{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1235"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1235","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Neurotransmitterfreisetzung und ihre präsynaptische Modulation im Hippocampus und anderen Gehirnstrukturen von Ratten nach Veränderungen im neuronalen Umfeld sowie in primären Neuronenkulturen","abstract":"Führen Änderungen der neuronalen Umgebung im Hippocampus oder Neocortex, wie sie bei der Alzheimer-Krankheit oder im Alter vorkommen, zu Anpassungen der Transmitterfreisetzung in verbliebenen Neuronen? Dieser der vorliegenden Dissertation zugrundeliegenden Frage wurde anhand verschiedener Modelle nachgegangen.
Mit Hilfe eines Läsions-Transplantations-Modells des Hippocampus wurden drei an kognitiven Funktionen beteiligte Transmittersysteme, das cholinerge, das serotonerge und das noradrenerge System, untersucht. Am Hippocampus und Neocortex alter Ratten wurde ermittelt, ob eine kompensatorische Rezeptormodulation der altersbedingten Degeneration von Transmittersystemen entgegengewirkt. Dabei wurde auch geprüft, ob altersbedingte neurobiologische Veränderungen im Hippocampus oder Neocortex von Ratten mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Schließlich wurde ein in vitro Modell zur Untersuchung der Transmitterfreisetzung serotonerger Neurone in Kultur entwickelt. Änderungen der Neurotransmission und ihrer Modulation wurden mit einer Superfusionsmethode untersucht. Präsynaptische Rezeptoren wurden mit Hilfe von spezifischen Agonisten und Antagonisten charakterisiert. Neurochemische Bestimmungen wurden durchgeführt, um Ausmaß und Spezifität von Läsionen und Transplantationen oder auch von Alterseinflüsse zu untersuchen. Bei alten Ratten wurden durch Verhaltensexperimente Unterschiede im Lernverhalten untersucht.
Mehrere neurobiologische Variablen der Läsions-Transplantations-Modelle wiesen auf eine sehr gute Spezifität der cholinergen und serotonergen Läsion hin. Bei cholinerger und/oder serotonerger Läsion wurde eine größere Empfindlichkeit des nikotinischen ACh-Rezeptors auf noradrenergen Terminalen gefunden. Auto- und Heterorezeptoren auf serotonergen Neuronen schienen unverändert. Bei ausgeprägterer serotonerger Läsion wurde jedoch eine „Downregulation“ des 5-HT1B Rezeptors auf serotonergen Neuronen und eine \"Upregulation\" des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen beobachtet. Die evozierte ACh Freisetzung aus cholinergen Neuronen war dabei erhöht. Transplantation cholinerger Neurone nach cholinerger Läsion erlaubte nur bedingt die Untersuchung der Modulation der ACh Freisetzung, diese wies aber auf eine Anpassung des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen hin. Die Untersuchungen an alten Ratten zeigten, dass es in den untersuchten Gehirnstrukturen zwar altersbedingte Veränderungen von Neurotransmittersystemen gibt, diese jedoch nicht mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Außerdem schienen sich die präsynaptischen Rezeptoren den veränderten Bedingungen nicht anzupassen. Primäre neuronale Zellkulturen erwiesen sich als vielversprechendes Modell zur weiteren Untersuchung dieser Fragestellungen.
Insgesamt wird geschlossen, dass sich präsynaptische Rezeptoren, vor allem nach massiver cholinerger oder serotonerger Läsion, dem veränderten neuronalen Umfeld anzupassen scheinen. Bei alten Ratten findet, vielleicht aufgrund zu geringer Veränderungen im neuronalen Umfeld, keine derartige Anpassung statt. Ein einfacher Zusammenhang zwischen neurochemischen und neuropharmakologischen Parametern und Gedächtnisleistungen wurde nicht gefunden.","abstract_html":"Führen Änderungen der neuronalen Umgebung im Hippocampus oder Neocortex, wie sie bei der Alzheimer-Krankheit oder im Alter vorkommen, zu Anpassungen der Transmitterfreisetzung in verbliebenen Neuronen? Dieser der vorliegenden Dissertation zugrundeliegenden Frage wurde anhand verschiedener Modelle nachgegangen. <br>Mit Hilfe eines Läsions-Transplantations-Modells des Hippocampus wurden drei an kognitiven Funktionen beteiligte Transmittersysteme, das cholinerge, das serotonerge und das noradrenerge System, untersucht. Am Hippocampus und Neocortex alter Ratten wurde ermittelt, ob eine kompensatorische Rezeptormodulation der altersbedingten Degeneration von Transmittersystemen entgegengewirkt. Dabei wurde auch geprüft, ob altersbedingte neurobiologische Veränderungen im Hippocampus oder Neocortex von Ratten mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Schließlich wurde ein in vitro Modell zur Untersuchung der Transmitterfreisetzung serotonerger Neurone in Kultur entwickelt. Änderungen der Neurotransmission und ihrer Modulation wurden mit einer Superfusionsmethode untersucht. Präsynaptische Rezeptoren wurden mit Hilfe von spezifischen Agonisten und Antagonisten charakterisiert. Neurochemische Bestimmungen wurden durchgeführt, um Ausmaß und Spezifität von Läsionen und Transplantationen oder auch von Alterseinflüsse zu untersuchen. Bei alten Ratten wurden durch Verhaltensexperimente Unterschiede im Lernverhalten untersucht. <br>Mehrere neurobiologische Variablen der Läsions-Transplantations-Modelle wiesen auf eine sehr gute Spezifität der cholinergen und serotonergen Läsion hin. Bei cholinerger und/oder serotonerger Läsion wurde eine größere Empfindlichkeit des nikotinischen ACh-Rezeptors auf noradrenergen Terminalen gefunden. Auto- und Heterorezeptoren auf serotonergen Neuronen schienen unverändert. Bei ausgeprägterer serotonerger Läsion wurde jedoch eine „Downregulation“ des 5-HT1B Rezeptors auf serotonergen Neuronen und eine "Upregulation" des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen beobachtet. Die evozierte ACh Freisetzung aus cholinergen Neuronen war dabei erhöht. Transplantation cholinerger Neurone nach cholinerger Läsion erlaubte nur bedingt die Untersuchung der Modulation der ACh Freisetzung, diese wies aber auf eine Anpassung des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen hin. Die Untersuchungen an alten Ratten zeigten, dass es in den untersuchten Gehirnstrukturen zwar altersbedingte Veränderungen von Neurotransmittersystemen gibt, diese jedoch nicht mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Außerdem schienen sich die präsynaptischen Rezeptoren den veränderten Bedingungen nicht anzupassen. Primäre neuronale Zellkulturen erwiesen sich als vielversprechendes Modell zur weiteren Untersuchung dieser Fragestellungen. <br>Insgesamt wird geschlossen, dass sich präsynaptische Rezeptoren, vor allem nach massiver cholinerger oder serotonerger Läsion, dem veränderten neuronalen Umfeld anzupassen scheinen. Bei alten Ratten findet, vielleicht aufgrund zu geringer Veränderungen im neuronalen Umfeld, keine derartige Anpassung statt. 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Dieser der vorliegenden Dissertation zugrundeliegenden Frage wurde anhand verschiedener Modelle nachgegangen.
Mit Hilfe eines Läsions-Transplantations-Modells des Hippocampus wurden drei an kognitiven Funktionen beteiligte Transmittersysteme, das cholinerge, das serotonerge und das noradrenerge System, untersucht. Am Hippocampus und Neocortex alter Ratten wurde ermittelt, ob eine kompensatorische Rezeptormodulation der altersbedingten Degeneration von Transmittersystemen entgegengewirkt. Dabei wurde auch geprüft, ob altersbedingte neurobiologische Veränderungen im Hippocampus oder Neocortex von Ratten mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Schließlich wurde ein in vitro Modell zur Untersuchung der Transmitterfreisetzung serotonerger Neurone in Kultur entwickelt. Änderungen der Neurotransmission und ihrer Modulation wurden mit einer Superfusionsmethode untersucht. Präsynaptische Rezeptoren wurden mit Hilfe von spezifischen Agonisten und Antagonisten charakterisiert. Neurochemische Bestimmungen wurden durchgeführt, um Ausmaß und Spezifität von Läsionen und Transplantationen oder auch von Alterseinflüsse zu untersuchen. Bei alten Ratten wurden durch Verhaltensexperimente Unterschiede im Lernverhalten untersucht.
Mehrere neurobiologische Variablen der Läsions-Transplantations-Modelle wiesen auf eine sehr gute Spezifität der cholinergen und serotonergen Läsion hin. Bei cholinerger und/oder serotonerger Läsion wurde eine größere Empfindlichkeit des nikotinischen ACh-Rezeptors auf noradrenergen Terminalen gefunden. Auto- und Heterorezeptoren auf serotonergen Neuronen schienen unverändert. Bei ausgeprägterer serotonerger Läsion wurde jedoch eine „Downregulation“ des 5-HT1B Rezeptors auf serotonergen Neuronen und eine \"Upregulation\" des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen beobachtet. Die evozierte ACh Freisetzung aus cholinergen Neuronen war dabei erhöht. Transplantation cholinerger Neurone nach cholinerger Läsion erlaubte nur bedingt die Untersuchung der Modulation der ACh Freisetzung, diese wies aber auf eine Anpassung des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen hin. Die Untersuchungen an alten Ratten zeigten, dass es in den untersuchten Gehirnstrukturen zwar altersbedingte Veränderungen von Neurotransmittersystemen gibt, diese jedoch nicht mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Außerdem schienen sich die präsynaptischen Rezeptoren den veränderten Bedingungen nicht anzupassen. Primäre neuronale Zellkulturen erwiesen sich als vielversprechendes Modell zur weiteren Untersuchung dieser Fragestellungen.
Insgesamt wird geschlossen, dass sich präsynaptische Rezeptoren, vor allem nach massiver cholinerger oder serotonerger Läsion, dem veränderten neuronalen Umfeld anzupassen scheinen. Bei alten Ratten findet, vielleicht aufgrund zu geringer Veränderungen im neuronalen Umfeld, keine derartige Anpassung statt. Ein einfacher Zusammenhang zwischen neurochemischen und neuropharmakologischen Parametern und Gedächtnisleistungen wurde nicht gefunden.","Do changes in the neuronal environment as they occur in Alzheimer's disease or in aged subjects lead to adaptations of transmitter release in remaining neurons? This question was investigated in this thesis using various animal models.
With a lesion-transplantation-model of the hippocampus, three transmitter systems which are involved in cognitive functions - the cholinergic, the serotonergic and the noradrenergic system – were examined. In the hippocampus and neocortex of old rats it was investigated, whether a compensating receptor modulation counterbalances age-related degeneration of transmitter systems. It was tested, whether age-related neurobiological changes in the hippocampus or neocortex of rats correlated with the extent of memory impairment. Finally, an in vitro model for the examination of transmitter release of serotonergic neurons in culture was developed. Changes of neurotransmission and presynaptic receptors were characterized with specific agonists and antagonists. Neurochemical determinations were implemented in order to investigate the extent and the specifity of lesions and transplantations or the influence of age on transmitter systems. With behavioural tests in old rats differences in cognitive performances were measured.
Several neurobiological parameters of the lesion-transplantation-model indicated specifity of the cholinergic and serotonergic lesion. Rats with cholinergic and/or serotonergic lesion showed a higher sensitivity of the nicotinic ACh-receptor on noradrenergic nerve terminals. Auto- and heteroreceptors on serotonergic neurons appeared unchanged. However, rats with very pronounced serotonergic lesions showed a downregulation of the 5-HT1B receptor on serotonergic and an upregulation of the 5-HT1B receptor on cholinergic neurons. The evoked ACh release of cholinergic neurons in this group was increased. Transplantation of cholinergic neurons after cholinergic lesion only allowed provisory examination of the modulation of ACh release, which indicated an adaptation of 5-HT1B receptors on cholinergic neurons. Examination of the old rats showed age related changes in the brain structures that were investigated, but these changes did not correlate with individual cognitive impairment. Presynaptic receptors apparently did not adjust to changes of the neuronal environment. Primary neuronal cell cultures proved to be a promising model for further investigation of these questions.
In conclusion, presynaptic receptors seem to undergo adaptation to changes in neuronal environment after massive cholinergic and serotonergic lesion. In old rats, these adaptations could not be found, probably because of a less pronounced neuronal degeneration compared to the lesion model. A correlation between neurochemical and neuropharmacological parameters and cognitive function could not be found."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Neurotransmitterfreisetzung und ihre präsynaptische Modulation im Hippocampus und anderen Gehirnstrukturen von Ratten nach Veränderungen im neuronalen Umfeld sowie in primären Neuronenkulturen","Neurotransmitter release and its presynaptic modulation in the hippocampus, other brain structures and primary cell cultures of the rat after changes in the neuronal environment"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Schubert, Rolf"],"dc:creator":["Birthelmer, Anja"],"dc:description.abstract":["Führen Änderungen der neuronalen Umgebung im Hippocampus oder Neocortex, wie sie bei der Alzheimer-Krankheit oder im Alter vorkommen, zu Anpassungen der Transmitterfreisetzung in verbliebenen Neuronen? Dieser der vorliegenden Dissertation zugrundeliegenden Frage wurde anhand verschiedener Modelle nachgegangen.
Mit Hilfe eines Läsions-Transplantations-Modells des Hippocampus wurden drei an kognitiven Funktionen beteiligte Transmittersysteme, das cholinerge, das serotonerge und das noradrenerge System, untersucht. Am Hippocampus und Neocortex alter Ratten wurde ermittelt, ob eine kompensatorische Rezeptormodulation der altersbedingten Degeneration von Transmittersystemen entgegengewirkt. Dabei wurde auch geprüft, ob altersbedingte neurobiologische Veränderungen im Hippocampus oder Neocortex von Ratten mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Schließlich wurde ein in vitro Modell zur Untersuchung der Transmitterfreisetzung serotonerger Neurone in Kultur entwickelt. Änderungen der Neurotransmission und ihrer Modulation wurden mit einer Superfusionsmethode untersucht. Präsynaptische Rezeptoren wurden mit Hilfe von spezifischen Agonisten und Antagonisten charakterisiert. Neurochemische Bestimmungen wurden durchgeführt, um Ausmaß und Spezifität von Läsionen und Transplantationen oder auch von Alterseinflüsse zu untersuchen. Bei alten Ratten wurden durch Verhaltensexperimente Unterschiede im Lernverhalten untersucht.
Mehrere neurobiologische Variablen der Läsions-Transplantations-Modelle wiesen auf eine sehr gute Spezifität der cholinergen und serotonergen Läsion hin. Bei cholinerger und/oder serotonerger Läsion wurde eine größere Empfindlichkeit des nikotinischen ACh-Rezeptors auf noradrenergen Terminalen gefunden. Auto- und Heterorezeptoren auf serotonergen Neuronen schienen unverändert. Bei ausgeprägterer serotonerger Läsion wurde jedoch eine „Downregulation“ des 5-HT1B Rezeptors auf serotonergen Neuronen und eine \"Upregulation\" des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen beobachtet. Die evozierte ACh Freisetzung aus cholinergen Neuronen war dabei erhöht. Transplantation cholinerger Neurone nach cholinerger Läsion erlaubte nur bedingt die Untersuchung der Modulation der ACh Freisetzung, diese wies aber auf eine Anpassung des 5-HT1B Rezeptors auf cholinergen Neuronen hin. Die Untersuchungen an alten Ratten zeigten, dass es in den untersuchten Gehirnstrukturen zwar altersbedingte Veränderungen von Neurotransmittersystemen gibt, diese jedoch nicht mit dem Ausmaß von Gedächtnisbeeinträchtigungen korrelierten. Außerdem schienen sich die präsynaptischen Rezeptoren den veränderten Bedingungen nicht anzupassen. Primäre neuronale Zellkulturen erwiesen sich als vielversprechendes Modell zur weiteren Untersuchung dieser Fragestellungen.
Insgesamt wird geschlossen, dass sich präsynaptische Rezeptoren, vor allem nach massiver cholinerger oder serotonerger Läsion, dem veränderten neuronalen Umfeld anzupassen scheinen. Bei alten Ratten findet, vielleicht aufgrund zu geringer Veränderungen im neuronalen Umfeld, keine derartige Anpassung statt. Ein einfacher Zusammenhang zwischen neurochemischen und neuropharmakologischen Parametern und Gedächtnisleistungen wurde nicht gefunden.","Do changes in the neuronal environment as they occur in Alzheimer's disease or in aged subjects lead to adaptations of transmitter release in remaining neurons? This question was investigated in this thesis using various animal models.
With a lesion-transplantation-model of the hippocampus, three transmitter systems which are involved in cognitive functions - the cholinergic, the serotonergic and the noradrenergic system – were examined. In the hippocampus and neocortex of old rats it was investigated, whether a compensating receptor modulation counterbalances age-related degeneration of transmitter systems. It was tested, whether age-related neurobiological changes in the hippocampus or neocortex of rats correlated with the extent of memory impairment. Finally, an in vitro model for the examination of transmitter release of serotonergic neurons in culture was developed. Changes of neurotransmission and presynaptic receptors were characterized with specific agonists and antagonists. Neurochemical determinations were implemented in order to investigate the extent and the specifity of lesions and transplantations or the influence of age on transmitter systems. With behavioural tests in old rats differences in cognitive performances were measured.
Several neurobiological parameters of the lesion-transplantation-model indicated specifity of the cholinergic and serotonergic lesion. Rats with cholinergic and/or serotonergic lesion showed a higher sensitivity of the nicotinic ACh-receptor on noradrenergic nerve terminals. Auto- and heteroreceptors on serotonergic neurons appeared unchanged. However, rats with very pronounced serotonergic lesions showed a downregulation of the 5-HT1B receptor on serotonergic and an upregulation of the 5-HT1B receptor on cholinergic neurons. The evoked ACh release of cholinergic neurons in this group was increased. Transplantation of cholinergic neurons after cholinergic lesion only allowed provisory examination of the modulation of ACh release, which indicated an adaptation of 5-HT1B receptors on cholinergic neurons. Examination of the old rats showed age related changes in the brain structures that were investigated, but these changes did not correlate with individual cognitive impairment. Presynaptic receptors apparently did not adjust to changes of the neuronal environment. Primary neuronal cell cultures proved to be a promising model for further investigation of these questions.
In conclusion, presynaptic receptors seem to undergo adaptation to changes in neuronal environment after massive cholinergic and serotonergic lesion. In old rats, these adaptations could not be found, probably because of a less pronounced neuronal degeneration compared to the lesion model. A correlation between neurochemical and neuropharmacological parameters and cognitive function could not be found."],"dc:format.medium":["application/pdf"],"dc:subject":["Präsynaptische Rezeptoren","Modulation der Transmitterfreisetzung","Hippocampus","Neocortex","Zellkultur","presynaptic receptors","modulation of transmitter release","cell cultures"],"dc:title":["Neurotransmitterfreisetzung und ihre präsynaptische Modulation im Hippocampus und anderen Gehirnstrukturen von Ratten nach Veränderungen im neuronalen Umfeld sowie in primären Neuronenkulturen","Neurotransmitter release and its presynaptic modulation in the hippocampus, other brain structures and primary cell cultures of the rat after changes in the neuronal environment"],"dc:type":["DoctoralThesis"]},"updated_at":"2026-07-24T02:22:03Z"}