Daugelis neurodegeneracinių ligų klinikinių žymenų yra nespecifiniai ir nustatomi tik progresavus ligai. Neurodegeneracinio parkinsonizmo diagnostika remiasi klinikiniais kriterijais, tačiau idiopatinės Parkinsono ligos (PL), kuri yra pati dažniausia neurodegeneracinio parkinsonizmo priežastis, klinikiniai požymiai dažnai pasireiškia ir esant kitiems parkinsonizmo sindromams. Patikimas, neinvazinis, nebrangus ir saugus diagnostinis testas PL, galbūt ir demencijų diagnostikai bei diferencinei diagnostikai yra aktualus dėl kelių pagrindinių priežasčių: skirtingų parkinsonizmo sindromų medikamentinis gydymas ir ligos prognozė labai skiriasi; tiksli diagnozė svarbi imantis neatidėliotinų priemonių užkertant kelią kai kurioms sindromams būdingoms gyvybei grėsmingoms komplikacijoms; PL ankstyvoji diagnostika ikiklinikinėje stadijoje leistų anksčiau parinkti ir pradėti patogenezinį gydymą; atsiradus efektyvios neuroprotekcijos galimybėms, atsirastų ir tam tikro amžiaus populiacijos atrankinės patikros įrankio poreikis. Disertacinio darbo tikslas buvo nustatyti transkranijinės sonografijos vertę neurodegeneracinių ekstrapiramidinės nervų sistemos ligų diagnostikai, diferencinei diagnostikai ir atrankinei patikrai. Užsienio mokslininko dalyvavimas doktorantūros procese finansuojamas Lietuvos mokslo tarybos (konkurso paraiškos Nr. VIZ-DOK-124, doktorantūros tarybos narė doc. dr. Pille Taba). / The most symptoms of neurodegenerative disorders are non-specific and come to clinical attention only when the disease has progressed. The diagnostics of neurodegenerative parkinsonism is based on clinical criteria. However, the symptoms of idiopathic Parkinson‘s disease (PD), which is the most common cause of neurodegenerative parkinsonism, are often observed in patients with other parkinsonian syndromes. A reliable, non-invasive, safe and affordable test for the diagnosis and differential diagnosis of PD and, perhaps, dementia is relevant for multiple reasons: the disease prognosis and treatment of parkinsonian syndromes differs greatly and an unbiased disease marker would facilitate the development of neuroprotective drugs; the exact diagnosis is crucial in order to take urgent measures to avoid life-threatening complications; early diagnosis of PD would enable pathogenetic treatment; with the arrival of neuroprotective options, the need for selective screening of population according to certain age and other risk factors would arise. The aim of the doctoral study was to investigate the value of transcranial sonography for the diagnosis, differential diagnosis and screening of neurodegenerative extrapyramidal disorders. Participation of the Scientist from foreign institution in the Process of Doctoral Studies is financed by the Research Council of Lithuania (Tender-based financing application No VIZ-DOK-124, the Defence Council Member Assoc. Prof. Dr. Pille Taba).

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2002. / Härtill 6 uppsatser.

Dissertation (Ph.D.) -- University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 2008. / Vita. Bibliography: p.245-252

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--München.

Diss. (sammanfattning) Göteborg : Univ., 2009. / Härtill 3 uppsatser.

Submitted by Ramon Santana (ramon.souza@ufpe.br) on 2015-03-13T14:42:13Z No. of bitstreams: 2 Dissertação completa(David).pdf: 16509548 bytes, checksum: 44c6bbf3d82089ebc82817764572ff34 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T14:42:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação completa(David).pdf: 16509548 bytes, checksum: 44c6bbf3d82089ebc82817764572ff34 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Fundação de Amparo a Ciências e Tecnologia do Estado de Pernambuco (FACEPE) / Os ácidos graxos essenciais exercem um papel crucial para o desenvolvimento e manutenção do sistema nervoso. Estudos recentes do nosso laboratório têm demonstrado que a restrição dietética crônica destes macronutrientes é capaz de induzir sinais de degeneração e perda de neurônios dopaminérgicos na substantia nigra (SN) de ratos. O presente estudo visa testar a hipótese de que esta restrição dietética é capaz de alterar a distribuição de neurônios GABAérgicos nigrais bem como aumentar a funcionalidade e reatividade de astrócitos na SN e corpo estriado (CE). Ratos Wistar foram divididos em dois grupos de acordo com a dieta materna, a qual foi fornecida a partir do acasalamento e mantida por duas gerações. O grupo controle recebeu dieta balanceada contendo óleo de soja como fonte lipídica; grupo deficiente em ácidos graxos essenciais (DAGEs) recebeu dieta semelhante, mas tendo o óleo de coco como fonte lipídica. A capacidade funcional da glia foi analisada em homogenados do CE e SN a partir da atividade da enzima Glutamina Sintetase (GS). A distribuição dos astrócitos e neurônios GABAérgicos foi analisada a partir de imunohistoquímica utilizando-se anticorpos monoclonais para a Proteína Ácida Fibrilar Glial (GFAP) e parvalbumina, respectivamente. Os níveis protéicos de GFAP foram analisados por Western blot. O perfil de ácidos graxos essenciais em fosfolipídios da SN ou CE foi analisado por cromatografia gasosa. Análise do padrão de complexidade morfológica dos astrócitos foi realizada avaliando-se índices como dimensão fractal, área de arborização e lacunaridade. Os resultados obtidos evidenciaram um aumento significativo (p < 0.01) na atividade da GS no CE de animais jovens (30-40 dias) e adultos (90-110 dias) do grupo DAGES, comparado ao controle. Na SN, um aumento na atividade da GS do grupo DAGES (p<0.001) só foi observado aos 90 dias. Um aumento na dimensão fractal dos astrócitos (p=0.009) foi observado apenas nos animais jovens do grupo DAGES, comparado ao controle. No entanto um aumento da área de arborização dos astrócitos foi detectado no grupo DAGES tanto em animais jovens (p=0.004) como nos adultos (p=0.005). Não houve diferença na lacunaridade tanto nos animais jovens quanto nos animais adultos. Modificações na expressão das isoformas da proteína GFAP foram também induzidas pela dieta experimental nos animais jovens, observando-se um aumento na isoforma de 42 KDa no CE, SN assim como no córtex cerebral. Análise dos astrócitos marcados para GFAP sugere ausência de astrogliose na SN do grupo DAGEs tanto em animais jovens como adultos. Quantificação preliminar realizada em 4 animais adultos do grupo DAGES e 3 animais do grupo controle sugere que o número de neurônios imunorreativos a parvalbumina da SN não difere entre os grupos. Os resultados obtidos sugerem que a restrição dietética em ácidos graxos essenciais por duas gerações induz efeitos adversos sobre a diferenciação e atividade funcional dos astrócitos, evidenciando também uma reatividade diferenciada entre as células da glia da SN e CE. Contudo, a restrição dietética por duas gerações não é capaz de causar astrogliose na SN dos animais jovens e adultos.

Atualmente observa-se que a proporção de pessoas com 60 anos ou mais está crescendo mais rápido do que a de outras faixas etárias. Um dos resultados desta transição epidemiológica é o aumento das doenças cujo fator de risco é o envelhecimento, entre elas, a doença de Parkinson. Embora muitas regiões exibam os sinais neuropatológicos da doença de Parkinson, a degeneração dos neurônios, contendo neuromelanina, da substância negra é considerada como sendo uma característica importante, representando o critério cardinal para o diagnóstico. No entanto, ainda não está claro por que certas regiões do cérebro, como a substância negra, são vulneráveis em algumas doenças neurodegenerativas e alguns neurônios vizinhos, às vezes morfologicamente indistinguíveis, permanecem preservados. Análises moleculares de populações de neurônios podem conduzir a uma melhor compreensão sobre a fisiologia dos mesmos, bem como os mecanismos envolvidos nos processos de doença. Na era pós genômica, realizar análises proteômicas são de grande interesse científico, pois permitem avanços no conhecimento dos processos biológicos. A técnica de microdissecção e captura a laser tem sido uma ferramenta importante e cada vez mais utilizada para aquisição de populações puras de células a partir de secções histológicas, evitando que áreas não pertencentes ao tecido alvo sejam dissecadas. A união destes métodos pode contribuir de maneira relevante para o entendimento fisiopatológico dos neurônios contendo neuromelanina da substância negra. No entanto, para que a microdissecção e captura a laser e as análises proteômicas sejam eficazes, é imprescindível a aplicação de um protocolo bem estruturado. Dentro desse contexto, o presente trabalho tem como objetivo criar um protocolo de microdissecção a laser de neurônios contendo neuromelanina em indivíduos cognitivamente normais, para subsequente análise proteômica. Os casos utilizados neste estudo são provenientes do Banco de Encéfalos Humanos do Grupo de Estudos em Envelhecimento Cerebral. Para o desenvolvimento da nossa proposta, contamos com a colaboração do Centro de Proteômica Médica da Universidade de Bochum, Alemanha. O protocolo foi desenvolvido baseado em outros previamente descritos na literatura e otimizado de acordo com objetivos pretendidos. Analisamos o plano anatômico de amostragem do tecido, o método de congelamento, a espessura do corte para a microdissecção, a solução utilizada para a coleta do tecido durante a microdissecção e o método de digestão proteolítica para posteriores análises proteômicas. Através de ensaios comparativos, alcançamos os resultados desejados e os mesmos foram validados através de análises por espectrometria de massas. Consequentemente, também fomos capazes de reconhecer fatores técnicos que possivelmente impossibilitariam um efetivo estudo do proteoma / Currently the worldwide proportion of people aged 60 years and over is growing faster than any other age group. This strikingly epidemiological transition results in an increase of aging related diseases, including Parkinson\'s disease (PD). Although many brain areas exhibit the neuropathological signs of Parkinson\'s disease, the degeneration of neuromelanin containing cells in the substantia nigra is considered a hallmark feature, representing cardinal diagnostic criteria for PD. However, why certain brain regions -- such as the substantia nigra -- are vulnerable in some neurodegenerative diseases, while some neighboring morphologically indistinguishable neurons remain preserved, is still unclear. Molecular analysis of specific neuronal populations can lead us to a better understanding about the physiological role played by these neurons and mechanisms involved in disease\'s processes. In a post-genomic era, proteomic analyses are of great scientific interest since they allow a better understanding of the biological processes. The laser capture microdissection technique has also became an important tool in biological research, being increasingly used for acquisition of pure populations of cells from histological sections, preventing the dissection of areas outside the target tissue. The combination of these methods can significantly contribute to understand the pathophysiological role of the containing neuromelanin neurons of the substantia nigra. However, for an effective application of both techniques, laser capture microdissection and proteomic analysis, it is essential the application of an efficient protocol. In this context, this study aims to establish a protocol for laser microdissection of containing neuromelanin neurons in cognitively normal individuals for subsequent proteomic analyses. We selected cases from the Brain Bank of the Brazilian Aging Brain Study. A collaboration with the Medical Proteome Center, University of Bochum, Germany took part during the development of our proposal. Our protocol was developed based on previous published protocols and optimized according the intended aims. We analyzed anatomical planes for neuronal collection, freezing methods, thickness of tissue for microdissection sections, solution for tissue collection during laser microdissection and the proteolytic digestion methods. Through our comparative tests, we have achieved the desired results and validated them by mass spectrometry analyses. Consequently, we were also able to exclude technical factors that could possibly preclude one effective proteome analysis

Midbrain dopamine (DA) neurons play a key role in a wide range of behaviours, from motor control, motivation, reward and reinforcement learning. Disorders of midbrain dopaminergic signaling is involved in a variety of nervous system disorders including Parkinson’s disease, schizophrenia and drug addiction. Understanding the basis of how dopaminergic neuronal activity in the substantia nigra pars compacta (SNc) governs movements, requires a deep appreciation of how afferent inputs of various neurotransmitter systems create a neuronal circuit that precisely modulates DA neuronal excitability. Two brainstem cholinergic neuclei, the laterodorsal tegmental nucleus (LDT) and the pedunculopontine tegmental nucleus (PPT), have major cholinergic projections to the SNc, despite the fact that the precise mechanisms of cholinergic modulation of DA neuronal activity mediated by nAChRs remain unclear. To dissect out the modulatory roles of the cholinergic system in regulating DAergic neuronal activity in the SNc and locomotion, we employed optogenetics along with electrophysiological and behavioural approaches. My results from whole-cell recordings from lateral and medial SNc DA neurons revealed that lateral DA neurons received predominantly excitatory nAChR mediated cholinergic neurotransmission (monosynaptic nicotinic or disynaptic glutamatergic responses) resulting in greater excitability of DA neurons both at 5 and 15 Hz blue LED light stimulation of cholinergic terminals. However, medial SNc DA neurons received predominantly biphasic current responses that were both inhibitory GABAergic and excitatory nAChR mediated cholinergic neurotransmission. This led to a net inhibition of action potential firing of DA neurons at 5 Hz blue LED light stimulation of cholinergic terminals, while at 15 Hz stimulation there was an initial inhibition followed by a significant increase of the baseline action potential firing frequency. Furthermore, in vivo optogenetic experiments showed that activation of the cholinergic system in the medial SNc resulted in decreased locomotion, while for the lateral SNc led to increased locomotion. Together our findings provide new insights into the role of the cholinergic system in modulating DA neurons in the SNc. The cholinergic inputs to different subregions of the SNc may regulate the excitability of the DA neurons differentially within a tight range from excitation to inhibition which may translate into different kinds of locomotor behaviour. / Graduate

Zusammenfassung der Arbeit Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Dr. med. Titel: Quantifizierung und zelluläre Lokalisation von Eisen in der Substantia nigra bei Patienten mit Parkinsonscher Erkrankung und gesunden Kontrollen eingereicht von Isabel Weigelt angefertigt an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig Paul Flechsig Institut für Hirnforschung, Abteilung Molekulare und Zelluläre Mechanismen der Neurodegeneration betreut von PD Dr. Dr. Markus Morawski Prof. Dr. Thomas Arendt November 2019 Das Spurenelement Eisen ist aufgrund seiner Schlüsselrolle in der Neurotransmittersynthese oder der Myelinisierung essentiell für Neuronen. Sein ubiquitäres Vorkommen erfordert eine Regulierung der Eisenhomöostase in engen Grenzen. Hohe Konzentrationen an freiem Eisen sind jedoch in der Lage, über den Weg der Fenton-Reaktion das oxidative Stresslevel der Zelle drastisch zu erhöhen und die Bildung vermehrter reaktiver Sauerstoffspezies zu triggern; betroffene Zellen degenerieren. Eine Erhöhung der Eisenkonzentration wird bei zahlreichen neurodegenerativen Erkrankungen beschrieben, so auch bei Parkinsonscher Erkrankung (PD). Die aktuelle Datenlage zu quantitativen Eisenkonzentrationen in den verschiedenen Zelltypen innerhalb der menschlichen SN ist jedoch rar. Elementanalysen, vor allem von Eisen, bieten eine ideale Möglichkeit, um die Rolle des Eisens sowie der Eisenspeicherformen im Rahmen der Pathogenesemechanismen weiter zu entschlüsseln und so besser beurteilen zu können. Ziel der Arbeit war es, neben der Beschreibung typischer Veränderungen der Zellen bei PD die Verteilung der Haupteisenspeicherformen Ferritin und Neuromelanin darzustellen sowie eine eventuelle Kolokalisation mit Gliazellarten aufzudecken. Quantitativ sollte eine Bestimmung des Gesamteiseins und der differentiellen ortsaufgelösten zellulären Eisenkonzentration erfolgen, um direkte Veränderungen in den Eisenkonzentrationen zwischen Kontrollen und PD identifizieren zu können. Hierfür erfolgte zu qualitativen Analysezwecken zunächst eine klassische sowie Fluoreszenz-immunhistochemische Darstellung zellspezifischer Marker (anti-HuC/D, -IBA-1, -GFAP, -CNPase, -OLig2, -MBP, -Ferritin, -HLA) nach Standardprotokoll mit einer Ni-DAB Verstärkung. Histochemische Färbungen nach Perls und Turnbull wurden zum semiquantitativen Eisennachweis durchgeführt. Als Methode zur ortsaufgelösten quantitativen Eisenbestimmung kam die Ionenstrahlmikroskopie (Partikel-induzierte Röntgen-Emission, PIXE) zur Anwendung. Die wichtigsten Ergebnisse sind nachfolgend dargestellt: Immunhistochemie und Histochemie • Typische zelluläre Veränderungen bei PD konnten in Übereinstimmung mit bestehender Literatur immunhistochemisch bestätigt werden. So findet sich der höchste Neuronenverlust im Nigrosom 1, die Gliazellen zeigen deutliche Aktivierungszeichen hinsichtlich ihrer Verteilung und Morphologie. • Eine Kolokalisation von Ferritin mit Oligodendrozyten konnte sowohl über klassische Immunhistochemie als auch über eine Fluoreszenz-Doppelmarkierung gezeigt werden. • Bei PD nimmt die Dichte von Ferritin-positiven Oligodendrozyten zu. • Als Zeichen für eine Aktivierung der Oligodendrozyten bei PD sind die erhöhte Oigodendrozytendichte und degenerative Veränderungen der Myelinfasern in Kombination mit einer erhöhten MBP-Immunreaktivität denkbar. • Bei PD sind semiquantitativ höhere Bestände nicht-chelatierten Fe3+ nachweisbar, das flächenmäßig dargestellte eisenreiche Gebiet der SN zeigt in > 50% der Fälle mit PD eine größere Ausdehnung (Färbung nach Perls). Das Nigrosom 1 ist bei PD nicht mehr anhand einer schwächeren Farbreaktion im Vergleich zur gesamten SN auszumachen. Ionenstrahlmikroskopie • Mit dem Ionenstrahlmikroskop wurden erstmals selektiv gefärbte Zellarten in der humanen SN bei PD und Kontrollen hinsichtlich ihrer zellulären Eisenkonzentration vergleichend quantifiziert. • Das Gesamteisen im Nigrosom 1 beträgt bei den Kontrollen ca. 2,49 mmol/l, bei PD ca. 3,00 mmol/l. • Neuronen zeigen bei PD eine um ca. 107 % erhöhte Eisenkonzentration (KO: 1,98 mmol/l). • Mikrogliazellen vergrößern im Rahmen ihrer Aktivierung bei PD ihre zellulären Eisenbestände um ca. 26 % (KO: 3,19 mmol/l). • Die zelluläre Eisenkonzentration der Astrozyten ist bei PD nicht signifikant verändert (KO: 4,31 mmol/l; PD: 4,11 mmol/l). • Oligodendroglia weisen in Abhängigkeit des verwendeten Zellmarkers unterschiedliche zelluläre Eisenkonzentrationen auf. Olig2-positive Zellen akkumulieren bei PD im Durchschnitt 250% mehr Eisen (KO: 2,76 mmol/l), CNPase-positive Oligodendrozyten ca. 64 % mehr Eisen (KO: 1,81). • Neuromelanin ist bei PD infolge der Neurodegeneration zunehmend extrazellulär zu finden und deutlich stärker mit Eisen beladen (KO: 8,73 mmol/l; PD: 14,21 mmol/l). • Ferritin-positive Oligodendrozyten besitzen unter den Gliazellen den höchsten zellulären Eisengehalt (6,01 mmol/l). Bei PD sinkt die zelluläre Eisenkonzentration jedoch auf ca. 51 %, was eine Entleerung der Ferritinspeicher mutmaßen lässt. Eine Erhöhung der Eisenkonzentration ist in nahezu allen untersuchten Zellarten zu beobachten. Eine vermutete Entleerung der Ferritinspeicher impliziert in Kombination mit der steigenden zellulären Eisenkombination letztlich eine Vergrößerung des LIP der Zellen in der SN bei PD. Diese Hypothese wird durch die bei PD entschieden intensiver ausfallende Perls-Färbung zum Nachweis nicht-chelatierten Fe3+ gestützt. Eisen kommt unumstritten eine nicht zu vernachlässigende Rolle bei neurodegenerativen Prozessen zu. Die Quantifizierung von Eisen in verschiedenen Zelltypen gibt Aufschluss über die Veränderung der Eisenkonzentrationen bei PD. Dennoch bleiben genaue Mechanismen, die zu einem Anstieg des Eisens führen, Gegenstand weiterer Forschungen.:1 Einleitung 1 1.1 Eisen 1 1.1.1 Überblick über den systemischen Eisenstoffwechsel 1 1.1.2 Eisenverteilung und Eisenstoffwechsel im Gehirn 2 1.1.3 Der labile Eisenpool 4 1.2 Parkinsonsche Erkrankung 5 1.2.1 Symptomatik und Pathogenese 5 1.2.2 Äthiopathogenese 6 1.2.3 Substantia nigra 7 1.2.3.1 Topografie und Gliederung des Kerngebietes 7 1.2.3.2 Zellverlust innerhalb der Substantia nigra bei Parkinsonscher Erkrankung 9 1.2.3.3 Einbindung der Substantia nigra in die Basalganglienschleife 11 1.2.4 Veränderungen der Gliazellen bei Parkinsonscher Erkrankung 11 1.2.4.1 Veränderungen der Mikroglia 11 1.2.4.2 Veränderungen der Astroglia 13 1.2.4.3 Veränderungen der Oligodendroglia und der Myelinfasern 14 1.2.5 Eisen – Spurenelement mit Schlüsselrolle in der Pathogenese des M. Parkinson? 15 1.3 Methodische Einleitung 18 1.3.1 Quantifizierungsmöglichkeiten von Eisen 18 2 Fragestellung und Zielsetzung 20 3 Material und Methoden 22 3.1 Material 22 3.1.1 Humanes Probenmaterial 22 3.1.2 Chemikalien 24 3.1.3 Reagenzien 25 3.1.4 Geräte und Verbrauchsmaterialien 27 3.2 Methoden 28 3.2.1 Gewebefixierung 28 3.2.2 Paraffineinbettung 28 3.2.3 Herstellung der Paraffinschnitte 29 3.2.4 Färbungen und Immunhistochemie 29 3.2.5 „Avidin-Biotin-Complex“-Methode für die Immunhistochemie 30 3.2.6 Darstellung verschiedener Gehirnzelltypen mit der ABC-Methode 33 3.2.6.1 Darstellung von Neuronen mittels anti-Humanem Neuronalem Protein (anti-HuC/D) 33 3.2.6.2 Darstellung von Astroglia mittels anti-Glial Fibrillary Acidic Protein (anti-GFAP) 34 3.2.6.3 Darstellung von Mikroglia mittels anti-HLA-DP,-DQ,-DR und anti-IBA-1 34 3.2.6.4 Darstellung von Oligodendroglia mittels anti-CNPase und anti-Olig2 34 3.2.6.5 Darstellung von Myelin mittels anti-Myelin Basic Protein (anti-MBP) 35 3.2.6.6 Darstellung von Ferritin mittels anti-Ferritin Heavy Chain (Y-16) 35 3.2.7 Fluoreszenz-Immunhistochemie 35 3.2.8 Histochemische Färbungen zum semiquantitativen Eisennachweis 37 3.2.8.1 Färbung nach Perls zum Nachweis von Fe3+ 37 3.2.8.2 Färbung nach Turnbull zum Nachweis von Fe2+ 38 3.2.9 Identifikation anatomischer Regionen der Substantia nigra und Anfertigung der Abbildungen 39 3.2.10 Ionenstrahlmikroskopie 39 3.2.10.1 Technische Aspekte der Ionenstrahlmikroskopie 40 3.2.10.2 Analysemethoden am LIPSION 43 3.2.10.3 Grundlagen der protoneninduzierten Röntgenemission (PIXE) 44 3.2.10.4 Grundlagen der Rutherford-Rückstreuung (RBS) 45 3.2.10.5 Probenpräparation für die Nanosonde 45 3.2.10.6 Kombination von Immunhistochemie und Ionenstrahlmikroskopie 46 3.2.10.7 Der Messvorgang an der Nanosonde 47 3.2.10.8 Auswertung der experimentell ermittelten Daten 49 3.2.11 Quantitative MR-Bildgebung 53 3.2.12 Statistische Auswertung 53 4 Ergebnisse 54 4.1 Immunhistochemie 54 4.1.1 Darstellung von Neuronen mittels anti-Humanem Neuronalem Protein (anti HuC/D) 54 4.1.2 Darstellung von Astroglia mittels anti-Glial Fibrillary Acidic Protein (anti GFAP) 56 4.1.3 Darstellung von Myelin mittels anti-Myelin Basic Protein (anti MBP) 58 4.1.4 Darstellung von Mikroglia mittels anti-ionized calcium binding adaptor molecule 1 (anti IBA 1) und anti HLA DP, DQ, DR 60 4.1.5 Darstellung von Oligodendroglia mittels anti-CNPase und anti-Olig2 64 4.1.6 Darstellung von Ferritin-reaktiven Zellen mittels anti-Ferritin Heavy Chain (Y-16) 66 4.1.7 Fluoreszenz-Doppelmarkierung zur Darstellung der zellulären Lokalisation immunhistochemisch detektierter Ferritinbestände (Ferritin - IBA-1, Ferritin - GFAP, Ferritin - Olig2) 68 4.2 Semiquantitativer Eisennachweis 70 4.2.1 Nachweis von Fe3+ nach Perls (DAB) 70 4.2.2 Nachweis von Fe2+ nach Turnbull 73 4.3 Ionenstrahlmikroskopie 76 4.3.1 Ortsaufgelöste Elementdarstellung und Bestimmung der Eisenkonzentration in ausgewählten Regionen von Interesse 76 4.3.2 Eisenkonzentration verschiedener Gehirnzelltypen im Nigrosom 1 79 4.3.3 Eisenkonzentration ausgewählter Eisenspeicherformen im Nigrosom 1 81 4.3.4 Gesamteisenkonzentration im Nigrosom 1 sowie Anteil der untersuchten Zellarten und Eisenspeicherformen am Gesamteisen 82 4.3.5 Elementprofile ausgewählter Zellarten mit deren Eisenspeicherformen 83 4.4 Kurzzusammenfassung der Ergebnisse 86 4.4.1 Klassische Immunhistochemie, Histochemie und Fluoreszenz-IHC 86 4.4.2 Ionenstrahlmikroskopie 86 5 Diskussion 88 5.1 Methodische und vergleichende Betrachtungen 88 5.1.1 Hirngewebe 88 5.1.2 Ionenstrahlmikroskopie 88 5.1.3 Immunhistochemie 92 5.2 Diskussion der Ergebnisse 93 5.2.1 Quantifizierung von Eisen im Nigrosom 1 der SNpc 93 5.2.2 Degeneration dopaminerger Neuronen innerhalb der Substantia nigra 100 5.2.3 Veränderungen der Gliazellen bei Morbus Parkinson 100 5.2.4 Interpretationsmöglichkeiten der Perls-Färbung 104 5.3 Ausblick 106 6 Zusammenfassung 108 7 Literaturverzeichnis 111 8 Eigenständigkeitserklärung 132 9 Lebenslauf 133 10 Danksagung 135

Parkinson’s Disease is a disorder of the midbrain dopaminergic system with characteristic neurodegenerative patterns, recognized for its motor symptoms. The neurodegeneration is most prevalent in the substantia nigra pars compacta, while dopaminergic neurons in neighboring structures are comparatively spared. There are many possible explanations for this disparity, including differences in tolerance to oxidative stress, and vulnerability to α-synuclein aggregates. The substantia nigra is part of the basal ganglia, a network of nuclei in the midbrain and base of the forebrain which are responsible for coordinating voluntary movement. Dopamine has an inhibitory effect in the basal ganglia. It dampens signals to remove noise, so the basal ganglia circuitry is not hyperactive. In the absence of dopamine, the flow of information through the basal ganglia is disrupted. This results in tremor, bradykinesia, and rigidity, known as the classic triad. No cure currently exists and therapies are unable to slow disease progression, so treatments are aimed at symptom management. Degenerative processes in Parkinson’s Disease occur rapidly, early in the disease progression, with about 60% neuronal death in the substantia nigra prior to diagnosis. There is a need for biomarkers or other signs which can be used to clinically to diagnose the disease at an earlier stage. In conclusion this paper provides suggestions for future lines of research.