Detailed examination of neurodegeneration in peripheral and central structures of the ascending auditory pathway after noise-induced hearing loss in adult mice
Final Report Abstract
Aus bisherigen Studien ist bekannt, dass ein Lärmtrauma zentralnervöse Pathologien induziert, die zur Generierung von Hör- und Wahrnehmungsstörungen führen können. Ziel des vorliegenden Projekts ist die histologische und immunhistochemische Untersuchung der anatomischen Auswirkungen eines Lärmtraumas auf die peripheren und zentralen auditorischen Verarbeitungsinstanzen bei normalhörenden, adulten Mäusen. Dabei liegt der Fokus einerseits auf den Dimensionen degenerativer Prozesse in den verschiedenen beteiligten Strukturen. Andererseits sollen die Zeitverläufe dieser Vorgänge detailliert beleuchtet werden. Dabei geht es auch um die Beantwortung der Frage, inwieweit degenerative Prozesse im auditorischen System eine direkte Auswirkung der Überstimulation oder eine Folge akustischer Deprivation sind. Zur Beantwortung der Fragestellung wurden Zelldichten bestimmt sowie Zelltodmechanismen in verschiedenen Strukturen der aufsteigenden Hörbahn (Cochlea, Nucleus cochlearis, inferiorer Colliculus, medialer Kniehöcker, auditorischer Cortex) im Mausmodell eines lärminduzierten Hörverlusts zu verschiedenen Zeitpunkten nach einfacher oder wiederholter Lärmexposition dargestellt. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass eine einmalige Lärmexposition (3h, 115 dB SPL, 5-20 kHz) mit einem signifikanten Hörverlust einhergeht und akute (≤ 1 Tag) sowie längerfristige (Beobachtungszeitraum 14 Tage) Degenerationen insbesondere in subcortikalen Strukturen des auditorischen Systems induziert. Ein wiederholtes Lärmtrauma ist vor allem gefolgt von Pathologien im auditorischen Thalamus und Cortex, während die objektiv bestimmte Hörschwelle sich nicht signifikant im Vergleich zur einmaligen Lärmexposition verändert. Ein initiales Lärmtrauma hat direkte Auswirkungen auf basale Strukturen der Hörbahn, eine Protektion cortikaler Areale erfolgt möglicherweise aufgrund inhibitorischer neuronaler Projektionen. Degenerative Mechanismen in hierarchisch höheren Strukturen des vorgeschädigten Systems deuten auf eine zunehmende Beeinträchtigung komplexer Verarbeitung akustischer Informationen nach wiederholter Lärmexposition. Perspektivisch könnte eine exakte Charakterisierung der pathologisch wirksamen Signalkaskaden eine zeitlich und strukturell sinnvolle therapeutische Intervention ermöglichen und dadurch die Auswirkungen eines Hörverlusts in den betroffenen Verarbeitungsinstanzen verringern und zur Reduktion resultierender audiologischer Symptome beitragen (z.B. Tinnitus, Hyperakusis, Beeinträchtigungen im Sprachverständnis).
Publications
- Anatomische und physiologische Korrelate einer Lärmschwerhörigkeit im zentralen auditorischen System von Mäusen. 86. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für HNO- Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V., 2015, Berlin, Germany
Gröschel, M.; Fröhlich, F.; Müller, S.; Götze, R.; Ryll, J.; Coordes, A.; Ernst, A.; Basta, D.
- Neurodegeneration and Cell Death Mechanisms in the Mouse Central Auditory System after Single or Repeated Noise Trauma. 39th MidWinter Meeting of the Association for Research in Otolaryngology (ARO) 2016, San Diego, California, USA
Gröschel, M.; Fröhlich, F.; Strübing, I.; Ernst, A.; Basta, D.
- Neurodegeneration und Zelltodmechanismen im zentralen auditorischen System der Maus nach wiederholtem Lärmtrauma. Herbsttagung der Arbeitsgemeinschaft Deutscher Audiologen, Neurootologen und Otologen (ADANO) 2016, Berlin, Germany
Gröschel, M.; Fröhlich, F.; Strübing, I.; Ernst, A.; Basta, D.
- (2017): Apoptotic mechanisms after repeated noise trauma in the mouse medial geniculate body and primary auditory cortex. Experimental Brain Research 235(12), 3673-3682
Fröhlich, F.; Ernst, A.; Strübing, S.; Basta, D.; Gröschel, M.
(See online at https://doi.org/10.1007/s00221-017-5091-4) - (2017): Time course of cell death due to acoustic overstimulation in the mouse medial geniculate body and primary auditory cortex. Noise and Health 19(88), 133-139
Fröhlich, F.; Basta, D.; Strübing, S.; Ernst, A.; Gröschel, M.
(See online at https://doi.org/10.4103/nah.NAH_10_17) - Zentrale Neurodegeneration nach wiederholter Lärmexposition im auditorischen System der Maus. 88. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für HNO-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V., 2017, Erfurt, Germany (1. Posterpreis)
Gröschel, M.; Fröhlich, F.; Strübing, I.; Ernst, A.; Basta, D.
- (2018) Apoptosis in the cochlear nucleus and inferior colliculus upon repeated noise exposure. Noise & Health 20 (97) 223
Fröhlich, F.; Gröschel, M.; Strübing, S.; Ernst, A.; Basta, D.
(See online at https://doi.org/10.4103/nah.NAH_30_18) - (2018): Noise-induced neurodegeneration in the central auditory pathway : An overview of experimental studies in a mouse model. HNO 66(4), 258-264
Gröschel, M.; Ernst, A.; Basta, D.
(See online at https://doi.org/10.1007/s00106-018-0485-6)
