Neurological Disease Specificity 1 4/29/12 Causes Direct - PDF document

4/29/12 Neurological ¡Disease ¡ Specificity ¡ 1

4/29/12 Causes ¡ Direct ¡ Indirect ¡ Glucose Damage ¡ Acute ¡ Chronic ¡ 2

4/29/12 Case ¡Study ¡#1 ¡ Case ¡#1: ¡Symptoms ¡ • Res:ng ¡Tremor ¡ – h>p://www.youtube.com/watch?v=vYltjoIkp-­‑U ¡ • Bradykinesia, ¡Gait ¡ – h>p://www.youtube.com/watch? v=0E7x1mPa3iM&feature=related ¡ • All ¡Above: ¡ – h>p://www.youtube.com/watch? feature=endscreen&v=Pv5VwI5GGMw&NR=1 ¡ 3

4/29/12 Case ¡#1 ¡Pathology ¡ Diseased ¡ Normal ¡ Courtesy of John Goudreau, DO, PhD Case ¡#1 ¡ Healthy ¡ Pathology ¡ Stain for nuclei (blue) and protein aggregation (pink) [Hematoxylin/Eosin Stain] Diseased ¡ Diseased ¡ High ¡Power ¡ h>p://missinglink.ucsf.edu/lm/ids_104_neurodegenera:ve/Case2/Case2Micro.htm ¡ 4

4/29/12 Case ¡Study ¡#2 ¡ Case ¡#2 ¡Pathology ¡ Courtesy of MSU Neuroscience Program 5

4/29/12 Case ¡#2 ¡Pathology ¡ Computed tomography angiogram (visualize arteries & veins) Expert Rev Neurother. 2011;11(8):1125-1139 Case ¡Study ¡#3 ¡ 6

4/29/12 Case ¡#2: ¡Symptoms ¡ • Foot ¡drop: ¡ – h>p://www.youtube.com/watch? v=llpfBP8cVVE&feature=related ¡ Case ¡#3 ¡ Histology ¡ Stain for myelin (Luxol fast blue-periodic acid-Schiff) Anterior ¡Spinal ¡Cord ¡ Posterior ¡Spinal ¡Cord ¡ 7

4/29/12 Case ¡#3 ¡ Histology ¡ Stain for neurons (Neurofilament protein IHC) Anterior ¡Spinal ¡Cord ¡ Posterior ¡Spinal ¡Cord ¡ http://emedicine.medscape.com/ article/1743992- overview#aw2aab6b7 8

4/29/12 Parkinson ¡Disease ¡(PD) ¡ Named ¡for ¡London ¡doctor ¡ James ¡Parkinson ¡ First ¡documented ¡in ¡ “An ¡Essay ¡on ¡the ¡Shaking ¡Palsy” ¡ (1817) ¡ Parkinson ¡Disease ¡ Striatum ¡(Basal ¡ Ganglia) ¡ SubstanBa ¡ Nigra ¡ 9

4/29/12 Proposed ¡Mechanisms ¡of ¡Cell ¡ Death ¡in ¡PD ¡ Heavy Metals Rotenone Gene x Environment Interactions Treatment ¡for ¡PD ¡ • L-­‑DOPA ¡ – Dopamine ¡precursor ¡ – Side ¡effect: ¡dyskinesia ¡ • Deep ¡Brain ¡S:mula:on ¡ – h>p:// www.youtube.com/ watch? v=KcGLC_rOaKM&featur e=related ¡ 10

4/29/12 Cerebrovascular ¡Disease ¡ (Stroke) ¡ “Ischemic ¡Stroke” ¡ refers ¡to ¡inadequate ¡blood ¡flow ¡due ¡to ¡blockage ¡ on ¡a ¡blood ¡vessel ¡ “Hemorrhagic ¡Stroke” ¡ is ¡caused ¡by ¡bleeding ¡through ¡a ¡ruptured ¡ blood ¡vessel ¡ Stroke ¡ Risk factors you can’t control: age ethnicity . family history gender prior stroke or transient ischemic attack (TIA): Factors you can control are: high blood pressure heart disease or atrial fibrillation (irregular heartbeat) cigarette smoking diabetes high cholesterol physical inactivity high alcohol intake (more than 2 drinks per day) stress 11

4/29/12 Mechanism ¡of ¡Cell ¡Death ¡ in ¡Stroke ¡ Thrombosis Embolism Focal Cerebral Hypoperfusion Clot or Hemorrhage Post-ischemic Inflammation Energetic Failure Excitoxicity BBB Dysfunction Oxidative Stress Vasogenic Hemorrhage Edema Cell Death Permanent Cerebral Damage Adapted from Brouns (2009) Clin Neurol Neurosurg. 111: 483-495 Stroke ¡Treatment ¡ Reperfusion Tissue Plasminogen Activator (tPA) clot dissolving bioengineered drug Expert Rev Neurother. 2011;11 (8):1125-1139 12

4/29/12 Courtesy of MSU Neuroscience Program Amyotrophic ¡Lateral ¡Sclerosis ¡ (ALS) ¡ “ Amyotrophy” ¡refers ¡to ¡the ¡atrophy ¡of ¡muscle ¡fibers. ¡ ¡ “Lateral ¡sclerosis” ¡ refers ¡to ¡hardening ¡of ¡the ¡anterior ¡ and ¡lateral ¡cor:cospinal ¡tract. ¡ 13

4/29/12 ALS ¡ http://www.sciencesway.com/vb/showthread.php?t=12279 Mechanism ¡Underlying ¡Glutamate-­‑Mediated ¡ Excitotoxicity ¡ Don ¡W. ¡Cleveland ¡& ¡Jeffrey ¡D. ¡Rothstein. ¡ Nature ¡Reviews ¡Neuroscience ¡ 2 , ¡806-­‑819 ¡(November ¡2001) ¡ 14

4/29/12 Treatment ¡for ¡ALS ¡ • As ¡of ¡now, ¡there ¡is ¡no ¡ cure ¡for ¡ALS. ¡ • Only ¡one ¡drug, ¡Riluzole, ¡ is ¡approved ¡by ¡the ¡FDA ¡ for ¡treatment ¡of ¡the ¡ disease. ¡ h>ps://www.stanford.edu/group/hopes/cgi-­‑bin/wordpress/2010/ riluzole/ ¡ 15