Browsing by discipline "Fysiologi"

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive and devastating disease with poorly understood pathogenesis. It is characterized by abnormal remodelling of pulmonary vasculature due to uncontrolled apoptosis and proliferation of endothelial (ECs) and smooth muscle cells (SMCs) in vascular wall. In severe PAH pulmonary ECs exhibit hyperproliferative and apoptosis resistant phenotype contributing to the formation of neointima and development of plexiformic lesions. Structural changes promote occlusion of vascular lumen, and thus, increase in pulmonary vascular resistance. To date we lack efficient therapy to prevent vascular remodelling and restore normal vascular function in PAH. Purinergic signalling is potential modulator of pulmonary vascular homeostasis. It comprises of extracellular nucleotides, such as ATP, which signal through their receptors on cell membrane. Ectoenzymes with nucleotide hydrolyzing activity have an essential part in controlling homeostasis and physiologic concentration of extracellular nucleotides. Ectoenzyme CD39 plays a crucial role in dephosphorylating ATP, which is a known mediator of inflammation, angiogenesis, thrombosis and vasoconstriction according to previous research. Aims of this project were to study the role of extracellular ATP in pulmonary endothelial dysfunction during PAH pathogenesis. The goal was to evaluate the significance of ATPases, such as CD39, in the disease process and to identify significant ATP receptors on pulmonary ECs. We utilized a previously unused strategy to monitor ATPase activity in vivo in pulmonary endothelium of rats with PAH. With this strategy we could identify changes in a time-line manner. Our results indicate that ATPase activity is significantly attenuated in ECs during disease process. Similar finding was also observed in human pulmonary EC isolated from PAH patients suggesting that loss of ATPase activity mediated increase of extracellular ATP could play a role in disease pathogenesis. Our in vitro experiments reveal that loss-of CD39 in human pulmonary ECs leads to an apoptosis resistant and hyperproliferative phenotype. We also identify that purinergic receptor P2Y11 is a critical mediator of ATP responses in these ECs. Suppression of ATP mediated P2Y11 response in apoptosis resistant PAH patient ECs restores normal EC phenotype and thus, suggests a novel therapeutic strategy for pulmonary occlusive vasculopathy.

1-Bentsyylipiperatsiini (BZP) on viime vuosina laittomille markkinoille ilmaantunut ns. design-huume, jonka on todettu muistuttavan vaikutuksiltaan amfetamiinia. Sen myynti tapahtuu tyypillisesti tanssiklubeilla ja Internetin välityksellä. Esimerkiksi Yhdysvalloissa BZP on luokiteltu laittomaksi, mutta suurimmassa osassa maailmaa aine on huumausainelainsäädännön ulkopuolella. Suomesta ainetta takavarikoitiin neljästi vuosina 2002-04. Tässä tutkimuksessa selvitetään ehdollistetun paikkahakuisuuskokeen avulla, onko BZP:lla palkitsevia ominaisuuksia. Kokeessa koe-eläimet opetetaan yhdistämään tutkittavan aineen vaikutukset tiettyyn ympäristöön, ja mikäli eläin alkaa tämän jälkeen suosia ympäristöä, eli aine aiheuttaa paikkahakuisuutta, tulkitaan aineella olevan palkitsevia ominaisuuksia. Palkitsevien ominaisuuksien katsotaan heijastavan aineen riippuvuuspotentiaalia, sillä useimpien ihmisten väärinkäyttämien aineiden on todettu aiheuttavan ehdollistettua paikkahakuisuutta. BZP:n todettiin aiheuttavan rotille ehdollistettua paikkahakuisuutta annosriippuvaisesti, minkä jälkeen selvitettiin reseptorisalpaajien avulla dopamiinireseptorien merkitystä paikkahakuisuuden synnylle. Dopamiini-1-, eli D1-reseptorisalpaus esti paikkahakuisuuden, kun taas D2-salpauksella ei ollut siihen vaikutusta. Kokeiden perusteella BZP:lla on palkitsevia vaikutuksia, jotka välittyvät D1-, mutteivät D2-reseptorien kautta. Tulokset viittaavat BZP:lla olevan väärinkäyttö- ja riippuvuuspotentiaalia, minkä vuoksi olisi perusteltua, että se kuuluisi lainsäädännöllisesti samaan kategoriaan mm. amfetamiinin kanssa.

Tässä pro gradu -tutkielmassa on tarkasteltu aivosähkö- ja aivomagneettikäyrien amplitudien vaihteluiden vastaavuussuhteita koehenkilön suoriutumiseen audiovisuaalisten ärsykkeiden tarkkaavaisuustehtävissä. Aikaisemmista tutkimuksista tiedetään, että koehenkilön osumatarkkuus ei pysy vakiona koko tehtävän ajan, vaan on monesti jaksottunut valppauden ja herpaantumisen jaksoihin. Lisäksi osumatarkkuus koko kokeen ajalta on alhaisempi kuin lyhyen kalibraatiojakson ajalta mitattuna. Tämän intuitiiviseltä tuntuvan keskittymiskyvyn järkkymisen taustalla on esitetty olevan henkilön introspektiiviset ja mielenvaelteluun liittyvät kognitiiviset toiminnot. Ennen tätä tutkimusta on jäänyt kuitenkin osoittamatta osumatarkkuuden ailahtelun yhteys aivokuoren hermostollisen aktiivisuuden pitkällä ajalla autokorreloiviin muutoksiin lähdemallintamisella. Tämän pro gradun tutkimustulokset osoittavat, että näiden kahden lajin välillä on olemassa merkittävä korrelaatioyhteys. Lisäksi lepovaiheen aivotoiminnasta modaliteettispesifeillä tarkkaavaisuus- ja oletustilan verkoston alueilla voidaan ennustaa psykofyysisen suoriutumisen vaihteluja jatkuvan audiovisuaalisen ärsykekynnyksen tarkkaavaisuustehtävän aikana. Keskittymiskyvyn vaihtelun muutoksia hermostollisella tasolla ja näitä mahdollisesti ilmentäviä käyttäytymisen ailahteluja psykofyysisinä parametreinä, kuten osumatarkkuutena ja reaktionopeutena, voidaan luonnehtia skaalauslakianalyysilla. Ilmiön skaalaton käyttäytyminen heijastelee monimutkaisen järjestelmän taipumusta luoda sisäisiä vastaavuussuhteita eli autokorrelaatioita, jotka heikkenevät hitaammin ja ulottuvat kauemmaksi ajassa ja/tai paikassa kuin mitä alla piilevistä mekanismeista voidaan suoraan ennustaa. On havaittu, että osumatarkkuuden jaksottuminen ja spontaani aivotoiminta noudattavat potenssilain skaalauskäyttäytymistä ajan suhteen. Psykofyysisen ja hermostollisen skaalauslain mukaisen käyttäytymisen kvantifioimiseksi tässä opinnäytetyössä on käytetty vaihtelun ikkunallista autokorrelaatioanalyysiä, DFA:ta. DFA paljastaa ilmiön sisällä olevien peräkkäisten tapahtumien autokorrelaatioiden kestävyyden tarkasteluvälin kasvaessa. Skaalausluvut eli DFA-eksponentit on johdettu tässä kokeessa jatkuvan audiovisuaalisen ärsykekynnyksen tarkkaavaisuustehtävän ja levon aikana rekisteröidyistä aivosähkö- ja aivomagneettikäyräsignaalien verhokäyrästä sekä psykofyysisen osuma/huti -binäärisekvenssistä rakennetusta keinotekoisesta satunnaiskulun kaltaisesta käyrästä. Jatkuvat ärsykekynnystehtävät soveltuvat hyvin tarkkaavaisuuden top-down mekanismien tutkimiseen, koska heikoista, vain juuri ja juuri havaintokyvyn säteellä olevista ärsykkeistä seuraa verraten heikko bottom-up hermostovaste. Näin keskittymiskykyyn vaikuttavat top-down säätelymekanismit kuten motivaatio, päämäärät tai mielenvaeltelu eli spontaanilta vaikuttava aivotoiminta edustuu selkeämmin aivosähkö- ja -magneettikäyrissä. Aivokuoren kokonaisvaltaisen skaalautumisen lisäksi ollaan kiinnostuneita psykofyysisten ja hermostollisten vastaavuussuhteiden jakaumamallista tietyille aivoalueille. Mitattujen hermostollisten signaalien paikantaminen tarkalleen tietyille aivokuoren alueille aiheuttaa käänteisen ongelman, joka on ratkaistu tässä MNE -lähdemallintamisella. Lähdemallintamisen algoritmit tuottavat todennäköisimmän mallin aivokuoren alueista, joiden aktiivisuudella voidaan selittää mitatut MEEG signaalit. Mallintaminen on työn kriittinen vaihe, koska sillä yhdistetään neuroanatominen tieto fysiologisen ja psykofyysisen tiedon kanssa. Yksilötason data on käsitelty lopuksi ryhmätasolla tilastollisin menetelmin korrelaatiotulosten merkittävyyksien arvioimiseksi.

Työssä tutkittiin rasvahappojen kerrostumista itämerennorpan (Phoca hispida botnica) traanissa ja tämän merkitystä rasvahappokoostumukseen perustuvassa ravintokohteiden arvioinnissa. Vertaamalla sisätraanin rasvahappokoostumusta plasman ja maksan rasvahappokoostumuksiin pyrittiin selvittämään siirtyvätkö jotkut tietyt ravinnon rasvahapot toisia tehokkaammin traanin sisäosiin, eli heijastelevatko jotkut sisätraanin rasvahapoista ravinnon rasvahappokoostumusta toisia paremmin. Itämerennorpan traanin eri kerrosten rasvahappokoostumusta verrattiin myös sen tärkeimmän ravintokalan, Itämeren silakan rasvahappokoostumukseen, jotta nähtäisiin minkä kerroksen koostumus muistuttaa eniten ravinnon rasvahappokoostumusta. Vertailun vuoksi työssä tutkittiin myös makeassa vedessä elävän saimaannorpan (Phoca hispida saimensis) traanin ja maksan rasvahappokoostumuksia. Lisäksi määritettiin plasma- ja maksanäytteiden kuljettaman tai lyhytaikaisesti varastoiman varastorasvan määrät. Tutkimuksessa käytettiin Perämerellä ammutuista itämerennorpista kerättyjä traani-, maksa- ja plasmanäytteitä, sekä kuolleina löydetyistä saimaannorpista kerättyjä traani- ja maksanäytteitä. Kudosnäytteiden rasvahappokoostumusten määritys tehtiin analysoimalla niistä valmistettuja rasvahappojen metyyliesteriseoksia kaasukromatografisesti (GC). Lipidiluokkakoostumukset puolestaan määritettiin korkean erotuskyvyn ohutlevykromatografialla (HPTLC). Analyysien tuloksia käsiteltiin tilastollisesti pääkomponenttianalyysin (PCA) ja sen tuloksia ohjatusti luokittelevan menetelmän (SIMCA) avulla, regressioanalyysillä, sekä laskemalla koostumusten euklidisia etäisyyksiä eri näytteiden välillä. Jokaisen yksilön traanille luotiin vertikaalinen rasvahappoprofiili toisiaan nahasta lihakseen seuraavien osanäytteiden rasvahappokoostumuksen perusteella. Itämerennorpan traanin kerrostuneisuutta tutkittiin nyt ensimmäistä kertaa ja sen havaittiin olevan rakenteeltaan kerrostunut, kuten on havaittu myös aiemmin tutkituilla kahdella norpan alalajilla. Aiemmista tutkimustuloksista poiketen keskitraani ei kuitenkaan eronnut rasvahappokoostumukseltaan merkitsevästi muista traanikerroksista. Sisä- ja ulkotraanin väliset rasvahappokoostumuksen erot olivat sen sijaan merkitseviä. Traanikerroksista sisätraani muistutti eniten itämerennorpan tärkeän saalislajin, silakan, rasvahappokoostumusta. Itämerennorpan kudosten rasvahappokoostumus erosi selvästi saimaannorpan kudosten rasvahappokoostumuksista. Näiden kahden alalajin ulkotraanit kuitenkin muistuttivat toisiaan rasvahappokoostumukseltaan sisätraaneja enemmän, mikä viittaa siihen, että niiden ulkotraanin koostumusta säätelevät samankaltaiset lämmönsäätelyyn liittyvät geneettisesti määräytyvät tekijät. Rasvahappokoostumusten alalajikohtaisista eroista huolimatta traanin rasvahappojen kerrostumistapa oli samanlainen molemmilla tutkituista alalajeista. Traanin vertikaaliset rasvahappoprofiilit olivat kuitenkin hyvin yksilöllisiä. Useiden rasvahappojen suhteelliset määrät plasmassa ja sisätraanissa korreloivat tilastollisesti merkitsevästi keskenään. Tämä tulos vahvistaa oletuksen, että viimeaikaisella ravinnolla on vaikutusta erityisesti sisätraanin rasvahappokoostumukseen ja, että sen perusteella voidaan saada tietoa eläimen ravinnosta. On kuitenkin huomattava, että tietyt sisätraanin rasvahapot ilmentävät ravinnon rasvahappokoostumusta toisia paremmin. Vaikka traanien vertikaaliset rasvahappoprofiilit antavat mitä ilmeisimmin yksilökohtaista tietoa eläinten ravinnosta ja aineenvaihdunnasta, niitä ei ole pystytty tulkitsemaan aiemmissa tutkimuksissa kovinkaan syvällisesti. Nämä tulokset voivatkin osaltaan auttaa tulkitsemaan traanin vertikaalisia rasvahappoprofiileja tulevaisuudessa. Saatuja tuloksia voidaan lisäksi hyödyntää myös hylkeiden ravintokohteiden arvioinnissa käytettävien näytteenottoprotokollien suunnitteluun ja kehittämiseen.