hatását mutatták ki GABAA-receptoron, mely foszforilációval a receptor/csatorna fehérje strukturális változását okozza (Yamada és Akasu, 1996). Ugyanakkor kadmium hatására megemelkedett PKC aktivitást mutattak ki mind sejtkultúrákon (Long, 1997; LaRochelle és mtsai, 2001; Saydam és mtsai, 2002; Watkin és mtsai, 2003), mind sejtmodelleken (Stohs és mtsai, 2000).

iii) Foszfatázok aktivációja (pl. kalcineurin) mely defoszforilációval okoz gátlást.

GABAA receptor gátlását kimutatták Ca²⁺-IJJ IRV]IDWi]RN KDWiViUD(Chen és mtsai, 1990;

Chen és Wong, 1995), továbbá alkalikus foszfatáz és kálcium/kalmodulin-IJJ IRV]WIDWi]RN

(kalcineurin) gátolták a GABA-LQGXNiOWDLRQiUPRWWHNQ V(Akopian és mtsai, 1998) és csirke (Cooper és mtsai, 1985) retinasejteken. Kadmium okozhatja a kalmodulin stimulációját (Suzuki és mtsai, 1985) XJ\DQDNNRU D NDOPRGXOLQ JiWOiViYDO NLYpGKHW YROW D NDGPLXP

blokkoló hatása in vivo (Niewenhuis és Prozialeck, 1987), és in vitro (Kanthasamy és mtsai, 1995).

Cd²⁺ extracelluláris térbe jutva interakcióba lép pertussis toxin érzékeny G-proteinnel, mely inozitol trifoszfát (IP3) és/vagy ryanodin szenzitív intracelluláris raktárakból Ca²⁺-ot szabadít fel. A megemelkedett intracelluláris Ca²⁺ koncentráció további folyamatokat indíthatnak el, amely(ek) gátlólag hathatnak a GABAA receptor/csatorna struktúrára pl. intracelluláris Ca²⁺

közvetlen hatása, protein kinázok aktivációja (PKC, PKA), Ca²⁺NDOPRGXOLQ IJJ

foszfatázok aktivációja (kalcineurin). Hullámos nyíllal az adott folyamat gátlását, nyílra

IHNWHWHWYH NpNNHO D] DGRWW IRO\DPDW HO VHJtWpVpW MHO|OWN 3LURV V]tQ MHO|OL D IHOWpWHOH]HWW GH

irodalmi adatokkal alátámasztott mechanizmusokat. További jelölések: ER – endoplazmatikus retikulum, IP3R – inozitol trifoszfát receptor, RyR – ryanodin receptor.

5.5. Cd²⁺ krónikus hatása

Kadmium krónikus kezelést végeztünk annak érdekében, hogy megvizsgáljuk annak hatásait az idegsejtek GABA ligandaktiválta ionáramaira illetve a Cd²⁺ GABA-választ gátló

SDUDPpWHUHL DPSOLW~Gy DNWLYiFLyV LG IpO-LQDNWLYiFLyV LG V]LJQLILNiQVDQ QHP YiOWR]WDN

Viszont a krónikusan kezelt állatoknál mintegy tízszer nagyobb koncentrációjú akut extracelluláris kadmium kezelés hatására történt a GABA aktiválta ionáram azonos PpUWpN EORNNROiVD PLQW D NUyQLNXVDQ QHP NH]HOW iOODWRN HVHWpEHQ .tVpUOHWHLQNE O DUUD

következtethetünk hogy hosszabb expozíció után az idegsejtek membránján a GABA receptorok Cd²⁺ érzékenysége kb. tizedére csökkent. Korábbi tanulmányok is foglalkoztak már a krónikus nehézfém szennyezés hatására csigában módosuló ionáramokkal, és jól

MHOOHPH]KHW DGDSWiFLyVYiOWR]iVRNDWtUWDNOH6] FVpVPWVDL.

CdCl2-dal (0,1 mg/l) történt akkumulációs kísérletek során kimutatták (Présing és mtsai, 1993), hogy a kadmiumfelvétel Lymnaea-ban LG EHQ LJHQ HOQ\~MWRWW $ WHOMHV OiJ\

WHVWHW YpYH ILJ\HOHPEH D] HOV KiURP QDSEDQ D NRQWUROOEDQ WDOiOW µg Cd²⁺/g száraz súly érték csak 5 x-|VpUHQ WWDKHWHGLNQDSUD[-ösre, négy hét alatt pedig 22 x-esre emelkedett.

A felvétel mértéke szervenkéntHOWpU YROW$QHJ\HGLNQDSRVpUWpNHNHWWHNLQWYHDWDOSEDQ D ]VLJHUHNEHQ PtJ D PiMEDQ PJNJ V]iUD]V~O\ NDGPLXP YROW PpUKHW DPL

utóbbiban hetvenötszörös növekedést jelent a kontroll értékhez (5,6 mg/kg) képest.

Nincsenek adatok arra vonatkozólag, hogy az idegrendszerben milyen a Cd²⁺- akkumuláció mértéke, és nem ismerjük a pontos szöveti lokalizációt sem. Nincs okunk azonban azt feltételezni, hogy kadmiummal szennyezett környezetben a kadmium ne jutna be a ganglionok intercelluláris terébe, ahol közvetlen kapcsolatba kerülhet az idegsejtek membránjával. Másrészt ismert, hogy a kadmium metallothionein szintézist indukál, ami az

pO VHMWHN GHWR[LILNiFLyV IpPN|W IHKpUMpL(Goering és mtsai, 1993; Nordberg és Nordberg, 2000). Feltételezzük, hogy a sejtekbe bejutott fémionokat inaktiváló metallothionein termelése, ami a kadmium blokkoló hatás csökkenésének, illetve a toxikus anyagra való érzékenység csökkenésének oka. Szivárványos pisztrángon megfigyelték, hogy krónikus szubletális dózisú réz kezelés hatására az állatok kadmium érzékenysége csökkent (Hansen és mtsai, 2002)PHO\HWDV]HU] NV]HULQWDNUyQLNXVDQDGRWWIpPHNiOWDOLQGXNiOWPHWDOORWKLRQHLQ

celluláris koncentráció-növekedése okozhatott (Hogstrand és mtsai, 1995). Az általunk 2 hétig tartó Cd²⁺NH]HOpVIHOWHKHW OHJDVHMWPHWDOORWKLRQHLQWHUPHOpVpWVHUNHQWHWWHVH]RNR]KDWWDD]

általunk tapasztalt rezisztenciát. Feltételezzük azt is, hogy ez a kialakult védekezési

PHFKDQL]PXV DVSHFLILNXV D V]HQQ\H] DQ\DJUD Qp]YH ILJ\HOHPEH YpYH KRJ\ NRUiEEL

munkánkban kimutattuk a poliklórozott bifenilekkel (PCB) végzett 6 és 12 hónapos krónikus kezelések hatására hasonló módon csökkent az idegsejteken regisztrált GABA-aktiválta ionáramok akut kadmium kezelésre való érzékenységük (Molnár és mtsai, 2002).

5.6. Kisülési mintázatok modifikációja ón hatására

Az ón vegyületeit, különösen a szervetlen ónvegyületeket általában nem tartja

V]iPRWWHY WR[LNXV KDWiV~QDN D V]DNLURGDORP EiU V]iPRV iUWDOPDV DNXW pV NUyQLNXV KDWiViW

leírták (Foucin és Gruner, 1979; Savolainen és Valkonen, 1986), ugyanakkor kimutatták modifikáló hatását feszültségaktiválta ionáramokra, neurotranszmitter homeosztázisra stb.

*\ ULpVPWVDL+DWWRULpVPWVDL.

Kísérleteink során mind a szervetlen mind a szerves ón mérsékelten befolyásolta az

LGHJVHMWHN P N|GpVpW DPL H YHJ\OHWek oldékonyságával hozható összefüggésbe. Az idegsejtek nyugalmi membránpotenciáljának megváltozását nem találtuk sejtspecifikusnak,

D]D] D] pV]OHOW Q|YHNHGpVHN pV FV|NNHQpVHN YHJ\HVHQ IRUGXOWDN HO WRYiEEi D] yQ

applikációjakor nem tapasztaltunk hiperpolarizációt, vagy depolarizációt.. A kísérletekben a szervetlen vegyületek esetében 26 %, a szerves vegyületek esetében 37%-ban találtunk az ónvegyületek jelenlétének tulajdonítható hatást a vizsgált sejteken, a légzési illetve táplálkozási neuronhálózatok inter- és motoneuronjain. A legtöbb esetben tapasztalt hatás a tüzelési mintázatokban észlelt kisüléscsomagok „alakjának” megváltozása, az az a burstben

PHJMHOHQ DNFLyV SRWHQFLiORN V]iPD pV LG EHOL PHJMHOHQpVH YiOWR]RWW PHO\HW PLQG D OpJ]pV PLQGDWiSOiONR]iVYH]pUO QHXURQKiOy]DWRNHVHWpEHQPHJILJ\HOWQN7RYiEELMHOOHP] KDWiV

az egyenletesebbé váló aktivitásmintázat volt, mely a respirációs neuronhálózat esetében

V]LQDSWLNXV EHPHQHWHN ,QSXW EHPHQHW IHOWpWHOH]HWW JiWOiVD PLDWW PHJILJ\HOKHW MHOHQVpJ

Ugyanakkor trimetilón kezelés esetén megfigyeltük a tüzelési mintázat interspike hisztogramjának eltolódását, csökkenését, és kiszélesedését is, mely az akciós potenciálok

HO IRUGXOiViQDN LOOHWYH VSLNH-frekvencia csökkenését mutatja. Ezek a módosulások a

PLQWi]DWJHQHUiWRU QHXURQKiOy]DW P N|GpVpQHN PHJYiOWR]iViW PXWDWMD YLV]RQW D

neuronhálózatok bonyolultsága, és a hatások nem specifikus volta megnehezíti a neuronhálózat módosulásának pontos felderítését s további vizsgálatokat igényelnek.

$ V]HUYHN P N|GpVpW ~Q PLQWi]DWJHQHUiWRU VHMWHN pV KiOy]DWRN KR]]iN OpWUH $]

információ keletkezése, feldolgozása, továbbítása szinapszisokon keresztül valósul meg, melyek megváltozásával, esetleg gyengülésével információvesztés, információ torzulás jön

OpWUH PHO\ D YpJV]HUY P N|GpVNpSWHOHQVpJpW YRQMD PDJD XWiQ .LPXWDWWXN KRJ\ DLymnaea respirációs, és táplálkozási neuronhálózatában az idegsejtek natív kisülési mintázatainak, illetve a szinaptikus kommunikációjának megváltozását, mind szervetlen, mind szerves ón jelenlétében. Egy-egy sejt kisülési mintázatában ugyan csekély változások voltak láthatóak,

viszont a sejtaktivitást hosszú távon befolyásoOMD IHOWHKHW HQ PHPEUiQWXODMGRQViJRN ODVVDQ NLIHMO G GHWDUWyVPyGRVtWiViYDO

5.7. Cd²⁺ hatása GABA-válaszra idegsejtek kisülési mintázatán

3XKDWHVW HNEHQ D *$%$-UD DGRWW QHXURQiOLV YiODV] VHUNHQW JiWOy YDJ\ ELIi]LNXV

lehet, a leggyakoribb azonban a gyors gátlás, melyet a sejtmembrán klorid permeabilitásának növekedése vált ki (S.-Rózsa, 1984). Izolált GABA-szenzitív Lymnaea idegsejteken történt

YL]VJiODWRN NLPXWDWWiN D *$%$ GHSRODUL]iOy pV D *$%$ PHPEUiQSHUPHDELOLWiV Q|YHO

hatását (Rubakhin és mtsai, 1996). Egyes sejtek kisülési mintázatai GABA hatására

NO|QE|] PyGRQYiOWR]KDWQDNPHJIJJ HQDVHMWQHXURWUDQV]PLWWHUUHYDOypU]pNHQ\VpJpW O D VHMWHQ EHOOL pV D VHMWN|]L WpUEHQ OpY LRQRN HORV]OiViWyO LOOHWYH WHNLQWYH KRJ\ D VHMWHN

kísérletek alatt nem letWHN L]ROiOYD D] LGHJUHQGV]HUW O YDJ\LV D V]LQDSWLNXV NDSFVRODWRN

mindvégig megmaradtak. Függhet még a neurotranszmitter más, arra érzékeny, a vizsgált

VHMWWHO V]LQDSWLNXV NDSFVRODWEDQ OpY QHXURQUD NLIHMWHWW KDWiViWyO *$%$ DSSOLNiFLy HVHWpQ D

EHVO SDULHWiOLV LGHJHQ ,31 UHJLV]WUiOW H[WUDFHOOXOiULVHOYH]HWpVHQMHOHQW V VRNV]RU SHUFHNLJ

tartó hálózati aktivitást regisztráltunk, akkor is ha a vizsgált sejt GABA-UDU|YLGLGHM YiODV]W

adott. Jeléül annak, hogy számos olyan sejt is reagált GABA-UDDPHO\E O éppen nem történt elvezetés.

Current-clamp kísérleteinkben 3 típusú GABA választ különböztettünk meg

NRQWUROOEDQ NHWW EHQ KLSHUSRODUL]iFLyV D KDUPDGLNEDQ HJ\ GHSRODUL]iFLyV V]DNDV] YROW D

domináns. Cd²⁺ ionok moduláló hatását mutattuk ki azonosított sejtek GABA transzmitter kiváltotta kisülési mintázatában. Cd²⁺ kezelés alatt egy újabb GABA által kiváltott válasz vált

PHJILJ\HOKHW Yp HJ\ KRVV]DEE a V LGHLJ WDUWy VHUNHQW KDWiV (]]HO HJ\LG EHQ D *$%$

KLSHUSRODUL]iOyHIIHNWXVDHOW QWPtJDGHSRODUL]ációs fázis Cd²⁺ kezelés hatására mérsékelten, vagy semennyire nem változott. A Cd²⁺ D] DONDOPD]RWW NRQFHQWUiFLyEDQ IHOWHKHW OHJ MREEDQ JiWROWD D KLSHUSRODUL]iFLyV HIIHNWXVpUW IHOHO V LRQFVDWRUQiN NRQGXNWDQFLiMiW PtJ D GHSRODUL]iFLyV KDWiVpUW IHOHO V LRQFsatonákat kevésbé. További vizsgálatokat kíván annak

IHOWiUiVD KRJ\ D] LQWDNW LGHJUHQGV]HUEHQ OpY LGHJVHMWHNHQ UHJLV]WUiOW PHJYiOWR]RWW *$%$

válasz milyen mértékeben tulajdonítható, az általunk kimutatott, intracelluláris mechanizmusok által megváltoztatRWW EHQV WXODMGRQViJRN *$%$ LRQFVDWRUQD JiWOiV &G2+

mediálta ionáram, nyugalmi membránpotenciál változása), vagy az idegsejtekkel

V]LQDSWLNXVDQNDSFVROWPiVLGHJVHMWHNPHJYiOWR]RWWP N|GpVpQHN

Cd²⁺ ionok hatására módosult a GABA neurotranszmitter kiváltotta neuronális válasz,

PHO\ D V]LQDSWLNXV LQIRUPiFLyiWWHY GpV PyGRVXOiViW RNR]KDWMD (]HN D PyGRVXOiVRN RO\DQ

létfontosságú funkciók károsodásához vezet, mint a légzés, a keringés, a táplálkozás.

Eredményeinkhez hasonlóan a kadmium számos gátló hatását figyelték meg transzmitterjelöltek kiváltotta áramokon, csiga idegsejteken, mint pl. acetilkolin (ACh), dopamin (DA), szerotonin (5HT), és GABA (S.-Rózsa és Salánki, 1985; S.-Rózsa és Salánki,

In document Ón és kadmium hatásának sejt és hálózati szintű vizsgálata a nagy mocsári csiga (Lymnaea stagnis L.) központi idegrendszerében (Pldal 51-73)