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Neuronale Plastizität im auditorischen und limbischen System der Mongolischen Wüstenrennmaus (Meriones unguiculatus) nach experimenteller Tinnitusauslösung

Mahlke, Claudia :
Neuronale Plastizität im auditorischen und limbischen System der Mongolischen Wüstenrennmaus (Meriones unguiculatus) nach experimenteller Tinnitusauslösung.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2004)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Neuronale Plastizität im auditorischen und limbischen System der Mongolischen Wüstenrennmaus (Meriones unguiculatus) nach experimenteller Tinnitusauslösung
Language: German
Abstract:

Tinnitus aurium ist eine Hörempfindung, der kein äußeres Schallereignis zu Grunde liegt, die aber vom Betroffenen als reales, oft störendes Geräusch wahrgenommen wird. Untersuchungen am Tiermodell zeigen, dass die Tinnitusaktivität nicht wie ursprünglich angenommen im Innenohr entsteht, sondern innerhalb des zentralen auditorischen Systems generiert wird. Ein Tinnitus der für einen längeren Zeitraum bestehen bleibt ist meist nicht mehr reversibel. Man nimmt daher an, dass anhaltende molekulare Veränderungen in den Neuronen des zentralen Nervensystems zu einer Stabilisierung der Tinnitusaktivität führen. Solche anhaltenden Veränderungen gehen mit der Bildung bestimmter plastizitätsrelevanter Proteine einher. In der vorliegenden Arbeit wurde die die Bildung der Plastizitätsmarker Arg3.1 und c-Fos im auditorischen und limbischen System der Mongolischen Wüstenrennmaus (Meriones unguiculatus) nach experimenteller Tinnitusauslösung durch Salicylat untersucht und mit der Bildung dieser Proteine nach akustischer Stimulation und Salinebehandlung verglichen. Es zeigte sich, dass Arg3.1 im auditorischen Cortex (AC) vermehrt in Regionen gebildet wird in denen Neurone lokalisiert sind, die in Einklang mit der Tonotopie am besten auf die Stimulationsfrequenz antworten. Nach Salicylatinjektion liegen Arg3.1-Neurone vermehrt im hochfrequenten Bereich des AC vor. Dagegen führen Salineinjektionen zu einer uneinheitlichen Verteilung und einer schwächeren Arg3.1-Markierung. C-Fos-Neurone werden nach allen Behandlungen wesentlich häufiger gefunden und zeigen eine breitere Verteilung. In subcorticalen auditorischen Gebieten liegen im Vergleich zu den anderen Behandlungen nach Salicylatinjektion wesentlich weniger c-Fos-Neurone vor, ein Befund, der auf die salicylatbedingte Reduktion des Hörvermögens zurück geführt werden kann. In der zentralen (CeA) und lateralen Amygdala führen nur Salicylatinjektionen zu einer deutlichen Arg3.1 und c-Fos Markierung. In situ-Hybridisierungs Experimenten zeigen, dass auch die arg3.1-mRNA nur nach Salicylatinjektion in CeA erhöht ist. Die simultane Gabe von Salicylat zusammen mit dem muscarinergen Acetylcholinrezeptor-Antagonisten Scopolamin führt im Vergleich zu einer reinen Salicylatgabe zu einer Unterdrückung der Arg3.1- und c-Fos- Bildung im AC, während die Anzahl der markierten Neurone in CeA vergleichbar ist. Eine nähere Charakterisierung der Arg3.1-Neurone über Fluoreszenz-Doppelmarkierungen ergab, dass Arg3.1 in einer Untergruppe von c-Fos-Neuronen gebildet wird. Zudem liegt Arg3.1 im AC nur in exzitatorischen Pyramidenzellen vor. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass es nach experimenteller Tinnitusauslösung zu plastischen Veränderungen im AC und der Amygdala kommt. Dabei wird die Aktivierung des AC vermutlich über verstärkte Rückkopplungmechanismen innerhalb des auditorischen Systems, als Reaktion auf den durch salicylatbedingten Hörschaden generiert, während die plastischen Veränderungen im AC über die Aktivierung der Amygdala und ihre Projektionen in den Nucleus basalis moduliert werden. Zudem verändern sich im AC ausschließlich die exzitatorischen Pyramidenzellen.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Subjective tinnitus is a sound sensation that cannot be attributed to an external source. Nevertheless, it is perceived like a real sound by affected subjects. Investigating tinnitus generation in an animal model revealed that tinnitus activity is not generated in the inner ear, as previously suggested, but arises along central auditory structures. Since tinnitus in many cases is not reversible after a certain time, it was proposed that neuronal plasticity might contribute to the stabilization of the tinnitus activity. In the present study, production of the neuronal plasticity markers arg3.1 and c-fos was investigated in the auditory and limbic system of the gerbil (Meriones unguiculatus) after experimental tinnitus induction through salicylate. Expression patterns were compared to those found after acoustic stimulations and control treatment, with saline solution. Acoustic stimulations led to arg3.1 expression in areas of the auditory cortex (AC) that, according to the tonotopy, corresponded to the frequency content of the stimulus. After salicylate injections arg3.1 immunoreactive neurons (IRN) were found mainly in the high frequency domain of AC. In contrast, no distinct distributions of arg3.1 IRN were found after saline treatment and staining intensity was less intense. C-fos IRN were generally found more frequently and were distributed over broader areas of AC. In subcortical structures numbers of c-fos IRN were reduced compared to the other treatments. This points to a reduced auditory input due to threshold elevations caused by salicylate. In the central (CeA) and lateral (LA) nucleus of the amygdala only salicylate injections resulted in noticeable arg3.1 and c-fos staining. In situ-hybridization studies revealed an upregulation of arg3.1 mRNA in CeA. Simultaneous application of salicylate and the muscarinergic acetylcholin-receptor antagonist scopolamine resulted in a reduction of arg3.1 and c-fos IRN in AC, when compared to mere salicylate treatment. In contrast numbers of IRN were comparable in CeA. Characterization of arg3.1 IRN using double-fluorescence staining, revealed that arg3.1 is expressed in a subgroup of c-fos IRN. Additionally arg3.1 in AC was found exclusively in excitatory pyramidal neurons. The results of the present study suggest that experimental tinnitus induction through salicylate leads to plasticity related changes in excitatory pyramidal cells in the high frequency domain of AC and in the amygdala. Activation of AC arise through enhanced feedback as a consequence of reduced auditory input, while plastic changes in AC should be modulated by the activation of the amygdala. This modulation is most likely conveyed through its projections to the nucleus basalis, which in turn sends cholinergic projections to AC.English
Uncontrolled Keywords: IEG; C-fos; Arg3.1
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
IEG; C-fos; Arg3.1German
IEG; C-fos; Arg3.1English
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
Divisions: Biology
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 10 Dec 2012 10:02
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000460
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-4601
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Himstedt, Prof. Dr. Werner
Advisors: Langner, Prof. Dr. Gerald
Refereed: 14 May 2004
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/460
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