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3  Ergebnisse

Im ersten Abschnitt dieses Kapitels werden die Ergebnisse der Untersuchung kortikaler Zellneubildung unter Kontrollbedingungen dargelegt. Zunächst wird die Verteilung BrdU+ Zellen in kortikalen Schichten und Arealen 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU erläutert. Unmittelbar nachgeordnet werden jeweils die Ergebnisse der Phänotypisierung BrdU+ Zellen präsentiert.

Die folgenden zwei Abschnitte befassen sich der gleichen Systematik folgend mit der Wirkung einer reizreichen Umwelt beziehungsweise körperlicher Aktivität auf kortikale Zellneubildung.

Im abschließenden Abschnitt von Kapitel 3 werden die wesentlichen Züge der Ergebnisse in Form einer Zusammenfassung dargestellt.

3.1 Räumliche Verteilung BrdU-inkorporierender Zellen im cerebralen Cortex (Experiment 1)

3.1.1 Unterschiedliche Dichte BrdU-positiver Zellen in Abhängigkeit von der kortikalen Schicht

BrdU-anreichernde Zellen waren sowohl 1 Tag als auch 4 Wochen nach BrdU schichtabhängig unterschiedlich dicht gelagert.

Schicht I

Die höchste Dichte BrdU+ Zellen fand sich in Schicht I, und zwar durchgehend in allen untersuchten Regionen. Je nach Region war die Dichte um 50-90% höher als in den zusammengefassten Schichten II-VI. Auch variierte die Dichte BrdU+ Zellen innerhalb Schicht I in Abhängigkeit von der Region: Im cingulären Cortex (1662 +/- 281,9 BrdU+ Zellen/mm³) und frontalen Cortex (1432 +/- 242,9 BrdU+ Zellen/mm³) waren die BrdU+ Zellen signifikant dichter gelagert als in den weiter lateral oder occipital gelegenen Cortexabschnitten (motorischer Cortex: 1282 +/- 396,6 Zellen/mm³; somatosensorischer Cortex: 1041 +/- 242,2 Zellen/mm³; insulärer Cortex: 1128 +/- 313,7 Zellen/mm³; visueller Cortex: 1110 +/- 339,5 Zellen/mm³).

Was wird aus den BrdU+ Zellen in Schicht I? Nach 4 Wochen hatte sich die Dichte BrdU+ Zellen in Schicht I gegenüber Tag 1 nach BrdU nicht signifikant verändert. Es imponierten zwar je nach Region unterschiedlich ausgeprägte, [Seite 38↓]aber immer leichte Abnahmen der Dichte der BrdU+ Zellen, die aber wie gesagt nicht signifikant waren. So ähnlich verhielt es sich, wenn man nicht die Entwicklung der Dichte BrdU+ Zellen über 4 Wochen, sondern der absoluten Zahl betrachtete. Dann ergaben sich sehr gut übereinstimmende Werte für beide Zeitpunkte, was dafür spricht, daß die BrdU+ Zellen in Schicht I des cerebralen Cortex nicht etwa transienter Natur waren, sondern zumindest über den hier untersuchten Zeitraum persistierten. Ausgeschlossen ist allerdings nicht die Möglichkeit, daß sich Zellneubildung und Zelluntergang die Waage hielten (eine BrdU+ Zelle kann sich noch mehrfach teilen, ohne daß das inkorporierte BrdU unter die Nachweisgrenze verdünnt wird), oder auch die Möglichkeit, daß Zelluntergang durch Einwanderung anderer BrdU-markierter Zellen in Schicht I quantitativ ausgeglichen wurde. Nach 4 Wochen hob sich die Dichte BrdU+ Zellen in Schicht I nur noch des cingulären Cortex (1356 +/- 214,8 Zellen/mm³) von den anderen Regionen ab (frontal: 1095 +/- 261,5 Zellen/mm³; motorisch: 1009 +/- 175,7 Zellen/mm³; somatosensorisch: 952 +/- 339,6 Zellen/mm³; insulär: 1095 +/- 367,6 Zellen/mm³; visuell: 1079 +/- 150,3 Zellen/mm³).

Zusammengefaßt kann also festgestellt werden, daß die Anzahl BrdU+ Zellen in Schicht I des cerebralen Cortex abschnittsweise variierte. Weiter fiel auf, daß sich die Zahl BrdU+ Zellen in Schicht I stabiler über die Zeit verhielt, als dies in tiefer gelegenen kortikalen Schichten (siehe unten) der Fall war.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen in Schicht I

BrdU+ Zellen wurden generell nur in den kortikalen Bereichen quantitativ phänotypisiert, die Unterschiede auf Ebene der Anzahl BrdU+ Zellen zwischen den experimentellen Gruppen ENR, RUN und CTR zeigten. Die Phäno- typisierung BrdU+ Zellen wurde daher nur in Schicht I des cingulären, motorischen und visuellen Cortex quantitativ vorgenommen, über andere Bereiche von Schicht I werden qualitative Aussagen gemacht.

Die meisten BrdU+ Zellen in Schicht I waren S100ß+. S100ß gilt gemeinhin als Marker eines astrozytären Phänotyps. Auch zeigten viele der BrdU+ Zellen Immunreaktivität für NG2. NG2 wird von unreifen glialen Zellen exprimiert, die als Vorläufer von Oligodendrozyten gelten. Die Koexpression von S100ß und NG2 konnte nicht untersucht werden, da die Primärantikörper gegen [Seite 39↓]S100ß und NG2 beide im Kaninchen hergestellt worden waren. Es ist aber anzunehmen, dass es eine Zellpopulation gab, die beide Marker exprimierte, da beide von über 50% der BrdU+ Zellen exprimiert wurden.

Eine kleinere Gruppe BrdU+ Zellen war Iba1+ (spezifischer Marker von Mikroglia) und zeigte die Morphologie von ramifizierter Mikroglia. Wenige BrdU+ Zellen waren CNP+, diese Zellpopulation konnte wegen der sehr geringen Zahl nicht quantifiziert. CNP wird von Oligodendrozyten exprimiert.

Kein eindeutiger Hinweis ergab sich für die Existenz NeuN+/BrdU+ Zellen. NeuN gilt als spezifischer Marker reifer Nervenzellen. Allerdings wurden vereinzelt (ca. zehn von mehreren tausend BrdU+ Zellen im gesamten Cortex) NeuN+/BrdU+ Zellen mit ausschließlicher Lokalisation in Schicht I des frontalen Cortex beobachtet. In allen Fällen war die Immunreaktivität auf BrdU zweifelhaft und die NeuN-Expression relativ schwach, der Befund sei aufgrund seiner lokalisatorischen Spezifität hier trotzdem erwähnt.

Die Anzahl S100ß+/BrdU+ Zellen blieb ebenso wie die Anzahl NG2+/BrdU+ Zellen über 4 Wochen eher stabil. Zumindest ergab der statistische Vergleich der 1-Tag-nach-BrdU- und 4-Wochen-nach-BrdU-Werte keinen signifikanten Unterschied, wenn auch die Durchschnittswerte über 4 Wochen leicht abzunehmen schienen (signifikant nur im motorischen Cortex I).

Dagegen nahm die Anzahl S100ß-/BrdU+ Zellen über 4 Wochen zu (der Mittelwert um etwa 100% im motorischen und visuellen Cortex I). Die Population der S100ß-/BrdU+ Zellen entsprach wohl weitgehend der Iba1+/BrdU+, die im Zeitverlauf ebenso expandierte (signifikant im cingulären und motorischen Cortex I, nicht signifikant im visuellen Cortex I).


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Abb. 8: Phänotypisierung BrdU+ Zellen mittels konfokaler Mikroskopie. A-E: Immunreaktivität gegen Iba1 (blau) und BrdU (rot). A,B: optischer Schnitt durch Iba1+/BrdU+ Zellen. C,D: Schnittserien durch Iba1+/BrdU+ Zellen zeigen, dass sich die BrdU-immunreaktive Struktur in allen Ebenen innerhalb der Iba1-immunreaktiven befindet. E: Die Messung der Signalintensitäten entlang des Linie in D objektiviert die Kolokalisation der BrdU- und Iba1-Immunreaktivität. F: Immunreaktivität gegen Iba1 (grün) und BrdU (rot), Kernfärbung mit TO-PRO3 (blau). Man erkennt die nukleäre Lokalisation der BrdU-Immunreaktivität. G: Immunreaktivität gegen S100ß (blau), NeuN (grün) und BrdU (rot). Der optische Schnitt zeigt eine S100ß+/BrdU+ Zelle in perineuraler Lokalisation. H: Immunreaktivität gegen CNP (blau) und BrdU (rot). Die BrdU-Immunreaktivität (nukleär) ist von der gegen CNP (zytoplasmatisch) umgeben.


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Tab. 3: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären, motorischen und visuellen Cortex, jeweils Schicht I, 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU bei CTR-Tieren.

Phänotyp

Zeitpunkt nach BrdU

Cing Cx I

Mot Cx I

Vis Cx I

S100ß+/BrdU+

1 Tag

557 +/- 94,3

941 +/- 393,5

474 +/- 189,3

4 Wochen

536 +/- 70,7

673 +/- 157,5*

443 +/- 67,0

S100ß-/BrdU+

1 Tag

96 +/- 80,0

173 +/- 73,9

65 +/- 39,4

4 Wochen

115 +/- 59,7

321 +/- 130,1*

119 +/- 58,7

Iba1+/BrdU+

1 Tag

70 +/- 29,5

170 +/- 71,8

50 +/- 27,1

4 Wochen

223 +/- 69,9*

335 +/- 132,4*

79 +/- 25,1

* signifikanter Unterschied zwischen 1-Tag- und 4-Wochen-nach-BrdU-Werten

Schicht II/III

Die Dichte BrdU+ Zellen in Schicht II/III war 1 Tag nach BrdU deutlich niedriger als in Schicht I und Schichten V+VI, höher dagegen als in Schicht IV (diese Aussagen gelten nur für den visuellen und somatosensorischen Cortex, da nur hier eine Quantifizierung von Schicht II/III vorgenommen wurde). Regionale Unterschiede waren deutlich ausgebildet: Schicht II/III enthielt im visuellen Cortex 749 Zellen/mm³ (+/- 156,6), im somatosensorischen Cortex 539 Zellen/mm³ (+/- 117,5). 4 Wochen später war die Dichte BrdU+ Zellen wie auch die absolute Zahl BrdU+ Zellen in Schicht II/III um etwa 20% abgesunken. Allerdings konnte hier kein signifikanter Unterschied zwischen den Werten für 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU ermittelt werden, so daß es unsicher bleibt, ob die Zahl und Dichte BrdU+ Zellen in Schicht II/III im Zeitverlauf tatsächlich abnahmen.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen in Schicht II/III

BrdU+ Zellen aus Schicht II/III wurden ausschließlich im visuellen Cortex quantitativ phänotypisiert. Die Mehrzahl der BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III war positiv für S100ß. Weniger BrdU+ Zellen in Schicht II/III zeigten Immunreaktivität für Iba1 als in Schicht I. CNP+/BrdU+ Zellen fanden sich vereinzelt, wurden aber nicht quantifiziert.


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Der Vergleich der jeweiligen Populationen 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU erbrachte keinen signifikanten Unterschied. Allerdings zeichnete sich hier, wie auch schon in verschiedenen Bereichen von Schicht I, tendenziell eine Abnahme der S100ß+/BrdU+ und eine Zunahme der S100ß-/BrdU+ Zellen über 4 Wochen ab.

Tab. 4: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen in Schicht II/III des visuellen Cortex 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU bei CTR-Tieren.

Phänotyp

Zeitpunkt nach BrdU

Vis Cx II/III

S100ß+/BrdU+

1 Tag

605 +/- 209,0

4 Wochen

478 +/- 132,4

S100ß-/BrdU+

1 Tag

41 +/- 44,1

4 Wochen

80 +/- 84,6

Iba1+/BrdU+

1 Tag

23 +/- 21,8

4 Wochen

25 +/- 22,0

Schicht IV

Schicht IV war von allen untersuchten Schichten diejenige mit der geringsten Dichte BrdU+ Zellen. Da eine unproblematische Abgrenzung von Schicht IV ausschließlich im somatosensorischen und visuellen Cortex möglich war, wurde nur in diesen Regionen die Quantifizierung BrdU+ Zellen speziell in Schicht IV vorgenommen. In den übrigen kortikalen Regionen wurden die Schichten II-VI zusammengefasst quantifiziert.

Im somatosensorischen Cortex war die Dichte BrdU+ Zellen noch geringer als im visuellen Cortex (somatosensorischer Cortex: 1 Tag nach BrdU 458 +/- 135,2 Zellen/mm³; 4 Wochen nach BrdU: 272 +/- 94,5 Zellen/mm³. Visueller Cortex: 1 Tag nach BrdU: 637 +/- 142,7 Zellen/mm³; 4 Wochen nach BrdU: 503 +/- 157,0 Zellen/mm³). Die Dichte BrdU+ Zellen nahm in Schicht IV über 4 Wochen um 20% (visueller Cortex) bzw. 40% (somatosensorischer Cortex) ab (der Unterschied zwischen 1-Tag–nach-BrdU- und 4-Wochen-nach-BrdU-Dichtewert war nicht signifikant). Für die absolute Zahl BrdU+ Zellen konnte bezüglich Schicht IV ein Abfall um 40-50% im Verlaufe der 4 Wochen ermittelt werden (Unterschied signifikant). Die Anzahl BrdU+ Zellen in Schicht IV nahm also innerhalb eines relativ kurzen Zeitraumes ab.


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Schicht V und VI

In Schicht V+VI war die Dichte BrdU+ Zellen 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU höher als in Schicht II/III und Schicht IV, aber niedriger als in Schicht I. Die absolute Zahl BrdU+ Zellen (wie auch die Dichte) fiel über 4 Wochen um etwa 30-35% (signifikant). Wir hatten es also auch hier mit einem Verlust BrdU+ Zellen über die Zeit zu tun.

Zusammenfassung

Die Dichte BrdU+ Zellen sowohl 1 Tag als auch 4 Wochen nach BrdU war schichtabhängig unterschiedlich ausgeprägt: höchste Werte fanden sich in Schicht I, es folgten die Schichten V+VI, dann kam Schicht II/III; die geringste Dichte BrdU+ Zellen fand sich in Schicht IV. Viele der BrdU+ Zellen in Schicht IV-VI 1 Tag nach BrdU waren 4 Wochen nach BrdU verschwunden, während in Schicht I noch genauso viele wie 1 Tag nach BrdU zu finden waren. Schicht II/III verlor wohl auch einige der BrdU+ Zellen über die Zeit, wenn auch nicht so viele wie Schicht V+VI und sich auch keine signifikante Abnahme zeigen ließ.

Die Phänotypisierung BrdU+ Zellen wurde ausschließlich in den Schichten I-III durchgeführt, so dass keine quantitativen Aussagen über die Schichten IV-VI getroffen werden kann.

Die quantitative Phänotypisierung ergab, dass ein Großteil der BrdU+ Zellen in Schicht I-III S100ß+ und/oder NG2+ waren. Diese Zellpopulation(en) zeigte(n) eine leichte Abnahme über 4 Wochen, die aber meist nicht signifikant war. Die restlichen BrdU+ Zellen, also diejenigen, die nicht positiv für S100ß waren, fanden sich häufiger in Schicht I als in Schicht II/III und nahmen tendenziell an Zahl im Verlauf der 4 Wochen zu. Sie entsprachen wohl zum großen Teil Iba1+ Zellen. CNP+/BrdU+ Zellen kamen vereinzelt vor, wurden jedoch nicht quantifiziert.


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3.1.2 Die Dichte BrdU-positiver Zellen variierte nur geringfügig in Abhängigkeit von der kortikalen Region

3.1.2.1 Dichte BrdU+ Zellen in Abhängigkeit von der kortikalen Region 1 Tag nach BrdU

Die BrdU inkorporierenden Zellen waren in den meisten kortikalen Regionen eher gleichmäßig verteilt. Allerdings fanden sich auch kortikale Regionen die bezüglich der Dichte BrdU+ Zellen signifikant von anderen kortikalen Bereichen abwichen. Die größte Dichte BrdU+ Zellen beobachtete man im cingulären Cortex (1195 +/- 198,5 Zellen/mm³; signifikanter Unterschied zu allen anderen Regionen). Am dünnsten waren die BrdU anreichernden Zellen im somatosensorischen Cortex gestreut (676 +/- 160,6 Zellen mm³; signifikanter Unterschied zu allen anderen Regionen). Die Dichte BrdU+ Zellen in den übrigen untersuchten kortikalen Regionen unterschied sich eher geringfügig voneinander, jedenfalls war keiner der Unterschiede signifikant (Frontaler Cortex: 1008 +/- 88,0 Zellen/mm³; visueller Cortex: 929 +/- 150,8 Zellen/mm³; insulärer Cortex: 894 +/- 184,8 Zellen/mm³; motorischer Cortex: 890 +/- 184,1 Zellen/mm³)

3.1.2.2 Dichte BrdU+ Zellen in Abhängigkeit von der kortikalen Region 4 Wochen nach BrdU

4 Wochen nach BrdU fand sich die geringste Dichte BrdU+ Zellen wie auch schon 1 Tag nach BrdU im somatosensorischen Cortex (499 +/- 161,8 Zellen/mm³; Unterschied zu allen anderen Regionen außer zum motorischen Cortex signifikant). Relativ dünn waren die BrdU+ Zellen auch im motorischen Cortex gesät (599 +/- 123,0 Zellen/mm³; Unterschied zu den anderen Regionen außer zum visuellen und somatosensorischen Cortex signifikant). Die Dichte BrdU+ Zellen nach 4 Wochen in den übrigen Regionen unterschieden sich statistisch nicht voneinander (Insulärer Cortex: 802 +/- 153,0 Zellen/mm³; frontaler Cortex 800 +/- 118,7 Zellen/mm³; cingulärer Cortex 767 +/- 121,4 Zellen/mm³; visueller Cortex: 717 +/- 121,9 Zellen/mm³).


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3.1.2.3  Veränderung der Dichte BrdU+ Zellen zwischen 1 Tag nach BrdU und 4 Wochen nach BrdU

Im folgenden ist die Abnahme der Dichte BrdU+ Zellen wie auch die absolute Abnahme der BrdU+ Zellen im Verlaufe von 4 Wochen für die einzelnen Regionen tabellarisch aufgeführt.

Tab. 5: Veränderung der Anzahl und Dichte BrdU+ Zellen über 4 Wochen bezogen auf den 1 Tag nach BrdU Wert (in %) bei CTR-Tieren.

Kortikaler Abschnitt

Veränderung der Anzahl BrdU+ Zellen über 4 Wochen bezogen auf den 1-Tag- nach-BrdU-Wert (in %)

Veränderung der Dichte BrdU+ Zellen über 4 Wochen bezogen auf den 1-Tag- nach-BrdU-Wert (in %)

Frontaler Cortex

+19,5%

-20,6%

Cingulärer Cortex

-36,1%

-35,9%

Motorischer Cortex

-27,6%

-32,7%

Somatosensorischer Cortex

-30,3%

-26,2%

Insulärer Cortex

-3,6%

-10,2%

Visueller Cortex

-19,4%

-22,8%

Auffällig war der vergleichsweise geringe zeitabhängige Verlust BrdU+ Zellen im insulären Cortex. Die anderen Gebiete bewegten sich größenordungsmäßig im selben Rahmen. Die scheinbar widersprüchlichen Werte des frontalen Cortex beruhten wohl auf methodisch bedingten Volumenunterschieden zwischen 1-Tag- und 4-Wochen-Gruppe (vgl. Kapitel 2.8.1).


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3.1.2.4  Zusammenfassung

Die Dichte BrdU+ Zellen zeigte zum Teil regionale Schwankungen. Die geringste Dichte BrdU+ Zellen fand sich sowohl 1 Tag nach BrdU als auch 4 Wochen nach BrdU im somatosensorischen Cortex. Besonders dichte Lagerung BrdU+ Zellen kam im cingulären Cortex 1 Tag nach BrdU vor. Eventuell weitere vorhandene regionale Unterschiede waren zumindest so klein, daß sie hier nicht nachgewiesen werden konnten.

3.2 Einfluß von körperlicher Aktivität (RUN) und reizreicher Umwelt (ENR) auf BrdU inkorporierende kortikale Zellen

3.2.1 Beinflußt körperliche Aktivität BrdU-inkorporierende kortikale Zellen?

Das folgende Experiment wurde ausgeführt, um zu ermitteln, ob körperliche Aktivität Einfluß auf die Anzahl (bzw. Dichte) BrdU+ Zellen 1 Tag bzw. 4 Wochen nach BrdU im cerebralen Cortex hat. Im folgenden werden die Daten einer Gruppe mit gesteigerter körperlicher Aktivität (RUN) mit denen einer Gruppe, die keinen Zugang zu einem Laufrad hatte (CTR), verglichen.

3.2.1.1 Abhängigkeit der Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen 1 Tag nach BrdU von körperlicher Aktivität

Die Anzahl BrdU+ Zellen in allen untersuchten kortikalen Regionen zusammengenommen zeigte 1 Tag nach BrdU keinen signifikanten Unterschied zwischen RUN und CTR. Ebenso war die Dichte BrdU+ Zellen über alle Regionen gemittelt 1 Tag nach BrdU nicht signifikant unterschiedlich (RUN: 834 +/- 185,3; CTR: 856 +/- 154,0). Allerdings zeigte der Vergleich der Anzahl BrdU+ Zellen zwischen RUN und CTR in einzelnen kortikalen Bereichen signifikante Unterschiede.


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Tab. 6: Anzahl BrdU+ Zellen in verschiedenen Bereichen des cerebralen Cortex 1 Tag nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Kortikaler Abschnitt

CTR

RUN

Cortex gesamt

17735 +/- 4421,8

18120 +/- 3510,5

Frontaler Cortex I

492 +/- 182,7

566 +/- 128,4

Frontaler Cortex II-VI*

432 +/- 116,6

712 +/- 253,3

Cingulärer Cortex I*

662 +/- 85,7

895 +/- 87,9

Cingulärer Cortex II-VI

1568 +/- 402,4

1651 +/- 275,2

Motorischer Cortex I

1114 +/- 375,8

1159 +/- 290,6

Motorischer Cortex II-VI

4089 +/- 942,3

3860 +/- 1094,9

Somatosens. Cortex I

725 +/- 195,9

692 +/- 167,4

Somatosens. Cortex II/III

976 +/- 287, 3

928 +/- 232,6

Somatosens. Cortex IV

495 +/- 186,1

432 +/- 147,5

Somatosens. Cortex V+VI

2720 +/- 879,3

2368 +/- 747,3

Insulärer Cortex I

336 +/- 145,7

310 +/- 68,8

Insulärer Cortex II-VI

1000 +/- 301,4

986 +/- 244,2

Visueller Cortex I

538 +/- 225,7

663 +/- 102,1

Visueller Cortex II/III

646 +/- 208,7

789 +/- 157,4

Visueller Cortex IV

336 +/- 124,7

366 +/- 87,6

Visueller Cortex V+VI

1604 +/- 488,6

1743 +/- 288,7

3.2.1.1.1 Frontaler Cortex

In Schicht II-VI des frontalen Cortex fanden sich bei RUN im Mittel etwa 60% mehr BrdU+ Zellen als bei CTR (Unterschied signifikant). Allerdings war das Volumen von Schicht II-VI frontal bei RUN um etwa 50% größer als das der Kontrolltiere. Dies war auf methodische Schwierigkeiten zurückzuführen (vgl. Kapitel 2.8.1).

Der Vergleich der Dichte der BrdU+ Zellen in Schicht II-VI des frontalen Cortex ergab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen.


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3.2.1.1.2  Cingulärer Cortex

Bei Tieren der RUN-Gruppe fanden sich im Mittel 35% mehr BrdU+ Zellen in Schicht I des cingulären Cortex als bei Tieren der CTR-Gruppe (Unterschied signifikant). Dieser Unterschied spiegelte sich auch in der Dichte BrdU+ Zellen wider (RUN: 1352 +/- 242,4 Zellen/mm³; CTR: 1195 +/- 198,5 Zellen/mm³; Unterschied signifikant).

Die zusammengefassten Schichten II-VI des cingulären Cortex zeigten keinen Unterschied zwischen den beiden Gruppen.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I (vgl. Tabelle 7)

Keine der untersuchten BrdU+ Zellen, weder bei RUN noch bei CTR, exprimierte NeuN. Kein Unterschied zwischen den Gruppen ergab der Vergleich der Anzahl der S100ß+/BrdU+ Zellen.

Im Gegensatz dazu gab es einen signifikanten Unterschied zwischen RUN und CTR bezüglich der Anzahl der S100ß-/BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I: RUN hatten durchschnittlich 3,5mal mehr als CTR. Damit hatten RUN im Mittel 244 S100ß-/BrdU+ Zellen mehr in Schicht I des cingulären Cortex als CTR (und durchschnittlich 233 BrdU+ Zellen mehr). Der Vergleich der Anzahl der Iba1+/BrdU+ Zellen ergab, dass der Anstieg der BrdU+ Zellen unter RUN im cingulären Cortex I im wesentlichen auf eine Zunahme dieser Zellpopulation zurückzuführen ist. Kein Unterschied ergab der Vergleich der Anzahl NG2+/BrdU+ Zellen.

Tab. 7: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulärer Cortex I, 1 Tag nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+*

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+*

Iba1+/BrdU+*

NG2+/BrdU+

CTR

662 +/- 85,7

565 +/- 88,7

97 +/- 81,0

70 +/- 29,5

560 +/- 77,1

RUN

895 +/- 87,9

554 +/- 104,5

341 +/- 76,9

372 +/- 112

682 +/- 141,2


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3.2.1.1.3  Motorischer Cortex

Weder der Vergleich der Menge BrdU+ Zellen in Schicht I noch in den zusammengefassten Schichten II-VI des motorischen Cortex zeigte 1 Tag nach BrdU einen signifikanten Unterschiede zwischen RUN und CTR.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im motorischen Cortex I (vgl. Tabelle 8)

Keine der untersuchten BrdU+ Zellen, weder bei RUN noch bei CTR, exprimierte NeuN.

Die Anzahl S100ß+/BrdU+ Zellen in Schicht I des motorischen Cortex zeigte 1 Tag nach BrdU keinen signifikanten Unterschied zwischen RUN und CTR.

Tiere der RUN-Gruppe hatten signifikant mehr S100ß-/BrdU+ und signifikant mehr Iba1+/BrdU+ Zellen im motorischen Cortex I als Tiere der CTR-Gruppe.

Tab. 8: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im motorischen Cortex I, 1 Tag nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+*

Iba1+/BrdU+*

NG2+/BrdU+

CTR

1114 +/- 375,8

941 +/- 393,5

173 +/- 73,9

170 +/- 71,8

1111 +/- 411,1

RUN

1159 +/- 290,6

762 +/- 202,1

397 +/- 129,5

393 +/- 119,6

834 +/-245,2

3.2.1.1.4 Visueller Cortex

RUN hatten im Durchschnitt etwas mehr BrdU+ Zellen als CTR (23% mehr in Schicht I, 22% mehr in Schicht II/III), wenn auch keine Signifikanz erreicht wurde (vgl. Tabelle 6).

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I (vgl. Tabelle 9)

Es wurden keine NeuN+/BrdU+ Zellen beobachtet. Kein signifikanter Unterschied ergab sich bezüglich des Vergleichs der Menge S100ß+/BrdU+ Zellen 1 Tag nach BrdU im visuellen Cortex I von RUN und CTR.

Im Durchschnitt etwa 90% mehr S100ß-/BrdU+ Zellen hatten die Tiere der RUN-Gruppe in Schicht I des visuellen Cortex als die Kontrolltiere (Unterschied signifikant).

Auch hier war der auf BrdU-Zellzahl-Ebene beobachtete leichte Unterschied zwischen RUN und CTR auf einen deutlichen Anstieg der Iba1+/BrdU+ Zellen unter gesteigerter körperlicher Aktivität zurückzuführen.


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Tab. 9: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I, 1 Tag nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+*

Iba1+/BrdU+*

CTR

538 +/- 225,7

473 +/- 189,9

65 +/- 38,8

50 +/- 27,1

RUN

663 +/- 102,1

538 +/- 117,5

124 +/- 41,1

163 +/- 64,6

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III(vgl. Tabelle 10)

Es wurden keine NeuN+/BrdU+ Zellen gesehen. RUN und CTR hatten etwa gleich viele S100ß+/BrdU+ Zellen in Schicht II/III des visuellen Cortex. Bei den Tieren der RUN-Gruppe fanden sich in diesem kortikalen Bereich etwa 3- mal mehr S100ß-/BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (Unterschied signifikant). Dies entsprach wiederum dem Unterschied der bei den Iba1+/BrdU+ Zellen gesehen wurde: RUN hatten 1 Tag nach BrdU durchschnittlich 3,6-mal mehr Iba1+/BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III als CTR.

Tab. 10: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III, 1 Tag nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+*

Iba1+/BrdU+*

CTR

646 +/- 208,7

603 +/- 204,4

43 +/- 43,7

23 +/- 21,8

RUN

789 +/- 157,4

659 +/- 133,5

130 +/- 45,8

82 +/- 57,8

3.2.1.2 Abhängigkeit der Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen 4 Wochen nach BrdU von körperlicher Aktivität

Was wurde nun aus den BrdU+ Zellen? Hatte physische Aktivität Einfluß auf die Entwicklung BrdU+ Zellen? Zur Beantwortung dieser Fragen wurden Anzahl und Dichte BrdU+ Zellen 4 Wochen nach BrdU regional- und schichtabhängig einmal bei Tieren mit gesteigerter körperlicher Aktivität, zum anderen bei Kontrolltieren quantifiziert. Der Vergleich RUN versus CTR ergab folgende Unterschiede:


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Tab. 11: Anzahl BrdU+ Zellen in verschiedenen Bereichen des cerebralen Cortex 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Kortikaler Abschnitt

CTR

RUN

Cortex gesamt

14170 +/- 3112,3

13526 +/- 1766,9

Frontaler Cortex I

489 +/- 156,5

503 +/- 88,4

Frontaler Cortex II-VI*

620 +/- 303,7

311 +/- 166,1

Cingulärer Cortex I*

684 +/- 70,5

1119 +/- 80,6

Cingulärer Cortex II-VI

908 +/- 316,8

904 +/- 265,5

Motorischer Cortex I*

994 +/-202,6

1381 +/- 262,1

Motorischer Cortex II-VI

2780 +/- 592,8

2532 +/- 955,8

Somatosens. Cortex I

692 +/- 236,2

707 +/- 178,8

Somatosens. Cortex II/III

747 +/- 251,7

710 +/- 261,6

Somatosens. Cortex IV

261 +/- 98,6

364 +/- 207,0

Somatosens. Cortex V+VI

1731 +/- 636,5

1320 +/- 378,3

Insulärer Cortex I

376 +/- 132,7

301 +/- 68,8

Insulärer Cortex II-VI*

911 +/- 189,8

675 +/- 133,0

Visueller Cortex I*

562 +/- 105,4

827 +/- 229,2

Visueller Cortex II/III

558 +/- 154,8

711 +/- 172,1

Visueller Cortex IV

193 +/- 61,1

211 +/- 51,9

Visueller Cortex V+VI

1201 +/- 331,0

910 +/- 140,2

Der Vergleich sowohl der Anzahl der BrdU+ Zellen (vgl. Tabelle 11) als auch der Dichte BrdU+ Zellen (RUN: 620 +/- 77,0 BrdU+ Zellen/mm³; CTR: 686 +/- 116,6 BrdU+ Zellen/mm³) in allen untersuchten kortikalen Bereichen 4 Wochen nach BrdU zusammengefasst erbrachte keinen Unterschied zwischen RUN und CTR.

Die signifikanten Unterschiede zwischen CTR und RUN im cingulären, motorischen und visuellen Cortex, jeweils Schicht I, bezüglich der Anzahl der BrdU+ Zellen bestätigte sich beim Vergleich der Dichte der BrdU+ Zellen in diesen kortikalen Bereichen. Dagegen unterschied sich die Dichte BrdU+ Zellen in Schicht II-VI des insulären Cortex bei RUN und CTR nicht. Der Unterschied der auf Ebene der absoluten Zahlen beobachtet wurde, beruhte hier auf Schwankungen des Volumens, die Resultat problematischer Abgrenzung der genannten kortikalen Struktur waren (vgl. Kapitel 2.8.1).


[Seite 52↓]

3.2.1.2.1 Cingulärer Cortex

4 Wochen nach BrdU hatten Tiere der RUN-Gruppe wie auch schon 1 Tag nach BrdU signifikant mehr BrdU+ Zellen in Schicht I des cingulären Cortex (Der Durchschnitt der RUN-Gruppe lag 64% über dem der Kontrollgruppe). Die Dichte BrdU+ Zellen war bei RUN im Mittel um 55% höher als bei den Kontrolltieren (Unterschied signifikant).

Die Schichten II-VI zeigte gute Übereinstimmung bezüglich der Zahl der BrdU+ Zellen zwischen den Gruppen.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I(vgl. Tabelle 12)

Keine BrdU+ Zelle kolokalisierte mit NeuN. Kein Unterschied ergab der Vergleich der Menge S100ß+/BrdU+ Zellen zwischen RUN und CTR im cingulären Cortex I. RUN hatten deutlich mehr S100ß-/BrdU+ und Iba1+/BrdU+ Zellen als CTR.

Während die Anzahl der S100ß-/BrdU+ Zellen bei den Tieren der RUN-Gruppe und den Kontrolltieren über 4 Wochen nur leichte Veränderungen zeigte und dies etwa dem Verhalten der Iba1+/BrdU+ Zellen bei RUN entsprach, nahmen die Iba1+/BrdU+ Zellen bei CTR im Verlauf stärker an Zahl zu (von 70 +/- 29,5 auf 164 +/- 89,3; Unterschied signifikant).

Tab. 12: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+*

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+*

Iba1+/BrdU+*

CTR

684 +/- 70,5

536 +/- 70,7

115 +/- 59,7

164 +/- 89,3

RUN

1119 +/- 80,6

627 +/- 89,0

345 +/- 145,9

368 +/- 91,8

3.2.1.2.2 Motorischer Cortex

In Schicht I des motorischen Cortex von Tieren der RUN-Gruppe fanden sich 4 Wochen nach BrdU im Mittel 39% mehr BrdU+ Zellen als bei Kontrolltieren, der Unterschied war signifikant.

Man beobachtete bei RUN eine Zunahme der Anzahl BrdU+ Zellen (nicht signifikant) in Schicht I des motorischen Cortex von 1159 +/- 290,6 1 Tag nach BrdU auf 1385 +/- 262,8 4 Wochen nach BrdU. Eine ähnliche Zunahme [Seite 53↓]BrdU+ Zellen in Schicht I im Verlaufe der 4 Wochen war bei RUN auch im visuellen Cortex zu sehen (allerdings ist auch sie nicht signifikant). Alle anderen Bereiche von Schicht I, insbesondere auch die von anderen Experimentalgruppen (ENR, Kontrolle), zeigten über die 4 Wochen eher eine Stagnation der Zellzahl, aber keine Zunahme.

Schicht II-VI des motorischen Cortex enthielt bei beiden Gruppen BrdU+ Zellen in mengenmäßig gleicher Größenordung.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im motorischen Cortex I (vgl. Tabelle 13)

Keine BrdU+ Zelle zeigte Positivität für NeuN. Der Vergleich der Anzahl S100ß+/BrdU+ Zellen in Schicht I des motorischen Cortex erbrachte 4 Wochen nach BrdU keinen signifikanten Unterschied zwischen RUN und CTR. Der Vergleich der Anzahl der S100ß+/BrdU+ Zellen 1 Tag nach BrdU mit den entsprechenden Zahlen 4 Wochen nach BrdU (RUN: 1 Tag nach BrdU: 761 +/-201,3; 4 Wochen nach BrdU: 838 +/- 211,6; CTR: 1 Tag nach BrdU: 939 +/- 393,7; 4 Wochen nach BrdU: 669 +/- 157,5) ergab keinen signifikanten Unterschied, weder bei RUN noch bei CTR.

In Schicht I des motorischen Cortex fanden sich bei RUN 4 Wochen nach BrdU im Mittel 67% mehr S100ß-/BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (Unterschied signifikant). 4 Wochen nach BrdU fanden sich bei beiden Gruppen mehr S100ß-/BrdU+ Zellen als 1 Tag nach BrdU (RUN: 1 Tag nach BrdU: 484 +/- 254,9; 4 Wochen nach BrdU: 542 +/- 74,9; kein signifikanter Unterschied; CTR: 1 Tag nach BrdU: 174 +/- 75; 4 Wochen nach BrdU: 325 +/- 49,7; Unterschied signifikant).

Die Zellpopulation der S100ß-/BrdU+ Zellen entsprach wohl weitgehend der der Iba1+/BrdU+ Zellen. Die Tiere der RUN-Gruppe hatten 4 Wochen nach BrdU im motorischen Cortex I signifikant mehr Iba1+/BrdU+ Zellen als die der CTR-Gruppe. Die durchschnittliche Anzahl Iba1+/BrdU+ Zellen in Schicht I des motorischen Cortex nahm bei den RUN-Tieren im Verlauf von 4 Wochen um etwa 70% zu (Unterschied zwischen 1 Tag nach BrdU und 4 Wochen nach BrdU signifikant), bei den Kontrolltieren verdoppelte sie sich knapp (Unterschied zwischen 1 Tag nach BrdU und 4 Wochen nach BrdU signifikant).


[Seite 54↓]

Tab. 13: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im motorischen Cortex I, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+*

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+ *

Iba1+/BrdU+*

NG2+/BrdU+

CTR

993 +/- 202,6

669 +/- 157,7

325 +/- 49,7

335 +/- 132,4

804 +/- 185,3

RUN

1381 +/- 262,1

878 +/- 209,7

542 +/- 74,9

670 +/- 147,1

974 +/- 313,1

3.2.1.2.3 Visueller Cortex

In Schicht I des visuellen Cortex fanden sich bei RUN 4 Wochen nach BrdU signifikant mehr BrdU+ Zellen als bei CTR (im Mittel 47% mehr). Der visuelle Cortex ließ zusätzlich weitere Unterschiede erkennen: Schicht II/III enthielt ebenso wie Schicht I bei Tieren der RUN-Gruppe mehr BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (27%, nicht signifikant), in Schicht V und VI waren weniger BrdU+ Zellen anzutreffen (24%, nicht signifikant). Gegen die Vermutung, daß die beschriebenen Unterschiede zwischen RUN und CTR, nämlich eine Zunahme der Menge BrdU+ Zellen in den oberen Schichten und eine Abnahme in den unteren Schichten des visuellen Cortex unter gesteigerter körperlicher Aktivität, durch Zellmigration in Richtung Cortexoberfläche bedingt waren, spricht, daß die Anzahl BrdU+ Zellen in Schicht I-III unter gesteigerter körperlicher Aktivität auch schon 1 Tag nach BrdU höher lag als bei den Kontrolltieren, zu einem Zeitpunkt also, wo sich die Menge BrdU+ Zellen in Schicht V+ VI bei beiden Gruppen nicht unterschied.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I (vgl. Tabelle 14)

Keine der BrdU+ Zellen exprimierte NeuN. Der Vergleich der Anzahl S100ß+/BrdU+ Zellen in Schicht I des visuellen Cortex erbrachte 4 Wochen nach BrdU keinen signifikanten Unterschied zwischen RUN und CTR. Die mittlere Anzahl S100ß+/BrdU+ Zellen blieb über 4 Wochen bei beiden Gruppen relativ konstant: Während die Tiere der RUN-Gruppe 1 Tag nach BrdU im visuellen Cortex I 538 +/- 117,5 S100ß+/BrdU+ Zellen hatten, waren es 4 Wochen nach BrdU 561 +/- 144,8 (kein signifikanter Unterschied). Ähnliche Verhältnisse fanden sich bei den Kontrolltieren: 1 Tag nach BrdU 473 +/- 189,9 S100ß+/BrdU+ Zellen , 4 Wochen nach BrdU 441 +/- 65,9 (kein signifikanter Unterschied).


[Seite 55↓]

Tiere der RUN-Gruppe hatten 2,2 mal soviele S100ß-/BrdU+ Zellen in Schicht I des visuellen Cortex wie Kontrolltiere (Unterschied signifikant). Die Anzahl der S100ß-/BrdU+ Zellen verdoppelte sich bei beiden Gruppen über 4 Wochen etwa (RUN: 1 Tag nach BrdU: 124 +/- 41,1; 4 Wochen nach BrdU: 267 +/- 143,5; Unterschied signifikant; CTR: 1 Tag nach BrdU: 65 +/- 38,8; 4 Wochen nach BrdU: 121 +/- 58,7; Unterschied nicht signifikant). Ähnlich stellten sich die Ergebnisse der Phänotypisierung der Iba1-immunreaktiven Schnittserie dar: RUN hatten 4 Wochen nach BrdU signifikant mehr Iba1+/BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I als CTR. Das entsprach einer durchschnittlichen Zunahme der Iba1+/BrdU+ Zellen über 4 Wochen bei RUN um über 90% (Unterschied signifikant) und bei CTR um knapp 60% (Unterschied nicht signifikant).

Tab. 14: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+*

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+*

Iba1+/BrdU+*

NG2+/BrdU+

CTR

562 +/- 105,4

441 +/- 65,9

124 +/- 41,1

79 +/- 25,1

475 +/- 142,8

RUN

827 +/- 229,2

561 +/- 144,8

267 +/- 143,5

314 +/- 203,5

600 +/- 99,3

Phänotypisierung der BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III (vgl.Tabelle 15)

Es wurden keine NeuN+/BrdU+ Zellen beobachtet. Der Vergleich der Anzahl S100ß+/BrdU+ Zellen in Schicht I des visuellen Cortex erbrachte 4 Wochen nach BrdU keinen signifikanten Unterschied zwischen RUN und CTR. Vier Wochen nach BrdU fanden sich bei beiden Gruppen etwas weniger S100ß+/BrdU+ Zellen als 1 Tag nach BrdU, bei den Runnern 32%, bei den Kontrolltieren 21% weniger (RUN: 1 Tag nach BrdU: 659 +/- 133,5; 4 Wochen nach BrdU: 445 +/- 88,5; Unterschied signifikant; CTR: 1 Tag nach BrdU: 603 +/- 207,4; 4 Wochen nach BrdU: 477 +/- 131,7; Unterschied nicht signifikant).

Die Anzahl der S100ß-/BrdU+ Zellen war bei den Tieren der RUN-Gruppe etwa 3-fach höher als bei den Kontrolltieren (Unterschied signifikant). Sowohl bei RUN als auch bei CTR war der 4-Wochen-nach-BrdU-Wert der S100ß-/BrdU+ Zellen grob etwa doppelt so hoch wie der 1-Tag-nach-BrdU-Wert (RUN: 1 Tag nach BrdU: 130 +/- 45,8; 4 Wochen nach BrdU: 266 +/- 151,8; [Seite 56↓]Unterschied nicht signifikant; CTR: 1 Tag nach BrdU: 43 +/- 43,7; 4 Wochen nach BrdU: 81 +/- 85,8; Unterschied nicht signifikant).

Tiere der RUN-Gruppe hatten signifikant mehr Iba1+/BrdU+ Zellen als Kontrolltiere.

Tab. 15: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+ *

Iba1+/BrdU+*

NG2+/BrdU+

CTR

558 +/- 154,8

477 +/- 131,7

81 +/- 85,8

25 +/- 22,0

493 +/- 156,9

RUN

711 +/- 172,1

445 +/- 88,4

266 +/- 151,8

114 +/- 66,2

572 +/- 127,9

Die übrigen kortikalen Regionen wurden ebenfalls quantifiziert, zeigten aber ähnliche Werte für Dichte und Anzahl BrdU+ Zellen bei beiden Gruppen (vgl. Tabelle 11).

3.2.1.3 Die Anzahl der BrdU+ Zellen im Gyrus dentatus hippocampi unter körperlicher Aktivität 1 Tag nach BrdU bzw. 4 Wochen nach BrdU

In der Granulär- und Subgranulärzone des Gyrus dentatus hippocampi fanden sich sowohl 1 Tag nach BrdU als auch 4 Wochen nach BrdU bei Tieren der RUN-Gruppe signifikant mehr BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren. Damit konnte der vorab von van Praag et al. (van Praag et al., 1999) beschriebene Effekt körperlicher Aktivität auf hippokampale BrdU-inkorporierende Zellen repliziert werden (interne Kontrolle der Wirkung von RUN auf das Gehirn).


[Seite 57↓]

Tab. 16: Anzahl BrdU+ Zellen 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU. In der GZ/SGZ des Gyrus dentatus hippocampi. Vergleich von RUN und CTR.

Gruppe

Zeitpunkt nach BrdU

Anzahl BrdU+ Zellen

CTR

1 Tag

4791 +/- 379,0

4 Wochen

2221 +/- 1172,3

RUN

1 Tag*

6741 +/- 916,5

4 Wochen*

4233 +/- 1430,2

3.2.1.4 Zusammenfassung

Im Gegensatz zu robusten, deutlichen und generalisierten Effekten von RUN auf Zellproliferation und –neubildung im Gyrus dentatus hippocampi, die in dieser Studie repliziert werden konnten, waren die Effekte von RUN auf Zellproliferation und –neubildung im cerebralen Cortex nicht auf Anhieb so deutlich erkennbar. Der Vergleich der Anzahl BrdU+ Zellen in allen kortikalen Bereichen zusammengenommen ergab keinen Unterschied zwischen RUN und CTR.

Erst die Analyse einzelner Schichten und Regionen brachte einen Unterschied auf Ebene der Anzahl BrdU+ Zellen zum Vorschein. Die Phänotypisierung der BrdU+ Zellen in diesen Bereichen zeigte, dass RUN einen deutlichen und zelltypspezifischen Einfluß auf bestimmte kortikale Gebiete gehabt hatte. Es konnte in allen phänotypisierten kortikalen Bereichen und zu beiden Zeitpunkten nach BrdU ein signifikanter Anstieg der Menge BrdU+ Mikroglia gegenüber CTR beobachtet werden. Hinzukam, dass sich 4 Wochen nach BrdU mehr Iba1+/BrdU+ Zellen als 1 Tag p.i fanden. Es konnte in den phänotypisierten Gebieten gezeigt werden, dass RUN keinen Effekt auf kortikale Astrozytogenese gehabt hatte. Weiterhin wurde die Anzahl NG2+/BrdU+ Zellen in den untersuchten kortikalen Bereichen nicht durch körperliche Aktivität beeinflußt.


[Seite 58↓]

3.2.2  Beeinflußt eine reizreiche Umwelt (ENR) BrdU-inkorporierende kortikale Zellen?

3.2.2.1 Die Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen unter ENR 1 Tag nach BrdU

Um zu ermitteln, ob die Umweltbedingungen, wie sie unter enriched environment gegeben sind, Einfluß auf die Anzahl und Verteilung BrdU+ Zellen im cerebralen Cortex 1 Tag nach BrdU haben, wurden diese Parameter bei Mäusen bestimmt, die entsprechenden Umweltverhältnissen für 40 Tage ausgesetzt waren, und mit den Werten von Mäusen, die diesen speziellen Verhältnissen nicht ausgesetzt waren, verglichen.

Der Vergleich der Menge BrdU+ Zellen in allen kortikalen Regionen zusammengenommen 1 Tag nach BrdU ergab keinen signifikanten Unterschied zwischen ENR und CTR (vgl. Tabelle 17), ebensowenig der Vergleich der entsprechenden Dichten (ENR: 920 +/- 95,8 Zellen/mm³; CTR: 856 +/- 154,0 Zellen/mm³).

Allerdings zeigte die regionale Ausprägung der Anzahl BrdU+ Zellen gewisse, wenn auch meist nicht signifikante Unterschiede zwischen ENR und CTR, auf die wir im folgenden zu sprechen kommen wollen.


[Seite 59↓]

Tab. 17: Anzahl BrdU+ Zellen in verschiedenen Bereichen des cerebralen Cortex 1 Tag nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Kortikaler Abschnitt

CTR

ENR

Cortex gesamt

17735 +/- 4421,8

19358 +/- 2383,3

Frontaler Cortex I

492 +/- 182,7

592 +/- 213,2

Frontaler Cortex II-VI*

432 +/- 116,6

711 +/- 258,6

Cingulärer Cortex I

662 +/- 85,7

773 +/- 82,4

Cingulärer Cortex II-VI

1568 +/- 402,4

1531 +/- 201,8

Motorischer Cortex I

1114 +/- 375,8

1209 +/- 239,0

Motorischer Cortex II-VI

4089 +/- 942,3

4143 +/- 425,6

Somatosens. Cortex I

725 +/- 195,9

872 +/- 249,4

Somatosens. Cortex II/III

976 +/- 287, 3

1087 +/- 251,3

Somatosens. Cortex IV

495 +/- 186,1

516 +/- 173,2

Somatosens. Cortex V+VI

2720 +/- 879,3

2744 +/- 552

Insulärer Cortex I

336 +/- 145,7

361 +/- 111,5

Insulärer Cortex II-VI

1000 +/- 301,4

1038 +/- 77,4

Visueller Cortex I

538 +/- 225,7

653 +/- 125,1

Visueller Cortex II/III

646 +/- 208,7

808 +/- 116,1

Visueller Cortex IV

336 +/- 124,7

369 +/- 103,7

Visueller Cortex V+VI

1604 +/- 488,6

1692 +/- 205,5

3.2.2.1.1 Frontaler Cortex

Während der Vergleich der Anzahl BrdU+ Zellen in Schicht I des frontalen Cortex zwischen ENR und CTR keinen Unterschied erbrachte, hatten die Tiere der ENR-Gruppe signifikant mehr BrdU+ Zellen in den zusammengefassten Schichten II-VI des frontalen Cortex. Allerdings war das Volumen des frontalen Cortex II-VI der ENR-Tieren durchschnittlich um 45% größer als das der Kontrolltiere. Dieser Unterschied war wohl am ehesten auf Schwierigkeiten bei der Abgrenzung des frontalen Cortex nach okzipital zurückzuführen und zufällig entstanden (vgl. Kapitel 2.8.1.). Diese Volumendifferenz könnte den Großteil der beobachteten Differenz in der Zahl BrdU+ Zellen erklären. Unabhängig vom Volumen ist der Vergleich der Dichte BrdU+ Zellen. ENR-Tiere hatten 867 +/- 126,8 BrdU+ Zellen/mm³ in den zusammengefassten Schichten II-VI des frontalen Cortex gegenüber 760 +/- [Seite 60↓]73,6 BrdU+ Zellen/mm³ bei den Kontrolltieren (Unterschied nicht signifikant). Somit war kein eindeutiger Unterschied zwischen ENR und CTR im frontalen Cortex festzustellen.

3.2.2.1.2 Cingulärer Cortex

Der cinguläre Cortex in toto enthielt bei beiden Gruppen eine ähnliche Menge BrdU+ Zellen. In Schicht I des cingulären Cortex aber fanden sich unter ENR bezüglich absoluter Zahl und Dichte (ENR: 1758 +/- 258,7 Zellen/mm³; CTR: 1661 +/- 281,9 Zellen/mm³) etwas mehr BrdU+ Zellen als bei CTR (Unterschiede nicht signifikant).

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I (vgl. Tabelle 18)

Bei keiner der beiden Gruppen wurden NeuN+/BrdU+ Zellen gesehen. Bei ENR fanden sich ca. 20 % mehr S100ß+/BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren, der Unterschied zu CTR war signifikant. Die Anzahl der S100ß-/BrdU+ Zellen unterschied sich nicht. Ebenso erbrachte der Vergleich der Menge der Iba1+/BrdU+ Zellen keinen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen.

Tab. 18: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I, 1 Tag nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+*

S100ß-/BrdU+

Iba1+/BrdU+

NG2+/BrdU+

CTR

662 +/- 85,7

565 +/- 88,7

97 +/- 81,0

70 +/- 29,5

596 +/- 166,8

ENR

795 +/- 64,4

684 +/- 43,0

89 +/- 60,3

118 +/- 55,3

663 +/- 67,0

3.2.2.1.3 Visueller Cortex

In den oberen 3 Schichten des visuellen Cortex fanden sich 1 Tag nach BrdU bei ENR mehr BrdU+ Zellen als bei CTR, wenn auch dieser Unterschied zu den Kontrolltieren nicht signifikant war: In Schicht I waren es 21% und in Schicht II/III 25% mehr BrdU+ Zellen unter ENR.


[Seite 61↓]

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I (vgl. Tabelle 19)

Keine der BrdU+ Zellen war positiv für NeuN. In Schicht I des visuellen Cortex fanden sich bei den ENR-Tieren 19% mehr S100ß+/BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (Unterschied nicht signifikant). Kein signifikanter Unterschied ließ sich die Anzahl der S100ß-/BrdU+ Zellen bzw. die Anzahl der Iba1+/BrdU+ betreffend zwischen beiden Gruppen finden.

Tab. 19: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I, 1 Tag nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+

Iba1+/BrdU+

CTR

538 +/- 225,7

473 +/- 189,9

65 +/- 38,8

50 +/- 27,1

ENR

653 +/- 125,1

561 +/- 146,6

92 +/- 35,1

65 +/- 36,1

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III (vgl. Tabelle 19)

Auch hier fand sich keine BrdU+ Zelle, die positiv für NeuN war. Die ENR-Tiere hatten im Mittel 27% mehr S100ß+/BrdU+ Zellen in Schicht II/III des visuellen Cortex als die Kontrolltiere, wenn auch dieser Unterschied nicht signifikant war. Bei beiden Gruppen fand man wenige BrdU+ Zellen, die negativ für S100ß und positiv für Iba1 waren (keine signifikanten Unterschiede zwischen ENR und CTR).

Tab. 20: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III, 1 Tag nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+

Iba1+/BrdU+

CTR

646 +/- 208,7

603 +/- 204,4

43 +/- 43,7

23 +/- 21,8

ENR

808 +/- 116,1

763 +/- 129

46 +/- 46,9

34 +/- 28,0

3.2.2.1.4 Somatosensorischer Cortex

Kein signifikanter Unterschied ergab sich in dieser Region beim Vergleich der BrdU+ Zellen zwischen ENR und CTR.

Erwähnenswert ist, daß es im somatosensorischen Cortex einen leichten, nicht signifikanten Unterschied zwischen ENR und CTR bezüglich der Anzahl BrdU+ Zellen gab, der ähnlich gelagert war wie im visuellen Cortex (s.o.). Denn auch hier enthielten die oberen 3 Schichten bei den ENR-Tieren mehr [Seite 62↓]BrdU+ Zellen als bei CTR, wenn dieser Unterschied auch eher geringfügig war, während sich die Menge BrdU+ Zellen in den unteren 3 Schichten stärker ähnelten. Schicht I hatte bei ENR 20% und Schicht II/III 12% mehr BrdU+ Zellen als bei CTR. Aber wie gesagt war keiner der erwähnten Unterschiede zwischen ENR und CTR im somatosensorischen Cortex signifikant.

Die Anzahl BrdU+ Zellen 1 Tag nach BrdU wurde auch in den hier nicht genannten Regionen ermittelt (motorischer und insulärer Cortex). Da kein Unterschied zwischen ENR und CTR zu erkennen war, wird hier auf die weitere Erläuterung verzichtet.

3.2.2.2 Die Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen unter ENR 4 Wochen nach BrdU

Der Vergleich der Anzahl der kortikalen BrdU+ Zellen 4 Wochen nach BrdU von ENR-Tieren und Kontrolltieren soll beurteilen helfen, ob ENR Einfluß auf die mittelfristige Entwicklung kortikaler BrdU+ Zellen hat.

ENR-Tiere hatten im Mittel 15293 BrdU+ Zellen (+/- 5104,0) in allen untersuchten kortikalen Regionen zusammengenommen, Kontrolltiere 15228 BrdU+ Zellen (+/- 2523). Auf global-kortikaler Ebene zeigte sich also kein Unterschied bezüglich der Anzahl BrdU+ Zellen 4 Wochen nach BrdU.

Einer der untersuchten Cortexabschnitte zeigte 4 Wochen nach BrdU signifikante Unterschiede bezüglich der Anzahl BrdU+ Zellen zwischen den Gruppen (Schicht II/III des visuellen Cortex), einer der untersuchten Bereiche (Schicht II-VI frontaler Cortexabschnitte) zeigte signifikante Veränderungen nur bezüglich der Dichte BrdU+ Zellen, nicht aber bezüglich der absoluten Zahl, die anderen beobachteten Unterschiede waren nicht signifikant, seien aber im einzelnen aufgeführt.


[Seite 63↓]

Tab. 21: Anzahl BrdU+ Zellen in verschiedenen Bereichen des cerebralen Cortex 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Kortikaler Abschnitt

CTR

ENR

Cortex gesamt

15228 +/- 2523,0

15293 +/- 5104,0

Frontaler Cortex I

489 +/- 156,5

396 +/- 138,0

Frontaler Cortex II-VI

620 +/- 303,7

405 +/- 195,7

Cingulärer Cortex I

684 +/- 70,5

800 +/- 559,7

Cingulärer Cortex II-VI

908 +/- 316,8

1197 +/- 543,3

Motorischer Cortex I

994 +/-202,6

1191 +/- 249,8

Motorischer Cortex II-VI

2780 +/- 592,8

2829 +/- 666,2

Somatosens. Cortex I

692 +/- 236,2

836 +/- 237,3

Somatosens. Cortex II/III

747 +/- 251,7

836 +/- 213,8

Somatosens. Cortex IV

261 +/- 98,6

418 +/- 232,5

Somatosens. Cortex V+VI

1731 +/- 636,5

1725 +/- 897,8

Insulärer Cortex I

376 +/- 132,7

375 +/- 83,3

Insulärer Cortex II-VI

911 +/- 189,8

861 +/- 171,7

Visueller Cortex I

562 +/- 105,4

675 +/- 176,5

Visueller Cortex II/III*

558 +/- 154,8

735 +/- 143,4

Visueller Cortex IV

193 +/- 61,1

213 +/- 76,6

Visueller Cortex V+VI

1201 +/- 331,0

989 +/- 363,5

3.2.2.2.1 Frontaler Cortex

In frontalen Cortexbereichen fanden sich 4 Wochen nach BrdU bei ENR-Tieren weniger (nicht signifikant) BrdU+ Zellen (801 +/- 299,1 BrdU+ Zellen) als bei Kontrolltieren (1109 +/- 405,0 BrdU+ Zellen). Auch die Dichte BrdU+ Zellen 4 Wochen nach BrdU in diesem Bereich spiegelte diesen Unterschied wider: 698 BrdU+ Zellen/mm³ (+/- 125,8) unter ENR gegenüber 800 BrdU+ Zellen/mm³ (+/- 118,7) bei CTR (Unterschied nicht signifikant).

Interessanterweise hatte dieser Unterschied im frontalen Cortex andere Vorzeichen als 1 Tag nach BrdU. Während 1 Tag nach BrdU mehr BrdU+ Zellen im frontalen Cortex unter ENR zu finden waren, waren es 4 Wochen nach BrdU weniger als bei Kontrolltieren. Die Dichte BrdU+ Zellen in den [Seite 64↓]frontalen Schichten II-VI fiel bei den ENR-Tieren innerhalb 4 Wochen um knapp 40% ab, bei den Kontrolltieren nur um 14%.

Möglicherweise führte ENR hier zu einer Erhöhung der Zellproliferation, so daß 1 Tag nach BrdU mehr BrdU+ Zellen zu finden waren. Diese BrdU+ Zellen könnten sich nun über 4 Wochen weitergeteilt haben, und zwar so oft, daß die BrdU-Markierung unter die Nachweisgrenze verdünnt wurde, und somit 4 Wochen später weniger BrdU+ Zellen als bei der Kontrollgruppe nachweisbar waren. Oder aber der höhere Abfall der Zellzahl bei ENR-Tieren beruhte auf einer Beschleunigung des Untergangs BrdU+ Zellen durch ENR. Theoretisch denkbar wäre auch, daß eine Beeinflussung des Wanderverhaltens BrdU+ Zellen durch ENR zu dieser Veränderung führte. Dagegen spricht aber, daß bei der Quantifizierung angrenzender Regionen keine entsprechenden Hinweise beobachtet wurden.

3.2.2.2.2 Cingulärer Cortex

Signifikante Abweichungen fielen weder bezüglich der Anzahl noch der Dichte (ENR: 856 +/- 450,1 BrdU+ Zellen/mm³; CTR: 767 +/- 148,6 BrdU+ Zellen/mm³) BrdU+ Zellen im gesamten cingulären Cortex auf. Auch in Schicht I des cingulären Cortex war 4 Wochen nach BrdU kein signifikanter Unterschied zwischen ENR und CTR zu finden. Aufgrund des 1 Tag nach BrdU im cingulären Cortex I zwischen ENR und CTR beobachteten Unterschiedes seien die Befunde dieses kortikalen Bereich hier trotzdem erläutert.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I (vgl. Tabelle 21)

Der Vergleich der verschiedenen Phänotypen BrdU+ Zellen zwischen CTR und ENR 4 Wochen nach BrdU erbrachte keinen signifikanten Unterschied. 1 Tag nach BrdU hatten ENR im cingulären Cortex I signifikant mehr S100ß+/BrdU+ Zellen als CTR. 4 Wochen nach BrdU fand man bei ENR eher weniger S100ß+/BrdU+ Zellen als bei CTR. Zu möglichen Erklärungen dieser auf den ersten Blick scheinbar widersprüchlichen Daten siehe Abschnitt 3.2.2.2.1.


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Tab. 22: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im cingulären Cortex I, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+

Iba1+/BrdU+

NG2+/BrdU+

CTR

684 +/- 70,5

536 +/- 70,7

115 +/- 59,7

223 +/- 69,9

541 +/- 130,1

ENR

799 +/- 559,7

444 +/- 39,2

73 +/- 41,1

165 +/- 197,9

632 +/- 229,8

3.2.2.2.3 Motorischer Cortex

Tiere der ENR-Gruppe hatten etwa 20% mehr BrdU+ Zellen in Schicht I des motorischen Cortex als Kontrolltiere (Unterschied nicht signifikant). Sehr ähnliche Zahlen für beide Gruppen wurden bezüglich Schicht II-VI ermittelt.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im motorischen Cortex I (vgl. Tabelle 22)

Keine NeuN+/BrdU+ Zelle wurde gesehen. Bei den ENR-Tieren fanden sich durchschnittlich 38% mehr S100ß+/BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (Unterschied signifikant). Während sich die Anzahl der S100ß+/BrdU+ Zellen bei ENR 1 Tag nach BrdU und 4 Wochen nach BrdU in der gleichen Größenordnung bewegte (ENR: 1 Tag nach BrdU: 947 +/- 106,1; 4 Wochen.: 924 +/- 172,3; Unterschied nicht signifikant), fand sich bei den Kontrolltieren eine Abnahme des Durchschnittswertes über 4 Wochen (1 Tag nach BrdU: 939 +/- 393,7; 4 Wochen nach BrdU: 669 +/- 157,5; Unterschied nicht signifikant).

Der Vergleich der Anzahl S100ß-/BrdU+ und Iba1+/BrdU+ Zellen zwischen ENR und CTR erbrachte keinen signifikanten Unterschied. Bei den Kontrolltieren zeigte sich eine signifikante Zunahme der Anzahl der S100ß-/BrdU+ und der Iba1+/BrdU+ Zellen über 4 Wochen, während diese Zellpopulationen bei den ENR-Tieren im Zeitverlauf nicht expandierten.

Tab. 23: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im motorischen Cortex I, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+*

S100ß-/BrdU+

Iba1+/BrdU+

NG2+/BrdU+

CTR

993 +/- 202,6

669 +/- 157,5

325 +/- 49,7

335 +/- 132,4

804 +/- 185,3

ENR

1191 +/- 249,8

924 +/- 172,3

266 +/- 189,8

294 +/- 224,0

906 +/- 232,8


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3.2.2.2.4  Somatosensorischer Cortex

Wie auch schon 1 Tag nach BrdU fielen 4 Wochen nach BrdU höhere BrdU+ Zellzahlen bei ENR in Schicht I-III des somatosensorischen Cortex auf (Unterschiede zu CTR nicht signifikant). Im somatosensorischen Cortex I fanden sich bei ENR etwa 20%, im somatosensorischen Cortex II/III 10% mehr BrdU+ Zellen als bei CTR.

Zusätzlich zu den unsicheren Unterschieden in Schicht I-III war auch die Anzahl BrdU+ Zellen unter ENR in Schicht IV des somatosensorischen Cortex höher (dieser Unterschied war 1 Tag nach BrdU nicht zu sehen), allerdings nicht signifikant.

3.2.2.2.5 Visueller Cortex

Wie auch schon 1 Tag nach BrdU waren die Schichten I-III des visuellen Cortex bei ENR-Tieren reicher an BrdU+ Zellen. Schicht I hatte bei ENR-Tieren durchschnittlich 20% mehr BrdU+ Zellen als bei Kontrolltieren (Unterschied nicht signifikant). Schicht II/III enthielt bei ENR-Tieren 32% mehr BrdU+ Zellen als bei CTR (Unterschied signifikant).

In Schicht IV des visuellen Cortex waren bei beiden Gruppen gleich viele BrdU+ Zellen zu finden. Die Schichten V+VI zeigten mehr BrdU+ Zellen bei den Kontrolltieren (ENR: 989 +/- 363,5 BrdU+ Zellen; Kontrolle: 1201 +/- 331,0 BrdU+ Zellen), der Unterschied war nicht signifikant.

Gegen die Vermutung, daß die beschriebenen Unterschiede zwischen ENR- und Kontrolltieren, nämlich eine Zellzunahme in den oberen Schichten und eine Abnahme in den unteren Schichten unter ENR, durch Zellmigration in Richtung Cortexoberfläche bedingt ist, spricht, daß die Anzahl BrdU+ Zellen in Schicht I-III unter ENR auch schon 1 Tag nach BrdU höher lag als bei den Kontrolltieren, zu einem Zeitpunkt also, wo sich die Anzahl BrdU+ Zellen in Schicht V+ VI bei beiden Gruppen nicht unterschied.

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I (vgl. Tabelle 23)

Keine der BrdU+ Zellen war positiv für NeuN. Schicht I enthielt bei ENR-Tieren nicht signifikant mehr S100ß+/BrdU+ Zellen als bei CTR. Die Anzahl S100ß+/BrdU+ Zellen blieb über 4 Wochen bei beiden Gruppen stabil (ENR: 1 [Seite 67↓]Tag nach BrdU: 561, +/- 146,6; 4 Wochen nach BrdU: 498 +/- 111,0; CTR: 1 Tag nach BrdU: 473 +/- 189,9; 4 Wochen nach BrdU: 441 +/- 65,9).

Der Vergleich der Anzahl der S100ß-/BrdU+ und der Iba1+/BrdU+Zellen zwischen ENR und CTR erbrachte keinen signifikanten Unterschied. Die Anzahl S100ß-/BrdU+ und Iba1+/BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I nahm sowohl bei ENR als auch bei CTR im Zeitverlauf deutlich, aber nicht signifikant zu.

Tab. 24: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex I, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

BrdU+

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+

Iba1+/BrdU+

NG2+/BrdU+

CTR

562 +/- 105,4

441 +/- 65,9

124 +/- 41,1

79 +/- 25,1

475 +/- 142,8

ENR

675 +/- 176,5

498 +/- 111,0

177 +/- 99,8

136 +/- 86,3

570 +/- 80,1

Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III (vgl. Tabelle 24)

Keine der BrdU+ Zellen war positiv für NeuN. Schicht II/III des visuellen Cortex enthielt bei ENR durchschnittlich 28% mehr S100ß+/BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (Unterschied nicht signifikant). Die durchschnittliche Anzahl an S100ß+/BrdU+ Zellen erfuhr bei beiden Gruppen über 4 Wochen eine Abnahme (ENR: 1 Tag nach BrdU: 763 +/- 129,0; 4 Wochen nach BrdU: 609 +/- 125,1; Unterschied signifikant; CTR: 1 Tag nach BrdU: 603 +/- 207,4; 4 Wochen nach BrdU: 477 +/- 131,7; Unterschied nicht signifikant).

Schicht II/III des visuellen Cortex enthielt 4 Wochen nach BrdU bei ENR im Mittel 56% mehr S100ß-/BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (Unterschied nicht signifikant). Der Vergleich der Anzahl der Iba1+/BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III erbrachte keinen Unterschied zwischen ENR und CTR. Eine Veränderung der Menge S100ß-/BrdU+ sowie der Iba1+/BrdU+ Zellen im Zeitverlauf war weder bei ENR noch bei CTR zu erkennen.

Tab. 25: Quantitative Phänotypisierung BrdU+ Zellen im visuellen Cortex II/III, 4 Wochen nach BrdU. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

BrdU+*

S100ß+/BrdU+

S100ß-/BrdU+

Iba1+/BrdU+

NG2+/BrdU+

CTR

558 +/- 154,8

477 +/- 131,7

81 +/- 85,8

25 +/- 22,0

509 +/- 169,7

ENR

735 +/- 143,5

609 +/- 125,1

126 +/- 42,5

32 +/- 26,5

674 +/- 151,6

Im insulären Cortex wurden keine Veränderungen bezüglich Zellzahl oder –dichte unter den verschiedenen Bedingungen beobachtet.


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3.2.2.3 Anzahl BrdU+ Zellen im Gyrus dentatus hippocampi unter ENR 1 Tag p.i bzw. 4 Wochen nach BrdU

In der Granulär- und Subgranulärzone des Gyrus dentatus hippocampi fanden sich 1 Tag nach BrdU bei ENR-Tieren etwas mehr BrdU+ Zellen als bei den Kontrolltieren (Unterschied nicht signifikant). Vier Wochen nach BrdU enthielt der Gyrus dentatus bei ENR-Tieren signifikant mehr BrdU+ Zellen als bei Kontrolltieren. Damit konnte der von Kempermann et al. beschriebene Effekt von ENR auf hippokampale zelluläre Neogenese (Kempermann et al., 1997) repliziert und damit gezeigt werden, dass die in unserem Experiment herrschenden Bedingungen adäquat waren, diesen Effekt auszulösen.

Tab. 26: Anzahl BrdU+ Zellen 1 Tag und 4 Wochen nach BrdU. In der GZ/SGZ des Gyrus dentatus hippocampi. Vergleich von ENR und CTR.

Gruppe

Zeitpunkt nach BrdU

Anzahl BrdU+ Zellen

CTR

1 Tag

4791 +/- 379,0

4 Wochen

2221 +/- 1172,3

ENR

1 Tag*

5440 +/- 177,0

4 Wochen*

3392 +/- 1210,0


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3.2.2.4  Zusammenfassung

Es konnte gezeigt werden, dass ENR keinen generalisierten Effekt auf adulte kortikale Zellproliferation und Zellneubildung hat. Auf Ebene der BrdU+ Zellen war kaum ein Unterschied zwischen ENR und CTR zu erkennen. Geringfügige und meist nicht signifikante Unterschiede zwischen ENR und CTR konnten im frontalen, cingulären (Schicht I), motorischen (Schicht I) und visuellen Cortex (Schicht I-III) beobachtet werden. Die im cingulären Cortex (Schicht I), motorischen Cortex (Schicht I), visuellen Cortex (Schicht I, II/III) durchgeführte Phänotypisierung BrdU+ Zellen ergab, dass ENR hier ten- dentiell eine Zunahme der S100ß+/BrdU+ Zellen bewirkte. Da der Vergleich der S100ß+/BrdU+ Zellen zwischen ENR und CTR in den meisten phänotypisierten Gebieten nicht signifikante Unterschiede erbrachte, muß die Schlussfolgerung, dass ENR zu einem Anstieg der Menge der S100ß+/BrdU+ Zellen in den genannten kortikalen Bereichen führte, allerdings unsicher bleiben.

3.3 Zusammenfassung der Ergebnisse

3.3.1 Welche Zellen werden im adulten murinen cerebralen Cortex neu gebildet?

3.3.2 Beeinflußt körperliche Aktivität (RUN) kortikale zelluläre Neogenese?

3.3.3 Beeinflußt das Leben in einer reizreichen Umwelt (ENR) kortikale zelluläre Neogenese?


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11.02.2005