Στην παρούσα μελέτη παρουσιάσαμε τα αποτελέσματα της λειτουργικής απεικόνισης με SPECT αιμάτωσης εγκεφάλου σε δύο διαφορετικές παθολογικές καταστάσεις, την νόσο του Παρκινσον και τη δευτεροπαθή δυστονία. Στο πρώτο μέρος της μελέτης διερευνήσαμε την ακεραιότητα της μελανοραβδωτής οδού και την αιματική εγκεφαλική ροή στα διάφορα στάδια της νόσου Parkinson. Στη μελέτη συμμετείχαν συνολικά 53 ασθενείς (27 άνδρες, 26 γυναίκες) που πληρούσαν τα κριτήρια της Ιδιοπαθούς νόσου του Parkinson και αξιολογήθηκαν σύμφωνα με την κλίμακα Unified Parkinson Disease Rating Scale (UPDRS) καθώς και την κλίμακα Hoehn-Yahr. Οι ασθενείς χωρίστηκαν σε 4 ομάδες σύμφωνα με την κλίμακα Hoehn-Yahr. Το πρωτόκολλο μελέτης των 53 ασθενών περιελάμβανε 2 απεικονιστικές εξετάσεις: Α) το SPECT εγκεφάλου με το ραδιοφάρμακο 123Ι- Ioflupane (DaTSCAN) και Β) το SPECT αιμάτωσης εγκεφάλου με το ραδιοφάρμακο 99m Tc-ECD (Neurolite ). Η νόσος Πάρκινσον είναι ένα υποκινητικό σύνδρομο και όπως καταδείξαμε από τη μέλετη ασθενών σε διάφορα στάδια της νόσου, το πρότυπο της αιμάτωσης του εγκεφάλου είναι αυτό της σταδιακής προσβολής περιοχών του φλοιού ως συνέπεια της απόσχισης των συνδέσεων του κυκλώματος βασικών γαγγλίων με το φλοιό. Συγκεκριμένα αποδείξαμε ότι στα αρχικά στάδια της νόσου παρατηρείται υποαιμάτωση περιοχών του μετωπιαίου λοβού (κινητικών, προκινητικών και περιοχών του προμετωπαίου λοβού) ενώ σε πιο προχωρημένα στάδια η προσβολή του φλοιού επεκτείνεται σε περιοχές του βρεγματικού και κροταφικού λοβού. Επίσης βρέθηκε θετική συσχέτιση μεταξύ της ειδικής σύνδεσης του ρ/φ στον αριστερό κερκοφόρο πυρήνα και της αιματικής εγκεφαλικής ροής στην περιοχή DLPFC του προμετωπιαίου λοβού αριστερά, καθώς επίσης και μεταξύ της ειδικής σύνδεσης του ρ/φ στο αριστερό κέλυφος και της αιματικής εγκεφαλικής ροής στην πρωτοταγή κινητική περιοχή αριστερά. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας μελετήσαμε 21 ασθενείς με Ιδιοπαθή νόσο Parkinson που πληρούσαν τα κριτήρια για χειρουργική αντιμετώπιση με εν τω βάθει εγκεφαλικό ερεθισμό (DBS). Οι ασθενείς ήταν 11 γυναίκες και 10 άνδρες, μέσης ηλικίας 63±8 χρόνια, μέσης διάρκειας της νόσου 11.5±4.8 και σταδίου 2.9±0.8 κατά Hoehn and Yahr. Οι ασθενείς αυτοί υπεβλήθησαν σε 2 ξεχωριστές μελέτες SPECT αιμάτωσης εγκεφάλου, η πρώτη πριν το χειρουργείο (meds off) και η δεύτερη 6 μήνες μετά το χειρουργείο (DBS on/ off meds). Οι δύο αυτές μελέτες συγκρίθηκαν μεταξύ τους με το πρόγραμμα Neurogam και εξετάστηκαν συγκεκριμένα οι μεταβολές στην αιματική εγκεφαλική ροή των κινητικών περιοχών του εγκεφάλου. Παράλληλα εξετάσθηκε η κινητική βελτίωση των ασθενών κλινικά και με βάση την κλίμακα mUPDRS. Τα αποτελέσματα της μελέτης ήταν πολύ καλά καθώς οι 20 ασθενείς παρουσίασαν σημαντική κλινική βελτίωση μειώνοντας την κλίμακα mUPDRS κατά 44% και τη χορηγούμενη δόση levodopa από 850 ± 108 mg πριν το χειρουργείο σε 446 ± 188 mg στο διάστημα επανελέγχου. Επίσης στους 6 μήνες παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της αιματικής εγκεφαλικής ροής στην προκινητική και πρωτοταγή κινητική περιοχή του εγκεφαλικού φλοιού κατά 10.9% και σημαντική συσχέτιση αυτής με την κινητική βελτίωση των ασθενών (r=.89, p<.001). Από τη μελέτη μας προκύπτει ότι το DBS είναι ικανό να άρει την υποαιμάτωση τουλάχιστον των κινητικών περιοχών του φλοιού, οδηγώντας στην κινητική βελτίωση των ασθενών. Στο τρίτο μέρος της μελέτης μας ασχοληθήκαμε με την μελέτη ασθενών με δευτεροπαθή δυστονία που αποτελεί ένα υπερκινητικό σύνδρομο με ετερογένεια όσον αφορά την αιτιολογία του. Συγκεκριμένα μελετήσαμε το αποτέλεσμα της δράσης του DBS στην περιοχική αιματική εγκεφαλική ροή των κινητικών περιοχών του φλοιού σε συνάρτηση με το κλινικό αποτέλεσμα. Στο πρωτόκολλο πριελήφθησαν 6 ασθενείς με φαρμακευτικά ανθεκτική δευτεροπαθή δυστονία που υπεβλήθησαν σε DBS. Οι ασθενείς υπεβλήθησαν σε SPECT αιμάτωσης εγκεφάλου σε δύο διαφορετκές λειτουργικές καταστάσεις μετεγχειρητικά: DBS on & DBS off κατάσταση. Οι δύο μελέτες συγκρίθηκαν μεταξύ τους με το πρόγραμμα Neurogam. Η κινητική εκτίμηση των ασθενών έγινε με την κλίμακα Burke–Fahn–Mardsen Dystonia Rating Scale (BFMDRS) στις δυο διαφορετικές καταστάσεις (DBS on & DBS off). Δύο ασθενείς έδειξαν άριστη κλινική βελτίωση στον επανέλεγχο, σε δύο άλλους τα αποτελέσματα ήταν μέτρια και σε δύο τα αποτελέσματα της επέμβασης κρίθηκαν φτωχά. Ο μέσος βαθμός βελτίωσης της κλίμακας BFMDRS ήταν 49.1% (0–90.7%). Επίσης η ανάλυση των SPECT μελετών έδειξε σημαντική μείωση της rCBF στην κατάσταση on DBS κάτι που συσχετίστηκε με την κλινική βελτίωση. Όσον αφορά το μηχανισμό δράσης του εν τω βάθη εγκεφαλικού ερεθισμού, παρά τις πολλαπλές θεωρίες που υπάρχουν, φαίνεται, τουλάχιστον από το δικό μας μικρό δείγμα ασθενών, να λειτουργεί με το να επαναρυθμίζει το υπάρχων παθολογικό λειτουργικό κύκλωμα σε ένα νέο πιο αρμονικό ρυθμό, προσφέροντας στους ασθενείς μία νέα οδό επικοινωνίας του συστήματος των βασικών γαγγλίων με το φλοιό και στις περισσότερες περιπτώσεις να καταφέρνει να προσφέρει κινητική βελτίωση. / In the present study we present the results of functional brain imaging with regional Cerebral Blood Flow SPECT (rCBF SPECT) in two different neurological disorders; Parkinson’ Disease (PD) and Secondary Dystonia. In the first case of Parkinson’s Disease, our first purpose was to investigate the differences and associations between cortical perfusion and nigrostriatal dopamine pathway in different stages of Parkinson’s disease (PD). For that purpose we recruited 53 non-demented PD patients divided into four groups according to the Hoehn and Yahr (HY) staging system. Each patient underwent two separate brain single photon emission computed tomography (SPECT) studies (perfusion and dopamine transporter binding). Perfusion images of each patient were quantified and compared with a normative database provided by the NeuroGam software manufacturers. Compared with controls, PD patients showed impairments of cerebral perfusion that increased with clinical severity. Furthermore Dopamine transporter binding in the left caudate nucleus and putamen significantly correlated with blood flow in the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) and primary motor cortex respectively. We concluded that there are significant perfusion deficits, that are associated with PD progression, implying a multifactorial neurodegeneration process apart from dopamine depletion in the substantia nigra pars compacta (SNc). Given the fact that high-frequency deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) has become an established therapeutic approach for the management of patients with medically intractable idiopathic Parkinson’s disease (PD), our second purpose was to to assess regional cerebral blood flow (rCBF) changes related to motor improvement after Deep Brain Stimulation of the Subthalamic Nucleus (STN DBS). For that purpose we studied twenty-one PD patients (11 females and 10 males, mean age 63±8, mean disease duration 11.5±4.8, mean Hoehn and Yahr stage:2.9±0.8), that underwent two rCBF SPECT studies at rest, once preoperatively in the off-meds state and the other postoperatively (at 6±2 months) in the off-meds/on-stimulation state. Patients were classified according to the Unified Parkinson Disease Rating Scale (UPDRS) and Hoehn and Yahr (H&Y) scale. Neurogam software was used to register, quantify and compare two sequential brain SPECT studies of the same patient in order to investigate rCBF changes during STN stimulation in comparison with preoperative rCBF. The results showed that all patients presented clinical improvement during the first months after surgery resulting in a 44% reduction of the UPDRS motor score. The administered mean daily levodopa dose significantly decreased from 850 ± 108 mg before surgery to 446 ± 188 mg during off meds state (p < .001, paired t-test). At the 6 month postoperative assessment we noticed rCBF increases in the pre-supplementary motor area (pre-SMA) and the premotor cortex (PMC) (mean rCBF increase=10.9%), the dorsolateral prefrontal cortex and in associative and limbic territories of the frontal cortex (mean rCBF increase=8.2%). A correlation was detected between the improvement in motor scores and the rCBF increase in the pre-SMA and PMC (r=.89, p<.001). Our study suggests that STN stimulation leads to improvement in neural activity in the frontal motor/associative areas. The correlation between motor improvement and rCBF increase in higher order motor cortical areas suggests that even the short term stimulation achieves its therapeutic benefit by restoring the activity within these cortical regions. In the third part of our study we investigated the effect of deep brain stimulation (DBS) on regional cerebral blood flow (rCBF) in cases of secondary dystonia in correlation with clinical outcomes. For that purpose we studied six patients with medically intractable secondary dystonia who underwent DBS surgery. Burke–Fahn–Mardsen Dystonia Rating Scale (BFMDRS) was used for the assessment of dystonia, in the on & off DBS state. Single photon emission computed tomography (SPECT) of the brain was performed postoperatively in the two stimulation states (ON-DBS and OFFDBS) and the changes of rCBF in the three following brain regions of interest (ROIs): primary motor cortex, premotor and supplementary motor cortex, and prefrontal cortex were evaluated. Two patients exhibited excellent response to DBS, two patients got moderate benefit after the procedure, and in two patients, no clinical improvement was achieved. A mean improvement of 49.1% (0–90.7%) in BFMDRS total scores was found postoperatively. Brain SPECT data analysis revealed an overall decrease in rCBF in the investigated ROIs, during the ON-DBS state. Clinical improvement was significantly correlated with the observed decrease in rCBF in the presence of DBS. We concluded that when conservative treatment fails to relieve severely disabled patients suffering from secondary dystonia, DBS may be a promising therapeutic alternative. Moreover, thiat study indicates a putative role of brain SPECT imaging as a postoperative indicator of clinical responsiveness to DBS.

Η νόσος του Parkinson χαρακτηρίζεται από τη βαθμιαία, εκλεκτική νευροεκφύλιση των ντοπαμινεργικών νευρώνων της μελαινοραβδωτής οδού. Η μειωμένη δραστηριοποίηση των ντοπαμινεργικών υποδοχέων που προκαλείται από την ανεπάρκεια ντοπαμίνης τροποποιεί τη λειτουργία των βασικών γαγγλίων και αναστέλλει τα κινητικά συστήματα. Ιδανικό πειραματικό μοντέλο αποτελεί το μοντέλο weaver, το οποίο εμφανίζει το ίδιο μοτίβο νευροεκφύλισης με τους παρκινσονικούς ασθενείς καθώς και περισσότερη από 70% μείωση της ντοπαμίνης στο ραβδωτό σώμα. Το γεγονός πως δεν υπάρχει σήμερα αποτελεσματική θεραπεία που να σταματά ή να αναστρέφει την εξέλιξη της νόσου, δημιουργεί την ανάγκη ανακάλυψης ενός φαρμακευτικού σχήματος το οποίο θα έχει νευροπροστατευτική δράση και θα περιορίζει τις παρενέργειες. Προηγούμενα αποτελέσματα της ομάδας μας δείχνουν σημαντική επιβίωση των ντοπαμινεργικών κυττάρων στο μοντέλο weaver μετά από χρόνια χορήγηση του ενδογενούς νευροστεροειδούς DHEAS, του χημικού αναλόγου του ΒΝΝ-50 (το οποίο δε μεταβολίζεται σε οιστρογόνα) και του φαρμακευτικού συνδυασμού του ΒΝΝ-50 με τη Ν-ακετυλοκυστεΐνη (NAC), με το τελευταίο να επαναφέρει πλήρως τον αριθμό των κυττάρων στη μέλαινα ουσία. Στην παρούσα εργασία θελήσαμε να διερευνήσουμε τους μηχανισμούς μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η νευροπροστασία που προκαλεί η συγχορήγηση του συνδυασμού BNN-50/ΝAC. Για το σκοπό αυτό, αξιολογήσαμε την αντιαποπτωτική, καθώς και την αντιοξειδωτική δράση του σχήματος BNN-50/NAC. Οι δύο δείκτες επιλέχθηκαν λαμβάνοντας υπόψιν τον κεντρικό ρόλο του αποπτωτικού θανάτου στη διαδικασία της νευροεκφύλισης, καθώς και το ρόλο του οξειδωτικού στρες στην παθογένεια της νόσου. Τα αποτελέσματα μας υποδεικνύουν πλειοτροπική δράση του φαρμακευτικού συνδυασμού BNN-50/NAC, η οποία εκφράζεται μέσω της ισχυρής αντιαποπτωτικής και αντιοξειδωτικής του δράσης. / Parkinson 's disease is characterized by the progressive, selective neurodegeneration of the dopaminergic neurons of the nigrostriatal pathway. The decreased activation of dopamine receptors caused by insufficient dopamine levels, modifies the function of the basal ganglia circuit and inhibits the mobility systems. The weaver model consists an ideal model for neuroprotection studies, which exhibits the same pattern of neurodegeneration as the parkinsonian patients and more than 70% decrease of dopamine in the striatum. The fact that there is currently no effective treatment to attenuate or reverse the disease progression, creates the need for discovery of a drug combination which will exhibit neuroprotective effect and reduce the side effects. Previous results of our group, have shown a significant survival of dopaminergic neurons in weaver mice after chronic administration of endogenous neurosteroid DHEA-S, the chemical analog BNN-50 (which is not metabolized to estrogens) and the combination of the BNN-50 with N-acetylcysteine (NAC,with the latter combination completely rescuing the number of dopaminergic cells of the substantia nigra. The aim of this study was to investigate the mechanisms of neuroprotection induced by coadministration of combination BNN-50/NAC. For this purpose, we evaluated the possible antiapoptotic and antioxidant action of the BNN-50/NAC combination. Our results suggest a pleiotropic effect of the BNN-50/NAC drug combination, that is expressed through strong antiapoptotic and antioxidant activity.

Η νόσος Αλτσχάιμερ καταλαμβάνει την πρωτοκαθεδρία στις μη αναστρέψιμες άνοιες με τους επιδημιολογικούς της δείκτες να αυξάνονται όσο μεγαλώνει το προσδόκιμο ζωής του ανθρώπου. Η χρήση φαρμάκων, με αρχική στόχευση άλλη πάθηση, στη νόσο Αλτσχάιμερ αποκαλείται φαρμακευτικός επαναπροσδιορισμός και προσφέρει σαφή πλεονεκτήματα στην ασφάλεια, την ταχύτητα και το κόστος ανάπτυξης μίας εν δυνάμει θεραπείας, ιδιαίτερα όταν η μέχρι σήμερα αντιμετώπιση της πάθησης περιορίζεται στην καθυστέρηση εξέλιξης της βλάβης και τις δευτερογενείς εκδηλώσεις. Στην παρούσα εργασία, εκμεταλλευτήκαμε εργαλεία φαρμακευτικής επαναστόχευσης που βασίζονται στις γονιδιακές υπογραφές πέντε μελετών μικροσυστοιχιών της νόσου Αλτσχάιμερ. Καίριο στάδιο στη συγκρότηση γονιδιακών υπογραφών είναι ο προσδιορισμός της διαφορικής έκφρασης των γονιδίων. Εφαρμόζοντας τρεις διαφορετικές τεχνικές (Limma, ChDir, mAP-KL) για το σκοπό αυτό και τοποθετώντας τα αποτέλεσματα σε τέσσερα ξεχωριστά εργαλεία φαρμακευτικής επαναστόχευσης (cMap, SPIEDw, sscMap, LINCS-L1000), αναδείξαμε φάρμακα που συστηματικά αντιστρατεύονται τη νόσο. Η περαιτέρω ανάλυση σε επίπεδο χημικής δομής, λειτουργικών μονοπατιών και δικτυακής θεώρησης προσδιόρισε το μηχανισμό δράσης των φαρμάκων και πρότεινε νέα βιοδραστικά μόρια ως δυνατικές θεραπευτικές επιλογές. / Alzheimer’s disease dominates dementias of irreversible cause with alarming epidemiologic characteristics due to rise of human life expectancy. The use of initially otherwise purposed drugs in Alzheimer is described as drug repositioning and offers clear advantages in terms of safety, speed and cost issues in the development of a potential therapy, particularly when current treatments are limitited to symptoms’ delay and secondary comorbidities. In this study, we exploited drug repurposing tools based on gene signatures from five microarray experiments of Alzheimer’s disease. A fundamental step in constructing gene signatures is to define differential gene expression. For this purpose, we used three different methods (Limma, ChDir, mAP-KL) which we analyzed with four distinct drug repurposing tools (cMap, SPIEDw, sscMap, LINCS-L1000) and found drugs that systematically reverse the disease signature. Further processing of the results with regard to chemical structure, pathway and network analysis revealed the mode of the drugs’ actions and highlighted them as potential therapeutic choices for Alzheimer’s disease.

Η νόσος Parkinson είναι μία νόσος νευροεκφυλιστικής φύσεως, η οποία αναπτύσσεται προοδευτικά και χαρακτηρίζεται κλινικά από κινητική δυσλειτουργία. Τα αίτια της νόσου μέχρι σήμερα είναι άγνωστα. Η εκφύλιση της ντοπαμινεργικής μελαινοραβδωτής οδού στη νόσο Parkinson οδηγεί σε επακόλουθη ελάττωση του νευροδιαβιβιστή ντοπαμίνη στο ραβδωτό σώμα και σε διαταραχή της ισορροπίας της λειτουργίας του κυκλώματος των βασικών γαγγλίων, γεγονός που έχει ως συνέπεια την εμφάνιση των κινητικών συμπτωμάτων της νόσου. Ο μυς weaver αποτελεί ένα εξαιρετικό πειραματικό μοντέλο για τη διαλεύκανση των μηχανισμών που ευθύνονται για την προοδευτική εκφύλιση των ντοπαμινεργικών νευρώνων, η οποία λαμβάνει χώρα ενδογενώς και προοδευτικά. Στην παρούσα διατριβή εξετάστηκε ο πιθανός ρόλος του οξειδωτικού στρες και της απόπτωσης στη νευροεκφύλιση των μυών weaver. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν οι εγκεφαλικές περιοχές που εμπλέκονται άμεσα ή έμμεσα στη μελαινοραβδωτή νευροεκφύλιση καθώς και η παρεγκεφαλίδα. Επίσης, στις παραπάνω περιοχές, μελετήθηκε η έκφραση των αποπτωτικών/αντι-αποπτωτικών γονιδίων της οικογένειας bcl-2 καθώς και η έκφραση των προστατευτικών θερμοεπαγόμενων γονιδίων, Hsp27 και Hsp70. Οι παραπάνω μελέτες έγιναν σε φυσιολογικούς και weaver μύες 21 ημερών επειδή στο στάδιο αυτό η εκφύλιση των ντοπαμινεργικών νευρώνων έχει φτάσει στο 42% και οι ντοπαμινεργικοί δενδρίτες είναι ήδη μειωμένοι κατά 76%. Τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα της διατριβής συνοψίζονται στα παρακάτω: Οι weaver μύες παρουσίασαν σημαντική αύξηση του οξειδωτικό στρες στη παρεγκεφαλίδα και στο μεσεγκέφαλο που είναι οι εγκεφαλικές περιοχές στις οποίες συμβαίνει νευροεκφύλιση. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι το οξειδωτικό στρες πιθανόν να συμμετέχει στη νευροεκφύλιση των περιοχών αυτών. Επίσης η παρεγκεφαλίδα και ο μεσεγκέφαλος εμφάνισαν υψηλά επίπεδα κατακερματισμένου DNA. Σημαντικά επίπεδα κατακερματισμένου DNA εμφάνισαν και άλλες περιοχές του εγκεφάλου που εξετάστηκαν. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι η απόπτωση πιθανόν να συμμετέχει στη νευροεκφύλιση των περιοχών αυτών. Τόσο τα επίπεδα έκφρασης του αντιαποπτωτικού γονιδίου bcl2 όσο και τα επίπεδα έκφρασης των προστατευτικών και αντιαποπωτικών γονιδίων Hsp27 και Hsp70, βρέθηκαν αυξημένα στη παρεγκεφαλίδα των Weaver μυών υποδηλώνοντας ότι τα κύτταρα της παρεγκεφαλίδας επιστρατεύουν αμυντικούς μηχανισμούς έναντι του οξειδωτικού στρες και της απόπτωσης. / The Parkinson disease is a neurodegeneration disease that develops progressively and it is clinically characterized by motor disturbances. The degeneration of nigrostriatal dopaminergic innervations in Parkinson disease leads to subsequent decrease of dopamine neurotransmitter in corpus striatum and to disturbance of operational equilibrium of basal ganglia circuit. The result of this is the motor symptoms that the disease appears. The weaver mouse constitutes an excellent Parkinson model for understanding the mechanisms which are responsible for the progressive degeneration of the dopaminergic neurons. The roles of oxidative stress and apoptosis in the neurodegeneration of weaver mice were investigated. The brain regions that are involved directly or indirectly in nigrostriatal dopaminergic innervations as well as cerebellum were examined. In addition, the expression of the apoptotic/antiapoptotic genes of bcl-2 family as well as the expression of the protective heat shock protein genes, Hsp27 and Hsp70. were examined in the above brain regions. The results and conclusions of this work are summarized bellow: The weaver mice showed significant increase of the oxidative stress in cerebellum and midbrain which are the major regions where neurodigeneration takes place. These results suggest that oxidative stress is probably involved in the neurodigeneration of these regions. All brain regions of weaver mice examined showed significant increases in fragmented DNA with the higher fragmentation taking place in the cerebellum and in midbrain. These results suggest that apoptosis is may involved in the neurodegeneration of all these regions. The expression levels of the antiapoptotic gene bcl-2 as well as the expression of the protective heat shock protein genes, Hsp27 and Hsp70, were found to increase in the cerebellum of the weaver mice suggesting that the cerebellum cells recruit defense mechanisms against oxidative stress and apoptosis.

Image analysis techniques have been broadly used in computer aided diagnosis tasks in recent years. Computer-aided image analysis is a popular tool in medical imaging research and practice, especially due to the development of different imag- ing modalities and due to the increased volume of image data. Image segmenta- tion, a process that aims at identifying and separating regions of an image, is crucial in many medical applications, such as in identification (delineation) of anatomical structures and pathological regions, providing objective quantitative assessment and monitoring of the onset and progression of the disease. Multidetector CT (MDCT) allows acquisition of volumetric datasets with almost isotropic voxels, enabling visualization, characterization and quantification of the entire extent of lung anatomy, thus lending itself to characterization of Interstitial Lung Diseases (ILDs), often characterized by non uniform (diffuse) distribution in the lung volume. Interpretation of ILDs is characterized by high inter and intra- observer variability, due to lack of standardized criteria in assessing its complex and variable morphological appearance, further complicated by the increased vol- ume of image data being reviewed. Computer-Aided Diagnosis (CAD) schemes that automatically identify and char- acterize radiologic patterns of ILDs in CT images have been proposed to improve diagnosis and follow-up management decisions. These systems typically consist of two stages. The first stage is the segmentation of left and right Lung Parenchyma (LP) region, resulting from lung field segmentation and vessel tree removal, while the second stage performs classification of LP into normal and abnormal tissue types. The segmentation of Lung Field (LF) and vessel tree structures are crucial preprocessing steps for the subsequent characterization and quantification of ILD patterns. Systems proposed for identification and quantification of ILDpatterns havemainly exploited 2D texture extraction techniques, while only a few have investigated 3D texture features. Specifically, texture feature extraction methods that have been exploited towards lung parenchyma analysis are: first order statistics, grey level co-occurrence matrices, gray level run length matrices, histogram signatures and fractals. The identification and quantification of lung parenchyma into normal and abnormal tissue type has been achieved by means of supervised classification tech- niques (e.g. Artificial Neural Networks, ANN, Bayesian classifier, linear discrimi- nant analysis (LDA) and k-Nearest Neighboor (k-NN). However, the previously proposed identification and quantification schemes in- corporate preprocessing segmentation algorithms, effective on normal patient data. In addition the effect of the preprocessing stages (i.e. segmentation of LF and ves- sel tree structures) on the performance of ILD characterization and quantification schemes has not been investigated. Finally, the complex interaction of such automated schemes with the radiologists remains an open issue. The current thesis deals with identification and quantification of ILD in lung CT. The thesis aims at optimizing all major steps encountered in a computer aided ILD quantification scheme, by exploiting 3D texture feature extraction techniques and supervised and unsupervised pattern classification schemes to derive 3D disease segments. The specific objectives of the current thesis are focused on: • Development of LF segmentation algorithms adapted to pathology. • Development of vessel tree segmentation adapted to presence of pathology. • Development of ILD identification and quantification algorithms. • Investigation of the interaction of an ILD identification and quantification scheme with the radiologist, by an interactive image editing tool. / Η Διάμεση Νόσος (ΔΝ) του πνεύμονα αποτελεί το 15% των παθήσεων του πνεύμονα που εμφανίζονται στην κλινική πρακτική. Η ΔΝ επηρεάζει κυρίως το πνευμονικό παρέγχυμα και εμφανίζεται στις εικόνες Υπολογιστικής Τομογραφίας (ΥΤ) του πνεύμονα με την μορφή διάχυτων περιοχών χαρακτηριστικών προτύπων υφής που παρεκκλίνουν από αυτό του φυσιολογικού παρεγχύματος. Η Πολυτομική Υπολογιστική Τομογραφία (ΠΥΤ) επιτρέπει την απόκτηση τρισδιάστατων απεικονίσεων με σημαντική μείωση του χρόνου λήψης και αποτελεί την απεικονιστική τεχνική επιλογής για την ποσοτικοποίηση και τη διάγνωση της ΔΝ. Η διάγνωση της ΔΝ χαρακτηρίζεται από μειωμένη διαγνωστική ακρίβεια χαρακτηρισμού και ακρίβεια ποσοτικοποίησης έκτασης ακόμα και για τον έμπειρο ακτινολόγο, αλλά και από χαμηλή επαναληψιμότητα. Η δυσκολία διάγνωσης οφείλεται στη μειωμένη ικανότητα του ανθρώπινου παράγοντα ως προς το καθορισμό έκτασης των προτύπων υφής λόγω ομοιότητας ακτινολογικής εμφάνισης τους σε συνδυασμό με το φόρτο εργασίας του ακτινολόγου και τον αυξημένο όγκο δεδομένων της ΠΥΤ. Αυτοματοποιημένα συστήματα ανάλυσης εικόνας μπορούν να αντιμετωπίσουν τα παραπάνω προβλήματα παρέχοντας σημαντική υποβοήθηση στο έργο της διάγνωσης και παρακολούθησης της νόσου. Η ανάπτυξη αυτοματοποιημένων συστημάτων ανάλυσης εικόνας για υποβοήθηση διάγνωσης στην ΥΤ του πνεύμονα έχει αποτελέσει θέμα εκτεταμένης έρευνας την τελευταία δεκαετία με ένα μικρό τμήμα της να επικεντρώνεται στο χαρακτηρισμό και ποσοτικοποίηση της έκτασης της ΔΝ. Σημαντικά στάδια προεπεξεργασίας των συστημάτων αυτών αποτελούν οι τμηματοποίησεις των Πνευμονικών Πεδίων (ΠΠ) και του αγγειακού δένδρου για τον καθορισμό του προς ανάλυση όγκου του πνευμονικού παρεγχύματος. Τα έως σήμερα προταθέντα συστήματα αυτόματης ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης της έκτασης της ΔΝ αξιοποιούν κυρίως μεθόδους ανάλυσης δισδιάστατης (2Δ) υφής εικόνας, ενώ μόνο δύο μελέτες έως σήμερα έχουν αξιοποιήσει ανάλυση 3Δ υφής. Συγκεκριμένα, μέθοδοι ανάλυσης υφής εικόνας που έχουν αξιοποιηθεί είναι: στατιστική 1ης τάξης (ιστόγραμμα), μήτρες συνεμφάνισης αποχρώσεων του γκρι (Grey level Co-occurrence Matrices), μήτρες μήκους διαδρομής απόχρωσης του γκρι (Gray Level Run Length Matrices), υπογραφές ιστογράμματος και Fractals. Ο χαρακτηρισμός και η ποσοτικοποίηση περιοχών του πνευμονικού παρεγχύματος που αντιστοιχούν σε φυσιολογικό παρέγχυμα και υποκατηγορίες παθολογίας υλοποιείται με μεθόδους επιβλεπόμενης ταξινόμησης προτύπων όπως: τεχνητά νευρωνικά δίκτυα (Artificial Neural Networks, ΑΝΝ), Bayesian ταξινομητής, ανάλυση γραμμικού διαχωρισμού ( Linear Discriminant Analysis, LDΑ) και ταξινομητής πλησιέστερου γείτονα (k-Nearest Neighboor, k-NN). Στα έως σήμερα προταθέντα συστήματα, η τμηματοποίηση των ΠΠ υλοποιείται με συμβατικές μεθόδους τμηματοποίησης με βάση τις αποχρώσεις του γκρί (τιμές έντασης) εικονοστοιχείων. Ανοικτό ζήτημα παραμένει και η αξιολόγηση της επίδρασης των σταδίων προ-επεξεργασίας (τμηματοποίηση ΠΠ και αγγειακού δένδρου) στην ακρίβεια συστημάτων χαρακτηρισμού και ποσοτικοποίησης της έκτασης της ΔΝ. Τέλος, η αξιολόγηση της αλληλεπίδρασης αυτόματων συστημάτων ποσοτικοποίησης και ακτινολόγου στη λήψη αποφάσεων χαρακτηρισμού και ποσοτικοποίησης της έκτασης που αφορούν την ΔΝ δεν έχει διερευνηθεί. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ολοκληρωμένου συστήματος ανάλυσης εικόνας το οποίο χαρακτηρίζει και ποσοτικοποιεί την έκταση περιοχών με ΔΝ σε απεικονίσεις ΠΥΤ θώρακος, στοχεύοντας στη βελτιστοποίηση όλων των σταδίων του, καθώς και στην αξιολόγηση της συμβολής του συστήματος στην λήψη διαγνωστικών αποφάσεων. Για το σκοπό αυτό διερευνώνται τεχνικές 3Δ ενίσχυσης εικόνας, 3Δ τμηματοποίησης εικόνας καθώς και 3Δ χαρακτηριστικά υφής εικόνας σε συνδυασμό με επιβλεπόμενα και μη επιβλεπόμενα συστήματα ταξινόμησης. Συγκεκριμένα η συμβολή της παρούσας διατριβής επικεντρώνεται στα ακόλουθα: • Ανάπτυξη μεθόδων τμηματοποίησης των ΠΠ και του αγγειακού δένδρου παρουσία παθολογίας. • Διερεύνηση της συμβολής αλγορίθμων εξαγωγής 3Δ υφής εικόνας στην ακρίβεια μεθόδων ταξινόμησης προτύπων ΔΝ. • Βελτιστοποίηση μεθόδων χαρακτηρισμού και ποσοτικοποίησης έκτασης με χρήση τεχνικών επιβλεπόμενης και μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης. • Αξιολόγηση της επίδρασης των σταδίων προεπεξεργασίας στην ακρίβεια συστημάτων ποσοτικοποίησης. • Αξιολόγηση της συμβολής συστημάτων ποσοτικοποίησης στη διάγνωση της ΔΝ.

Σκοπός της μελέτης : H διερεύνηση της επίδρασης του εν τω βάθει εγκεφαλικού ερεθισμού στον υποθαλάμιο πυρήνα (STN-DBS) στη λειτουργία του Αυτόνομου Νευρικού Συστήματος (ΑΝΣ) σε ασθενείς με Νόσο Πάρκινσον. Μέθοδος-Υλικό: Στη μελέτη έλαβαν μέρος 24 ασθενείς με ιδιοπαθή νόσο Πάρκινσον και 24 υγιείς μάρτυρες με πλήρη αντιστοιχία ως προς το φύλο και την ηλικία (μέσος όρος ηλικίας± σταθερά απόκλιση, 62.1±9.4 έτη). Η εκτίμηση των ασθενών έγινε 3 μέρες προ χειρουργείου ενώ ελάμβαναν κανονικά την αγωγή τους και 6 μήνες μετά την επέμβαση σε “on DBS/ on medication” κατάσταση. Όλοι οι ασθενείς συμπλήρωσαν ένα ερωτηματολόγιο σχετικά με τα συμπτώματα από το ΑΝΣ και υπεβλήθησαν σε μέτρηση της Αρτηριακής Πίεσης (ΑΠ) σε ύπτια θέση καθώς και στο 1ο και 3ο λεπτό μετά από απότομη έγερση από ύπτια σε όρθια θέση. Η νευροφυσιολογική εκτίμηση ασθενών και μαρτύρων περιελάμβανε: α. μέτρηση της συμπαθητικής δερματικής απάντησης (ΣΔΑ) από την παλάμη και το πέλμα με ηλεκτρικό ερεθισμό, β. μελέτη της διακύμανσης του καρδιακού ρυθμού (ΚΡ) ως προς τον χρόνο στις φάσεις της ήρεμης και βαθιάς αναπνοής (Rest RR IV και DB RR IV), κατά τη δοκιμασία Valsalva (Valsalva ratio) και κατά το Τilt-test (Tilt ratio). Με τη φασματική ανάλυση της πεντάλεπτης καταγραφής του ΚΡ σε ηρεμία που πραγματοποιήθηκε αργότερα υπολογίστηκαν οι παράμετροι LF, HF, LFnorm, HF norm, TP και ο λόγος LF/HF. Αποτελέσματα: Το 45,8% των ασθενών είχαν ορθοστατική υπόταση πριν και 12,5% μετά την επέμβαση, αλλά κατά τη στατιστική ανάλυση των μετρήσεων αυτών δεν πρόεκυψε σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων. Βρέθηκε σημαντική μείωση της συχνότητας των διαταραχών εφίδρωσης, της ακράτειας και της δυσκοιλιότητας στην μετεγχειρητική εκτίμηση (p<0,005). Στη ΣΔΑ μεταξύ των ασθενών πριν και μετά το STN-DBS δε βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Συνολικά 6 ασθενείς είχαν παθολογική ή απούσα ΣΔΑ πριν το χειρουργείο και 7 μετά (χ 2, p=0,114). Στις παραμέτρους Rest RR IV, DB RR IV, Valsalva ratio & Tilt ratio δε διαπιστώθηκε σημαντική διαφορά προ και μετά DBS (p>0.,050) και ήταν μάλιστα και προ- και μετεγχειρητικά μειωμένες στους ασθενείς απ’ ότι στους μάρτυρες (p <0,050). Σημαντική μείωση μόνο της παραμέτρου LF προέκυψε συγκρίνοντας τους ασθενείς πριν και μετά τη χειρουργική επέμβαση ενώ οι ασθενείς μετεγχειρητικά είχαν σημαντικά μειωμένες τιμές των LF, TP και LFnorm σε σχέση με τις αντίστοιχες τιμές των υγιών μαρτύρων. Δε βρέθηκε συσχέτιση (p >0,050) της κινητικής βελτίωσης λόγω DBS με τις ατομικές διαφορές των τιμών των παραμέτρων στον εκάστοτε ασθενή πριν και μετά το χειρουργείο. Συμπεράσματα: Είναι σαφής η θετική επίδραση του DBS στη μείωση της συχνότητας των διαταραχών εφίδρωσης, αλλά το χειρουργείο δεν έπαιξε αξιοσημείωτο ρόλο στις ΣΔΑ. Βρέθηκε μόνο μια μη στατιστικά σημαντική μείωση του ποσοστού των ασθενών με Ο.Υ., ενώ καμία επίδραση δεν υπήρξε στις παθολογικές τιμές του Κ.Ρ. των ασθενών. H φασματική ανάλυση του Καρδιακού Ρυθμού δεν έδειξε αλλαγή στην ισορροπία μεταξύ συμπαθητικής και παρασυμπαθητικής λειτουργίας λόγω DBS. Γενικό συμπέρασμα είναι ότι STN-DBS ωφελεί σημαντικά την κινητική βελτίωση, αλλά δεν έχει αξιόλογη, θετική ή αρνητική, επίδραση στη ρύθμιση της λειτουργίας του ΑΝΣ. / Purpose: To assess the impact of subthalamic nucleus (STN) deep brain stimulation (DBS) on the autonomic nervous system function in patients with advanced Parkinson’s disease (PD). Material- Methods: Twenty-four patients with idiopathic PD (mean age±SD, 62.1±9.4 years old) were examined 3 days before and 6 months after DBS, “on medication” state both times. Each examination session included registration of autonomic symptoms by means of a semi-structural questionnaire, blood pressure (BP) recording at supine position and at the first and third minute after sudden change from supine to standing position and a neurophysiological assessment. The neurophysiological examination included: a. recording of sympathetic skin response (SSR) from both palms and a sole, b. time domain analysis of RR interval variation during normal and deep breathing, during Valsalva manoeuvre and during tilt test. By off-line performed frequency domain analysis of heart rate variation the Total Power, the Low Frequency band, the High Frequency band and their normalized units were estimated. The neurophysiological measurements were compared to those of 24 healthy controls matched for age and sex. Results: Orthostatic hypotension was present in 45.8% of the patients preoperatively and 12.5% postoperatively, whereas statistical analysis showed no significant difference in BP measurements between pre- and post DBS studies. A statistical significant reduction in the frequency of autonomic symptoms such as constipation, sweating disturbances and urgency was established after implantation. In SSR measurements no change was found between patients before and after DBS. Six out of 24 patients has abnormal or absent SSR before surgery and 7 afterwards (χ 2, p =0.114). The values of time domain variables were both pre and postoperatively lower in patients than in controls. A significant reduction was found in LF band after the implantation. There was no correlation between individual, deep brain stimulation-related changes of motor function and corresponding neurophysiological measurements. Conclusions: The positive effect of STN-DBS on the sweating disturbances reported by patients is established, whereas no influence was found on SSR measurements. Subthalamic stimulation had no effect on the abnormal heart rate regulation of the patients, but a non significant reduction in orthostatic hypotension was noticed. Finally through spectral analysis no effect on the balance of sympathetic and parasympathetic function was found. Overall, despite its clear benefit on motor performance, STN-DBS had no considerable, positive or negative, impact on the autonomic regulation.

The human leukocyte antigen-G (HLA-G has been considered to be an important tolerogeneic molecule playing an essential role in maternal-fetal tolerance, which constitutes the perfect example of successful physiological immunotolerance of semi-allografts. In this context, we investigated the putative role of this molecule in the allogeneic hematopoietic cell transplantation setting. The percentage of HLA-G+ cells in peripheral blood of healthy donors and allo-transplanted patients was evaluated by flow cytometry. Their immunoregulatory and immunotolerogeneic properties were investigated in in vitro immunostimulatory and immunosuppression assays. Immunohistochemical analysis for HLA-G expression was performed in skin biopsies from allo-transplanted patients and correlated with the occurrence of graft-versus-host disease. We identified a CD14+ HLA-Gpos population with an HLA-DRlow phenotype and decreased in vitro immunostimulatory capacity circulating in peripheral blood of healthy individuals. Naturally occurring CD14+HLA-Gpos cells suppressed T cell responses and acted immunotolerogenic on T cells by rendering them hyporesponsive and immunosuppressive in vitro. After allogeneic hematopoietic cell transplantation, HLA-Gpos cells increase in blood. Interestingly, besides an increase of CD14+HLA-Gpos cells there was also a pronounced expansion of CD3+HLA-Gpos cells. Of note, CD3+HLA-Gpos and CD14+HLA-Gpos cells from transplanted patients were suppressive in in vitro lymphoproliferation assays. Furthermore, we found an upregulation of HLA-G expression in skin specimens from transplanted patients which correlated with graft-versus-host disease. Inflammatory cells infiltrating the dermis of transplanted patients were also HLA-Gpos. Here, we report the presence of naturally occurring HLA-Gpos monocytic cells with in vitro suppressive properties. HLA-G epressing regulatory blood cells were found in increased numbers after allogeneic transplantation. Epithelial cells in skin affected by graft-versus-host disease revealed elevated HLA-G expression. / Το ανθρώπινο λεμφοκυτταρικό αντιγόνο -G (HLA-G) θεωρείται ένα σημαντικό ανοσορρυθμιστικό μόριο, το οποίο κατέχει έναν πολύ σημαντικό ρόλο στην προαγωγή εμβρυο-μητρικής αντοχής, η οποία αποτελεί το ιδανικό παράδειγμα επιτυχούς φυσιολογικής ανοσοαντοχής του ημι-αλλομοσχεύματος. Στο πλαίσιο αυτό, στοχεύσαμε στη διερεύνηση του πιθανού ρόλου του μορίου HLA-G στην αλλογενή μεταμόσχευση αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων (άλλο-ΜΑΚ). Το ποσοστό των HLA-G+ κυττάρων στο περιφερικό αίμα των υγιών ενηλίκων και των μεταμοσχευμένων ασθενών ελέγθηκε με κυτταρομετρία ροής. Ο ανοσορρυθμιστικός τους ρόλος και οι ανοσοκατασταλτικές τους ικανότητες ελέγθηκαν σε in vitro ανοσοδιεγερτικές και ανοσοκατασταλτικές δοκιμασίες. Ανοσοιστοχημική ανάλυση της έκφρασης του HLA-G πραγματοποιήθηκε σε δερματικές βιοψίες από άλλο-μεταμοσχευμένους ασθενείς και συσχετίστηκε με την εμφάνιση της νόσου του μοσχεύματος έναντι του ξενιστή(GvHD). Ένας CD14+HLA-Gθετ πληθυσμός με HLA-DRlow φαινότυπο και μειωμένη in vitro ανοσοδιεγερτική ικανότητα ανιχνεύτηκε στο περιφερικό αίμα των υγιών ενηλίκων. Τα φυσικώς εμφανιζόμενα CD14+HLA-Gθετ κύτταρα κατέστειλαν τον Τ λεμφοκυτταρικό πολλαπλασιασμό και είχαν ανοσοκατασταλτική επίδραση στα Τ κύτταρα, μετατρέποντάς τα σε υπο-απαντητικά και ανοσοκατασταλτικά κύτταρα in vitro. Μετά την αλλογενή μεταμόσχευση, τα HLA-Gθετ κύτταρα αυξάνουν στο αίμα. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι πέραν της αύξησης των CD14+HLA-Gθετ κυττάρων παρατηρήθηκε επίσης μια ιδιαίτερη αύξηση των CD3+HLA-Gθετ κυττάρων στο αίμα. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα CD14+HLA-Gθετ και CD3+HLA-Gθετ κύτταρα των άλλο-μεταμοσχευμένων ασθενών ήταν ικανά να καταστέλλουν τον Τ κυτταρικό πολλαπλασιασμό in vitro. Επιπλέον ανιχνεύθηκε μια αύξηση της έκφρασης του HLA-G στις δερματικές βιοψίες των μεταμοσχευμένων ασθενών, η οποία συσχετίζονταν με τη νόσο GvHD. Τα φλεγμονώδη κύτταρα που είχαν διεισδύσει στο δέρμα των ασθενών ήταν επίσης HLA-G θετικά. Στη συγκεκριμένη εργασία αναφέρουμε την παρουσία φυσικώς εμφανιζόμενων HLA-Gθετ μονοκυττάρων με in vitro ανοσοκατασταλτικές ικανότητες. HLA-G εκφραζόμενα ρυθμιστικά κύτταρα ανιχνεύονται στο αίμα μετά τη μεταμόσχευση σε αυξημένους αριθμούς. Τα επιθηλιακά κύτταρα του δέρματος που είναι προσβεβλημένο από τη νόσο GvHD εμφανίζουν αυξημένη έκφραση του HLA-G.

Ο εν τω βάθει ηλεκτρικός εγκεφαλικός ερεθισμός (DBS) αποτελεί μία ευρέως αποδεκτή και πολύ αποτελεσματική θεραπευτική μέθοδο για ασθενείς με φαρμακοανθεκτική ν. Πάρκινσον. Διάφορες μελέτες έδειξαν ότι το DBS στον υποθαλάμιο πυρήνα (STN) οδηγεί σε αύξηση του σωματικού βάρους, ο μηχανισμός της οποίας παραμένει άγνωστος. Τα τελευταία χρόνια διατυπώθηκαν διάφορες θεωρίες για τον πιθανό μηχανισμό αυτής της αύξησης βάρους. Σύμφωνα με μία από τις πιο ενδιαφέρουσες θεωρίες, η αύξηση βάρους οφείλεται σε διαταραχή του μηχανισμού ρύθμισης της λήψης τροφής σε υποθαλαμικό επίπεδο. Είναι γνωστό ότι ο υποθάλαμος κατέχει κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση της ομοιόστασης της ενέργειας: δέχεται, επεξεργάζεται και ερμηνεύει ορεξιογόνα και ανορεξιογόνα σήματα όπως η γκρελίνη, το ΝΡΥ και η λεπτίνη. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της πιθανής συμμετοχής του ηλεκτρικού ερεθισμού του υποθαλάμιου πυρήνα στη ρύθμιση της ομοιόστασης της ενέργειας, μέσω της διαταραχής των ορεξιογόνων και ανορεξιογόνων πεπτιδίων γκρελίνη, ΝΡΥ και λεπτίνη. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν 23 από τους ασθενείς με ν.Πάρκινσον που υποβλήθηκαν σε STN DBS στην κλινική μας (15 άντρες-8 γυναίκες, ηλικία: 65,2 ± 8,9χρόνια, διάρκεια νόσου:12,7 ± 6χρόνια). Κάθε ασθενής εξετάστηκε σε 3 διαδοχικές χρονικές στιγμές: 3 μέρες πριν το χειρουργείο, 3 και 6 μήνες μετά το χειρουργείο και υπεβλήθη σε μέτρηση του σωματικού βάρους και του BMI, λιπομέτρηση και μέτρηση των επιπέδων γκρελίνης, λεπτίνης, NPY και κορτιζόλης ορού. Τρεις μέρες πριν και 6 μήνες μετά το χειρουργείο, πραγματοποιήθηκε κλινική εκτίμηση των ασθενών με τη χρήση των: Unified Parkinson’s Desease Rating Scale (UPDRS), Schwab and England Scale και Hoehn Yahr scale, καθώς και υπολογισμός της ημερήσιας δόσης ντοπαμίνης (LEDD). Τα αποτελέσματα της μελέτης μας συνοψίζονται ως εξής: 3 μήνες μετά τη χειρουργική επέμβαση διαπιστώθηκε σημαντική αύξηση βάρους των ασθενών μας: (3.09±5.00kg, P=0.007), χωρίς περαιτέρω αύξηση στους 6 μήνες. Τα επίπεδα του ΝΡΥ στο περιφερικό αίμα αυξήθηκαν σημαντικά 3 μήνες μετά το χειρουργείο (p=0.05), ενώ τα επίπεδα της γκρελίνης αυξήθηκαν σημαντικά στους 6 μήνες (p=0.001). Η αύξηση του σωματικού βάρους συσχετίστηκε σημαντικά με τη μεταβολή των επιπέδων της γκρελίνης και της λεπτίνης στους 3 και 6 μήνες αντίστοιχα. Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι το STN DBS φαίνεται να προκαλεί μία προσωρινή δυσλειτουργία της υποθαλάμιας έκκρισης ΝΡΥ και γκρελίνης. Η μεταβολή του σωματικού βάρους μπορεί να αποδοθεί στην αυξημένη έκκριση γκρελίνης και λεπτίνης. Περαιτέρω μελέτες με μεγαλύτερο αριθμό ασθενών απαιτούνται για να επιβεβαιωθεί ο ρόλος της πεπτιδιακής δυσλειτουργίας στην αύξηση βάρους μετά τη νευροδιέγερση και για να διερευνηθεί η πιθανή νευροπροστατευτική δράση που το DBS μπορεί να ασκήσει μέσω της αύξησης των επιπέδων της γκρελίνης. / Deep brain stimulation (DBS) is a widely accepted and highly effective treatment method for patients with medically refractory idiopathic Parkinson's desease. Various studies have shown that DBS of the subthalamic nucleus (STN) results in increased body weight, the mechanism of which is still unknown. In recent years there were various theories as to the possible mechanism of this weight gain. According to the most interesting theory, weight gain is due to a disruption of the central mechanism that regulates food intake. It is known that the hypothalamus plays a central role in the regulation of energy homeostasis: it receives, processes and interprets orexigenic and anorexigenic signals such as ghrelin, NPY and leptin. The aim of this study was to investigate the possible involvement of STN DBS in the regulation of energy homeostasis, through the disruption of orexigenic and anorexigenic peptides ghrelin, leptin and NPY. Twenty three patients with idiopathic Parkinson’s desease who underwent STN DBS in our clinic were included in our study (15 males - 8 females, age : 65,2 ± 8,9 years, disease duration : 12,7 ± 6chronia ). Each patient was examined at three consecutive time points: 3 days before surgery, 3 and 6 months after surgery. At each clinical appointment all patients underwent body composition measurements including body weight, body mass index (BMI) and fat mass, as well as blood sampling for the measurement of the circulating levels of ghrelin, leptin, NPY and cortisol. Three days before and 6 months after surgery patients were clinically evaluated with the use of the Unified Parkinson's Desease Rating Scale (UPDRS), Schwab and England Scale and Hoehn Yahr scale and the L-dopa daily dose (LEDD) was recorded. The results of our study are summarized as follows : 3 months after surgery there was a significant increase of body weight: (3.09 ± 5.00kg, P = 0.007), with no further increase at 6 months. NPY levels increased significantly 3 months after surgery (p = 0.05), while ghrelin levels increased significantly at 6 months (p = 0.001). Weight gain was significantly correlated with the change of ghrelin and leptin levels at 3 and 6 months respectively. In conclusion, STN DBS seems to temporarily dysregulate the hypothalamic secretion of NPY and ghrelin and weight gain can be attributed to the increased secretion of leptin and ghrelin. Further studies with a larger number of patients are required to confirm the role of peptide dysfunction on weight gain after neurostimulation and to investigate the possible neuroprotective role of DBS, exerted through the increase of ghrelin levels.

- / -

Σκοπός: 1) Η μελέτη της αναπνευστικής λειτουργίας εργαζόμενων σε αρτοποιεία, όσον αφορά τα αναπνευστικά συμπτώματα τα σχετικά με την εργασία (βήχας, δύσπνοια, ρινίτιδα, πταρμός και επιπεφυκίτιδα) και τους δείκτες πνευμονικής λειτουργίας (FEV1, FVC, λόγος FEV1/FVC, RV, TLC, λόγος RV/TLC). 2) η μελέτη της ανοσολογικής ευαισθητοποίησης των εργαζομένων στα αλλεργιογόνα των διάφορων αλεύρων που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή του άρτου. Μελετήθηκαν 103 άτομα που εργάζονταν σε παραδοσιακά αρτοποιεία στην περιοχή της πόλης των Πατρών. Από αυτούς τους εργαζόμενους οι 58 απασχολούνται αποκλειστικά στην παραγωγή του άρτου και οι υπόλοιποι 45 αποκλειστικά στην πώληση του άρτου. Ελέγχθηκε ο επιπολασμός των αναπνευστικών συμπτωμάτων των σχετικών με την εργασία (βήχας, πταρμός, επιπεφυκίτιδα, δύσπνοια και ρινίτιδα) με την χρήση ερωτηματολόγιου και προσωπικής συνέντευξης των δύο ομάδων ελέγχου. Επίσης ελέγχθηκε η πνευμονική λειτουργία των εργαζομένων με την χρήση σπιρομέτρησης και σωματικής πληθυσμογραφίας, με τον υπολογισμό των δεικτών FEV1, FVC, τον λόγο FEV1/FVC , RV, TLC και τον λόγο RV/TLC). Αναζητήθηκε επίσης το ποσοστό αποφρακτικής και περιοριστικής νόσου και στους παραγωγούς και στους πωλητές του άρτου και το ποσοστό ανταπόκρισης στην βρογχοδιαστολή (ενδεικτικό αναστρέψιμης αποφρακτικής νόσου). Τέλος εξετάστηκε ο επιπολασμός της ανοσολογικής ευαισθητοποίησης των εργαζομένων στα αλλεργιογόνα άρτου (σιτάρι, βρώμη, σίκαλη και κριθάρι) με την χρήση της δερματικής δοκιμασίας δια νυγμού (skin prick test) και της ανοσολογικής ευαισθητοποίησης στα κοινά αλλεργιογόνα (γύρη λουλουδιών, ακάρεα σκόνης και επιθήλια γάτας και σκύλου) (ατοπία) Οι εργαζόμενοι που απασχολούνται αποκλειστικά με την παραγωγή του άρτου εμφανίζουν σε ποσοστό 41,37% ένα τουλάχιστον αναπνευστικό σύμπτωμα σχετικό με την εργασία, έναντι 6,6% των εργαζομένων στην πώληση του άρτου. Το πιο συχνό αναπνευστικό σύμπτωμα είναι η ρινίτιδα (σε ποσοστό 24,13% για τους παραγωγούς και 4,4% για τους πωλητές). Για τους παραγωγούς βρέθηκε συσχέτιση μεταξύ των αναπνευστικών συμπτωμάτων σχετικών με την εργασία και της ανοσολογικής ευαισθητοποίησης σε ένα τουλάχιστον αλλεργιογόνο των αρτοποιείων (p<0.01), και της ανοσολογικής ευαισθητοποίησης στο αλεύρι σίτου (p<0.05). Οι τιμές των πνευμονικών δεικτών FEV1, FVC και FEV1/FVC για τους παραγωγούς κατά μέσο όρο είναι 91,62%, 94,53% και 96,78%, ενώ οι αντίστοιχες τιμές για τους πωλητές είναι 101,69%, 99,93% και 101,56%. Το ποσοστό αποφρακτικής νόσου μεταξύ των παραγωγών είναι 12,06%, ενώ το 20,68% παρουσιάζει ανταπόκριση στη βρογχοδιαστολή>12% (ενδεικτικό αναστρέψιμης αποφρακτικής νόσου-άσθμα). Το ποσοστό περιοριστικής νόσου είναι παρόμοιο για τις δυο ομάδες (12.06% για τους παραγωγούς και 11,1% για τους πωλητές ). Τέλος το 22,41% των παραγωγών άρτου εμφανίζει ευαισθητοποίηση σε ένα τουλάχιστον αλλεργιογόνο του άρτου, έναντι 4,4% των εργαζομένων στην πώληση του άρτου με καθοριστικό παράγοντα την ύπαρξη ατοπίας.(OR=15, 12, p<0.01). Το 17,24% των εργαζομένων στην παραγωγή του άρτου εμφανίζει ευαισθητοποίηση στο αλεύρι σίτου, ενώ μόνο το 2,2% των πωλητών εμφανίζει κάτι ανάλογο με την ατοπία επίσης να συντελεί σημαντικό ρόλο(OR=8.8, p<0.01) Οι εργαζόμενοι στην παραγωγή του άρτου παρουσιάζουν πιο συχνά αναπνευστικά συμπτώματα σχετικά με την εργασία ανοσολογικής προέλευσης, χαμηλότερες τιμές στους δείκτες πνευμονικής λειτουργίας που υποδηλώνουν αποφρακτική νόσο και σε μεγαλύτερο ποσοστό ανοσολογική ευαισθητοποίηση στο αλεύρι σίτου από τους πωλητές άρτου. Σημαντικό ρόλο πιθανόν να παίζει η αυξημένη έκθεση στη συγκέντρωση σκόνης αλευριού στην οποία εκτίθενται οι εργαζόμενοι στην παραγωγή του άρτου σε σχέση με τους πωλητές του άρτου. / Aim: 1) The study of the respiratory function of people working in bakeries, concerning the respiratory symptoms which are related to the work (cough, dyspnoea, rhinitis, sneezing and conjunctivitis) and the indexes of lung function (FEV1, FVC, ratio FEV1/FVC, RV, TLC, ratio RV/TLC). 2) The study of the immunologic sensitization of the people working in the allergies of different flours which are used in bread production. People working in traditional bakeries (103 people) in the area of the town of Patras were studied. Fifty eight of them were working exclusively in the bread production and forty five were working exclusively in the bread sale. The prevalence of the respiratory symptoms, related to the work (cough, sneezing, conjunctivitis, dyspnoea and rhinitis) was examined using a questionnaire and a personal interview of both groups being under examination. The lung function of the employees was also checked using a spirometry and body phlethysmography, calculating the indexes FEV1, FVC, the ratio FEV1/FVC, RV, TLC and the ratio RV/TLC). The percentage of the obstructive and the restrictive impairment both in the bread producers and sellers was also searched as well as the percentage of response in the bronchodilation (indication of inverted obstructive impairment). Finally the prevalence of the immunologic sensitization of people working in the allergies of flours (wheat, oats, rye and barley) was examined using the skin prick test and the immunologic sensitization in common allergies (pollen, house dust mite and animal dander). The people working exclusively in the bread production present at least one respiratory symptom related to their work in a percentage of 41.37%, versus the people working in bread sale with a percentage of 6.6%. The most often respiratory symptom is rhinitis (a 24.13% of bread producers and a 4.4% of bread sellers). There was a connection, for the bread producers, among the respiratory symptoms related to the work and the immunologic sensitization in at least one allergy of bakeries (p<0.01), and the immunologic sensitization in the wheat flour (p<0.05). The rates of the lung ratios FEV1, FVC and FEV1/FVC are 91.62%, 94.53% and 96.78% on the average for the bread producers, versus the equivalent rates which are 101.69%, 99.93% and 101.56% for the bread sellers. The percentage of obstructive impairment among the bread producers is 12.06%, while a 20.68% present a response in the bronchodilation >12% (indication of inverted obstructive impairment – asthma), and while the percentage of restrictive impairment is similar in both groups (12.06% for bread producers and 11.1% for bread sellers). Finally a 22.41% of the bread producers present sensitization in at least one of the allergies of flour, versus a 4.4% of the bread sellers with a defining factor the existence of atopy. (OR=15, 12, p<0.01). A 17.24% of bread producers present a sensitization in wheat flour, versus a 2.2% of the bread sellers who present something equivalent, with atopy having an important part (OR=8.8, p<0.01). The bread producers present more often respiratory symptoms of immunologic origin connected to the work, lower rates in the ratios of lung function which indicate obstructive illness and a higher percentage of immunologic sensitization to wheat flour versus the bread sellers. The increased exposure in the concentration of wheat dust, that the bread producers versus the bread sellers are exposed, is possible of important part.