Συσχέτιση Μαγγανίου σε Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό

Abstract

Η επαγγελματική υπερέκθεση σε Μαγγάνιο (Mn) οδηγεί σε συσσώρευση του στον εγκέφαλο και έχει δειχθεί ότι προκαλεί προοδευτική, μόνιμη, νευρο-εκφυλιστική βλάβη με σύνδρομα παρόμοια με ιδιοπαθή Πάρκινσον. Το Mn μεταφέρεται από έναν ενεργό μηχανισμό διαμέσου των νευρικών φαγμών (ΝΒ) στον εγκέφαλο, αλλά μέχρι σήμερα, οι μηχανισμοί της νευροτοξικής δράσης του Mn είναι ελάχιστα κατανοητοί. Η παρούσα διπλωματική εργασία συμβάλλει στην έρευνα που σχετίζεται με την υπόθεση αν σχετικά μακρομόρια μεταφορείς Mn συσχετίζονται με την απελευθέρωση των γνωστών νευροδιαβιβαστών όπως γ-αμινοβουτιρικό οξύ (gABA), ακετυλοχολινεστεράση (AChE), γλουταμινικό (Glutamate) και τα ποσοστά δισθενούς (FeII) και του τρισθενούς (FeIII) σιδήρου. Σε ανθρώπινο εγκεφαλονωτιαίο υγρό (Cerebrospinal Fluid, CSF), Mn ανιχνεύθηκε κυρίως μέσω χρωματογραφίας αποκλεισμού μεγέθους (Size Exclusion Chromatography) συνδεδεμένο με ICP-MS σε κλάσματα που συνδέονται κυρίως με το κιτρικού και δευτερευόντως σε κλάσματα με τρανσφερίνη και α2-μακροσφαιρίνη. Τα δείγματα μετρήθηκαν επίσης για ανίχνευση ενζυμικής δραστικότητας ακετυλοχολινεστεράσης (AChE) με φθορισμό, ενώ το γλουταμινικό (Glutamate) προσδιορίστηκε φασματοφωτομετρικά, το gABA μέσω μιας ένζυμο-συνδεδεμένης ανοσοπροσδιοριστικής δοκιμασίας (ELISA) και τέλος τα επίπεδα Fe(II) και Fe(III) μετρήθηκαν με τη χρήση χρωματογραφίας ιοντοεναλλαγής. Τα αποτελέσματα αξιολογήθηκαν και οι συντελεστές συσχέτισης υπολογίστηκαν για να διερευνηθεί κατά πόσον υπάρχουν συσχετίσεις μεταξύ συγκεκριμένων μακρομορίων μεταφορέων του Mn και το διερευνώμενων νευροδιαβιβαστών. Μια συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ του πρωτεϊνικού φορέα Μn, της α2-μακροσφαιρίνης με το Fe (III), το gABA και την AChE συμβάλλοντας με τα δεδομένα αυτά στην σχετική έρευνα χρήσης βιοδεικτών για την πρόληψη νευροεκφυλιστικών ασθενειών που οφείλονται στην συσσώρευση του Μn.

Occupational manganese (Mn) overexposure leads to accumulation in the brain and has been shown to cause progressive, permanent, neuro-degenerative damage with syndromes similar to idiopathic Parkinsonism. Mn is transported by an active mechanism across neural barriers (NB) finally into the brain; but to date, modes of Mn neurotoxic action are poorly understood. This study investigates the hypothesis whether relevant Mn-carrier species are correlated with the release of known neurotransmitters such as γ-Aminobutyric acid (gABA), Acetylcholinesterase (AChE), Glutamate and the amounts of Fe(II) and Fe(III). In human cerebrospinal fluid (CSF), Mn was found mainly in size exclusion chromatography (SEC) fractions associated mainly with citrate and in small amounts also with transferrin and a-2-macroglobulin. Samples were subjected to acetylcholinesterase activity measurement by fluorescence, while glutamate was determined spectrofotometrically, gABA by an Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) and Fe II, Fe III levels were measured using ion exchange chromatography, respectively. The results were correlated and correlation coefficients were calculated for investigating whether there are interrelations between specific Mn carrier species and investigated neurotrasmitters. A specific correlation has been observed between a-2-macroglobulin and Fe III, gABA and AChE.