In vorherigen Studien unserer Arbeitsgruppe wurde ein sehr frühzeitiger lärminduzierter Neuronenverlust in Kombination mit apoptotischen Veränderungen in verschiedenen Strukturen der zentralen Hörbahn beschrieben. In der vorliegenden Arbeit sollen die histologischen Auswirkungen einer Lärmexposition auf die periphere Hörbahn in diesem Zeitfenster (0 h bis 14 Tage nach der Lärmexposition) ermittelt werden. Die Untersuchungen dazu fanden in cochleären Strukturen (Spiralganglion) statt, da die beobachteten Veränderungen im zentralen Hörsystem ihren Ursprung im peripheren Hörsystem haben können. Es wird zwischen unmittelbaren und langfristigen Auswirkungen auf die Spiralganglienzellen nach einer Beschallung unterschieden. Plastische Veränderungen können bereits in den ersten posttraumatischen Stunden eintreten. Aus diesem Grund sollten akute Effekte so unverzüglich wie möglich bestimmt werden. Insgesamt sollte der Frage nachgegangen werden, ob die Beschallung mit einem definierten Lärmparadigma Einfluss auf die Typ 1 - Spiralganglienneuronendichte (SGN-Dichte) in der Cochlea hat und ob die mögliche Veränderung in Bezug zu bekannten Zelltodvorgängen steht. Für die vorliegende Arbeit wurden adulte Mäuse beiderlei Geschlechts des NMRI (Naval Medical Research Institute) Stamms verwendet. Die Tiere wurden nach der Beschallung (3h, 115 dB SPL, 5 - 20 kHz) in folgenden Abständen untersucht: direkt nach der Beschallung (Akut Gruppe), nach sechs Stunden (6h Gruppe), nach 24 Stunden (24h Gruppe), nach sieben Tagen (7d Gruppe), nach 14 Tagen (14d Gruppe) sowie 7 Tage nach einer Zweitbeschallung, die eine Woche nach der Erstbeschallung durchgeführt wurde (Double 14d). Für die Untersuchung der neurodegenerativen Prozesse wurde für die vorliegende Arbeit eine histologische Bestimmung von Zelldichten mithilfe der HE-Färbung (Hämalaun-Eosin) durchgeführt. Zum zusätzlichen Nachweis von Zelltodmechanismen wurde die immunhistochemische TUNEL-Färbung (TdT-mediated dUTP-biotin nick end labeling) eingesetzt. Insgesamt zeigen die Versuchsgruppen, welche jeweils direkt nach dem Lärmtrauma, nach sechs Stunden und 24 Stunden nach dem Lärmtrauma untersucht wurden, eine signifikante Abnahme der Zelldichte der SGN im Vergleich zur Kontrollgruppe (ohne Lärmbeschallung, nur Narkose). Diese kontinuierliche Abnahme der Zelldichte innerhalb der ersten 24 Stunden bleibt danach über den gesamten Untersuchungszeitraum (bis zum 14. Tag) unverändert. Der zeitliche Verlauf des SGNVerlusts deutet darauf hin, dass die Zelldegeneration wahrscheinlich direkt auf die Überstimulation zurückzuführen ist. Diese Annahme wird auch durch den Anstieg von Zelltodmechanismen innerhalb der ersten 24 h nach dem Lärmtrauma bestätigt. Eine zusätzliche Beschallung nach einer Woche reduzierte die Dichte der SGN weiterhin, jedoch nur im zuvor weniger betroffenen basalen Bereich der Cochlea. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen somit deutlich, dass sehr frühzeitige therapeutische Interventionen notwendig sind, um einen lärminduzierten Zellverlust im Ganglion spirale zu verhindern.
Previous studies of our group described a very early noise-induced neuron loss in combination with apoptotic changes in different structures of the central auditory pathway. The present study aims to determine, the histological effects of noise exposure on the peripheral auditory pathway within this timeframe (0 - 14 days after noise exposure). Examinations were concentrated on cochlear structures (spiral ganglion) since observed changes of the central auditory pathway may have their origin in the peripheral auditory pathway. Since noise exposure could induce both immediate and long-term effects on spiral ganglion cells, plastic changes can occur directly within the first post-traumatic hours. Therefore, acute effects shall be determined as immediate as possible. The main purpose of this study was to evaluate, whether the exposure to a defined noise paradigm effects the density of Type-1 spiral ganglion neurons (SGN - density) in the cochlea and if the possible change is related to cell death processes. The present work used adult mice of both sexes from the NMRI (Naval Medical Research Institute) strain. The mice were examined after a noise exposure (3h, 115 dB SPL, 5 - 20 kHz) in the following intervals: directly after exposure (acute group), after 6 hours (6h group), after 24 hours (24h group), after 7 days (7d group), after 14 days (14d group) as well as 7 days after a second noise exposure, which was applied 7 days after the first exposure (Double 14d group). A histologic determination of cell density was made using HE – staining (Hemalaun-Eosin). An immunohistochemical TUNEL-assay (TdT-mediated dUTP-biotin nick end labeling) was used for additional cell death examination. Altogether, the groups examined directly, 6 hours and 24 hours after noise exposure showed a significant decrease of SGN-density in comparison to the control group (without noise exposure, anaesthesia only). This continuous decrease of cell density during the first 24 hours remains unchanged until the end of the examination period on day 14. The early onset and entire time course of SGN - loss indicates the contribution of excitotoxicity to the present results. This assumption is verified by the increase of cell death mechanisms during the first 24 hours post-exposure. A second noise exposure after 7 days additionally decreased SGN density. This holds true only in the previously less affected basal area of the cochlea. The results of the present work clearly indicate that a very early therapeutical intervention would be necessary to prevent noise induced cell loss in the spiral ganglion.
