Raman spectroscopy in the study of neurodegenerative disorders and the assessment of the influence of environmental factors.

W pracy magisterskiej przedstawione zostały wyniki badań nad strukturą tkanki mózgowej szczurów laboratoryjnych zdrowych oraz chorych na genetycznie uwarunkowaną epilepsję, z samorzutnymi napadami nieświadomości. Epilepsja jest zaburzeniem ośrodkowego układu nerwowego (OUN) cechującym się trwałą tendencją do występowania napadów padaczkowych, powodowanych przez dysfunkcje mózgu. Przyczyny choroby nie zostały do tej pory jednoznacznie określone, jednakże wiadomo ze może być ona uwarunkowana genetycznie bądź związana z zaburzeniami strukturalnymi i metabolicznymi. Analizowane były trzy obszary mózgu szczura: kora somatosensoryczna (Sc; Somatosensory Cortex), grzbietowa część ciała kolankowego bocznego wzgórza (DLG; Dorsal Lateral Geniculate Nucleus of the Thalamus) oraz z kora móżdżku (Cc; Cerebellar Cortex). Badania prowadzone były metodą spektroskopii Ramana przy użyciu laserów o różnych długościach fali wzbudzającej: 442, 514.5, 785 raz 1064 nm. Spektroskopia ramanowska jest jedną z metod analizy jakościowej i ilościowej złożonych próbek. Opiera się ona na nieelastycznym rozpraszaniu promieniowania padającego na próbkę. W wyniku tego otrzymywane jest widmo oscylacyjne, które niesie informacje o drganiach normalnych cząsteczki. Metoda ta jest odpowiednia do badania próbek biologicznych ze względu na nieniszczący charakter oraz możliwość analizy próbek zawierających wodę. W analizowanych zakresach widma pojawiają się wyraźne różnice zarówno w położeniu jak i intensywności charakterystycznych pasm, między osobnikami zdrowymi i chorymi. Różnice te wskazują na zmianę w strukturze białek, lipidów i kwasów tłuszczowych u osobników chorych na epilepsję. Układy lipidowe budujące tkankę mózgową są wówczas mniej stabilne, co jest konsekwencją zmniejszonej ilości cholesterolu oraz zachwiania sprzężenia łańcuchów lipidowych ze sobą.

This paper presents the result of research on brain tissue structure of healthy laboratory rats and those with genetically conditioned epilepsy with spontaneous attacks of unconsciousness. Epilepsy is central nervous system (CNS) disorder characterized by persistent tendency to occur of seizures caused by disorders in the functioning of the brain. The cause of this disease has not been thoroughly investigated, however, it may be genetically conditioned or related to structural or metabolic disorders.Three areas of the rat brain were analyzed: Somatosensory Cortex, Dorsal Lateral Genitalal Nucleus of the Thalamus, and Cerebellar Cortex. The research was conducted by Raman spectroscopy using lasers of different excitation wavelengths: 442, 514.5, 785 times 1064 nm. Raman spectroscopy is one of the basic methods of qualitative and quantitative analysis of complex samples. It is based on the inelastic scattering of the radiation exciting the sample. As a result, an oscillating spectra is obtained which carries information about normal molecular vibrations. This method is suitable for testing biological samples due to non-destructive nature and the possibility of analyzing samples which contain water.Significant differences in both the position and intensity of characteristic bands between healthy and diseased individuals appear in the analyzed spectrum ranges. These differences indicate a change in the structure of proteins, lipids and fatty acids in individuals with epilepsy. Lipid structures that build up brain tissue are less stable in diseased rats, which is a consequence of the reduced cholesterol and the shifting of the lipid linkage with each other.