Impairment of rat hippocampus after irradiation with leksell gamma knife and evoked proliferation in gyrus dentatus of the adult rat

Abstract

This dissertation is based on two different approaches to study the relationship between function and structure of hippocampus in laboratory rats. In the first project hippocampus was damaged by gamma irradiation applied in several doses. Development of functional impairment and the structural changes was followed. Radiation was exactly delivered by the Leksell gamma knife at doses of 25, 50, 75, 100 and in pilot study 150Gy. The function was examined at regular time intervals with the Morris water maze test (MWM). This test reveals the rat's ability to use spatial navigation and show the hippocampus dependent learning. Structural impairment was observed on regular MRI scans (experimental MR for small animals) and post mortem on the histological evaluation. In the first part of the project it was revealed that animals irradiated with dose of 75 Gy developed functional impairment 6 and 14 month after irradiation, and necrotic changes in irradiated area developed. In the second part of experiment animals were irradiated with the highest subnecrotic or marginal dose 50 Gy and were closely observed with experimental MR on T2 weighted, DWI and MR spectroscopy. Development of edema was observed between 7 and 12 months postradiation and in 2 animals (out of six) the edema was so extensive that it contributed to...

Tato disertační práce je založena na výsledcích dvou projektů studujících vztah struktury a funkce hippocampu u laboratorních potkanů. V prvním projektu byl hippocampus poškozen gama zářením, aplikovaném v několika dávkách a sledována byla porucha funkce a nekrotických změn v čase po záření. Potkani byli ozáření pomocí Leksellova gama nože, dávkami 25, 50, 75, 100 Gy a v pilotní studii 150Gy. Porucha učení, tedy funkce hippocampu, byla pozorována behaviorálním testem prostorového učení v Morrisově vodním bludišti. V tomto testu, pro jehož splnění je potřeba funkčního hippocampu, se potkan snaží lokalizovat ostrůvek skrytý pod hladinou vody podle předmětů v místnosti. Rozvoj změn po ozáření byl sledován neinvazivně pomocí MRI a na konci sledování histologickým rozborem. První část projektu přinesla závěr, že dávka 75 Gy způsobí funkční poruchu 6 a 14 měsíců po ozáření, kdy se vytvořily nekrotické změny v tkáni. Ve druhé části projektu jsme každých 4-6 týdnů sledovali rozvoj změn po ozáření hraniční dávkou 50 Gy, pomocí T2 a difúzně váženého zobrazování a MR spektroskopie. Rozvoj edému byl pozorován mezi 7. a 12. měsícem po ozáření. U dvou zvířat došlo k rozvoji nekrotických změn v centru, edémem postižené ozářené tkáně, které způsobily rozvoj postnekrotické kavity. Rozvoj edému u laboratorních potkanů byl v...