Ex vivo- ja in vivo -elektroretinografia verkkokalvon lämpötilan määrityksessä ja toiminnan tutkimuksessa

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Selkärankaisen näköaistimus alkaa verkkokalvon soluissa. Siellä tieto saapuvista fotoneista muunnetaan hermosignaaleiksi, joita verkkokalvon hermoverkko käsittelee. Elektroretinografia (ERG) on kokeellinen menetelmä, jolla tutkitaan verkkokalvon toimintaa. Menetelmällä voidaan mitata valostimuluksen aiheuttamia muutoksia verkkokalvon soluvälitilan kenttäpotentiaaleissa. ERG-signaalia voidaan rekisteröidä sarveiskalvon pinnalta in vivo. Vastaavaa signaalia voidaan rekisteröidä myös eristetystä verkkokalvokudoksesta ex vivo. Tämä väitöskirja koostuu tutkimuksista, joissa sovelletaan näitä kahta toisiaan täydentävää ERG-menetelmää. Väitöskirjan tavoitteena on tutkia verkkokalvon toimintaa muuttuvissa lämpötiloissa ja ympäristöolosuhteissa sekä selvittää ERG:n soveltuvuutta verkkokalvon lämpötilan määritykseen. Ensimmäisessä osatyössä tutkittiin sauvasolujen toiminnan säilymistä eristetyssä verkkokalvossa. Työssä rekisteröitiin ERG-valovasteita ex vivo ja verattiin niitä vastaaviin rekisteröinteihin in vivo -mittausasetelmassa, jossa verkkokalvo pysyy fysiologisessa ympäristössään. Tulosten mukaan sauvasolujen toiminta säilyy hyvin verkkokalvon eristämisestä huolimatta. Vasteiden aktivaatiovaihe oli samanlainen ja vain vähäistä sauvasolujen herkkyyden heikkenemistä sekä kinetiikan hidastumista havaittiin ex vivo. Eristetyn verkkokalvon ERG:tä voidaan siten pitää luotettavana menetelmänä sauvasolujen toiminnan ja fototransduktion tutkimiseen. Väitöskirjan keskeisimmän osan muodostaa tutkimus, jossa selvitettiin lämpötilan aiheuttamia muutoksia pimeäadaptoituneissa ERG-vasteissa. Tutkimuksen taustalla on tarve kehittää menetelmä verkkokalvon lämpötilan seurantaan silmänpohjan lämmityshoitojen aikana. Lämpötilan aiheuttamia muutoksia ERG-vasteissa tutkittiin ensin eristetyllä verkkokalvolla, jonka lämpötilaa voidaan säätää nopeasti ja tarkasti. Tämän jälkeen ERG-vasteiden lämpötilariippuvuuksia kartoitettiin in vivo -mittauksin. Tulosten pohjalta luotiin verkkokalvon lämpötilan estimointimalleja, jotka osoittivat, että verkkokalvon lämpötilan määritys ERG-vasteiden perusteella on mahdollista. Saavutettu RMS-virhe oli alle 0.7 °C kun hyödynnettiin 20 sekunnin aikana kerättyjä vasteita in vivo –asetelmassa. Viimeisessä osassa tutkittiin uutta geneettistä hiirimallia, joka ei tuota P4H-TM-entsyymiä. In vivo ERG -mittauksilla havaittiin, että näiden hiirten tappisolusignaalinvälityksen tuottama ERG-vaste on heikentynyt. Inaktivoidun P4h-tm-geenin toiminta liittyy kudosten happitasapainon säätelyyn, ja yleisanestesian tiedetään aiheuttavan muutoksia hapen säätelyssä kehossa. Tämän vuoksi vastaavat ERG-tutkimukset suoritettiin myös eristetyn verkkokalvon asetelmassa, jossa ympäristön happipitoisuus voidaan pitää muuttumattomana. Ex vivo -kokeilla osoitettiin, että havaitut muutokset hiirimallin ERG-valovasteissa johtuvat tappisolusignaalinvälityksen heikentymisestä eivätkä mahdollisesta anestesian aiheuttamasta sivuvaikutuksesta.
Julkaisun otsikon käännösEx vivo- ja in vivo -elektroretinografia verkkokalvon lämpötilan määrityksessä ja toiminnan tutkimuksessa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Koskelainen, Ari, Valvoja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-3923-7
Sähköinen ISBN978-952-60-3924-4
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • sähköfysiologia
  • verkkokalvo
  • elektroretinogrammi
  • lämpötila
  • näköaistinsolu

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Ex vivo- ja in vivo -elektroretinografia verkkokalvon lämpötilan määrityksessä ja toiminnan tutkimuksessa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

  • Siteeraa tätä