Organization of extracellular matrix macromolecules in the vestibular nuclear complex of the rat and frog, and their possible role during compensation

Gaál, Botond

Organization of extracellular matrix macromolecules in the vestibular nuclear complex of the rat and frog, and their possible role during compensation

dc.contributor.advisor	Matesz, Klára
dc.contributor.author	Gaál, Botond
dc.contributor.department	Fogorvostudományi doktori iskola	hu
dc.contributor.submitterdep	DE--Általános Orvostudományi Kar -- Anatómiai, Szövet-, és Fejlődéstani Intézet
dc.date.accessioned	2014-10-29T10:37:13Z
dc.date.available	2014-10-29T10:37:13Z
dc.date.created	2014	hu_HU
dc.date.defended	2014-11-10
dc.description.abstract	We described for the first time the molecular composition and distribution of extracellular matrix (ECM) in the vestibular nuclear complex. Observations were carried out on intact and unilaterally labyrinthectomized rats, and on intact common water frogs. Our main findings: • In the vestibular nuclei of the rat, ECM molecules are expressed in an area dependent manner. All forms of ECM are present in rat’s vestibular nuclei; diffusely in the neuropil, or in condensed forms as perineuronal net (PNN) or axonal coats, and accumulation in nodes of Ranvier. • Formation of perineuronal nets is in association with the neuronal size, suggesting that giant and large neurons are ensheated, while medium and small neurons are mostly not covered by perineuronal accumulation of ECM. • Considerable staining differences were seen, including both neuropil and perineuronal net patterns, between parts of the vestibular nuclei having different afferent and efferent connections. Thus, regional differences correlate with cytoarchitecture, hodological, and functional characters of each vestibular nucleus, and their subnuclei. • In the rat severe alterations in staining patterns of hyaluronan and chondroitin sulfate proteoglycans occur around neurons of lateral vestibular nucleus following unilateral labyrinthectomy. This finding proves the possible role of ECM molecules in the induction of postlesional disorders. • The temporal onset of functional and behavioral progress after unilateral labyrinthectomy corresponds with the time course of perineuronal net reestablishment, which suggests the role of matrix turnover in plastic changes of neuronal circuits and compensatory processes. • In the frog vestibular nuclear complex perineuronal nets are only accumulated around neurons of lateral and medial vestibular nucleus. They are built only by hyaluronan, and devoid of chondroitin sulfate proteoglycans and glycoproteins, enabling better plastic and regenerative properties. • Parallel with findings in rat, regional difference characterizes the expression of matrix molecules in frog’s vestibular nuclei, associating with functional and connection properties. Jelen munka az első morfológiai összefoglalás, amely az extracellularis matrix (ECM) molekuláris összetételének vizsgálatát és eloszlásának feltérképezést tűzte ki célul a vestibularis magkomplexumban. Vizsgálatainkat ép és labyrinthus irtott patkányokon, valamint ép kecskebékákon (Rana esculenta) végeztük. Eredményeink alapján a legfontosabb következtetéseink: • Patkány vestibularis magkomplexumában az ECM molekulák regionális megoszlást mutatnak. Az ECM valamennyi ismert megjelenési formáit leírtuk a patkány vestibularis magjaiban: diffúzan a neuropilben, és kondenzált formában, mint ’perineuronalis net’ (PNN) és ún. ’axonal coat’, ill. nodalis ECM a Ranvier féle befűződések körül. • A PNN kialakulása neuron mérettől függő, az óriás- és nagyméretű neuronokat erős PNN veszi körül, míg a közepes- és kisméretű neuronok körül nagyrészt nem alakul ki PNN. • Jelentős különbségek mutatkoztak a neuropil és PNN-ek jelölődési mintázatában a vestibularis magkomplexum különböző afferens és efferens kapcsolatokkal rendelkező régiói között. Megállapítottuk, hogy a regionális különbségek korrelálnak az adott mag cytoarchitektonikai, hodológiai, és funkcionális jellemzőivel. • Patkányban féloldali labyrinthusirtást követően a hyaluronsav és chondroitin sulfat proteoglycanok jelölődésének jelentős csökkenését tapasztaltuk a sérült oldali nucl. vestibularis lateralis neuronjait borító PNN-ben. A megfigyeltek alapján feltételezzük az ECM jelentős változását a vestibularis léziót követő tünetek kialakulása során. • Labyrinthus irtását követő tünetek rendeződésének időbeli lefolyása megfelel a perineuronalis hálók újbóli kiépülésének idejével, amiből következtethetünk az ECM turnover szerepére az idegrendszer plasztikus változásaiban, és a tünetek kompenzálódásában. • Béka vestibularis magkomplexumában kizárólag a lateralis és medialis magokban jellemző a PNN. Felépítésükben csak a hyaluronsav vesz részt, viszont chondroitin sulfat proteoglycanok nincsenek jelen. Ezen ECM összetétel alátámasztja a béka vestibularis rendszer nagyfokú plaszticitási és regenerációs képességeit/lehetőségeit. • Béka vestibularis magkomplexumában, patkányhoz hasonlóan, karakterisztikus regionális különbségek láthatók az ECM molekuláris összetételét és a jelölődés mintázatát tekintve, amely összefüggésbe hozható az területek funkcionális és kapcsolati jellemzőivel.	hu_HU
dc.description.corrector	de
dc.format.extent	82	hu_HU
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2437/199211
dc.language.iso	hu	hu_HU
dc.language.iso	en	hu_HU
dc.subject	extracellular matrix	hu_HU
dc.subject	perineuronal
dc.subject	rat vestibular system
dc.subject	labyrinthectomy
dc.subject	frog vestibular system
dc.subject	vestibular compensation
dc.subject	neural plasticity
dc.subject	chondroitin sulfate proteoglycans
dc.subject	hyaluronan
dc.subject	tenascin-R
dc.subject	extracellularis matrix
dc.subject	perineuronalis net
dc.subject	patkány vestibularis rendszer
dc.subject	béka vestibularis rendszer
dc.subject	labyrinthus irtás
dc.subject	vestibularis compensatio
dc.subject	idegi plaszticitás
dc.subject	chondroitin sulfat proteoglycanok
dc.subject	hyaluronsav
dc.subject.discipline	Klinikai orvostudományok	hu
dc.subject.sciencefield	Orvostudományok	hu
dc.title	Organization of extracellular matrix macromolecules in the vestibular nuclear complex of the rat and frog, and their possible role during compensation	hu_HU
dc.title.translated	Az extracellularis matrix makromolekuláinak szerveződése patkány és béka vestibularis magkomplexumában, és szerepe a vestibularis compensatioban	hu_HU