{"id":{"repo_id":"goettingen","oai_identifier":"oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-ABE0-2"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/goettingen/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-ABE0-2","repository":{"repo_id":"goettingen","name":"Georg-August-Universität Göttingen","base_url":"https://ediss.uni-goettingen.de/oai/request"},"display":{"title":"Glutamatrezeptoren und Ca2+-Homöostase in Hirnstamm-Motoneuronen der Maus","abstract":"Glutamat stellt den wichtigsten Neurotransmitter im Säugerhirn dar. Bei einigen neuronalen Erkrankungen (Amyotrophe Lateralsklerose, Epilepsie, Chorea Huntington) gelten Glutamat-aktivierte Ionenströme allerdings auch als Hauptauslöser für degenerative Erscheinungen. Eine besondere Bedeutung nimmt dabei ein Glutamat-vermitteltes Ca2+-Signal ein, da das Ca2+-Ion als zellulärer Botenstoff eine Reihe enzymatischer Reaktionen hervorrufen kann. Eine langfristig erhöhte freie zytoplasmatische Ca2+-Konzentration begünstigt letztlich die Aktivierung von Proteasen, Lipasen und Endonukleasen, gefolgt von irreversiblen neuronalen Schädigungen. Die Amyotrophe Lateralsklerose führt zur Schädigung von Motoneuronen, wobei einige Motoneuronenpopulationen im Krankheitsverlauf besonders stark geschädigt werden, während andere weitestgehend intakt bleiben. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, welche Unterschiede in der \"zellulären Ausstattung\" zur Erhaltung der Ca2+-Homöostase unter diesen Motoneuronen bestehen. Hierzu wurden elektrophysiologische Messungen im \"Patch-clamp\" Verfahren sowie mikrofluorometrische Ca2+-Messungen an \"dünnen\" Hirn- Schnittpräparaten (in vitro) vorgenommen. Die Hirnstamm-Motoneuronenpopulationen der Nuclei hypoglossus und oculomotorius sowie große Pyramidalneurone aus dem primären Motorcortex (Betzsche Riesenzellen) wurden dabei überprüft. Anhand der Untersuchungen wurde deutlich, daß der Glutamat-aktivierte Ca2+-Einstrom durch ionotrophe Ionenkanäle in den selektiv vulnerablen hypoglossalen Motoneuronen im Vergleich mit anderen Motoneuronenpopulationen nicht übermäßig groß ausfällt (Ca2+-Permeabilität Ampa/Kainat-Rezeptorkanal = 1.2%; NMDA-Rezeptorkanal = 9.4%). Demgegenüber läßt die niedrige endogene Pufferkapazität in den hypoglossalen Motoneuronen (Ks = 41; Lips & Keller, 1998) sowie in den ebenfalls selektiv vulnerablen Betzschen Riesenzellen (Ks = 42) im Vergleich mit den hochgepufferten selektiv resistenten oculomotor Neuronen (Ks = 264) darauf schließen, daß ein vergleichbarer Ca2+-Einstrom in den selektiv vulnerablen Neuronenpopulationen zu einem etwa 6-fach erhöhten Anstieg der freien zytoplasmatischen Ca2+-Konzentration führen würde. Dies bietet eine Erklärung für die selektive Vulnerabilität bestimmter Motoneuronenpopulationen. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ebenfalls gezeigt werden, daß eine niedrige endogene Pufferkapazität demgegenüber einen funktionellen Vorteil bei der schnellen Signalweiterleitung in rhythmisch aktiven Systemen beinhaltet.","abstract_html":"Glutamat stellt den wichtigsten Neurotransmitter im Säugerhirn dar. Bei einigen neuronalen Erkrankungen (Amyotrophe Lateralsklerose, Epilepsie, Chorea Huntington) gelten Glutamat-aktivierte Ionenströme allerdings auch als Hauptauslöser für degenerative Erscheinungen. Eine besondere Bedeutung nimmt dabei ein Glutamat-vermitteltes Ca2+-Signal ein, da das Ca2+-Ion als zellulärer Botenstoff eine Reihe enzymatischer Reaktionen hervorrufen kann. Eine langfristig erhöhte freie zytoplasmatische Ca2+-Konzentration begünstigt letztlich die Aktivierung von Proteasen, Lipasen und Endonukleasen, gefolgt von irreversiblen neuronalen Schädigungen. Die Amyotrophe Lateralsklerose führt zur Schädigung von Motoneuronen, wobei einige Motoneuronenpopulationen im Krankheitsverlauf besonders stark geschädigt werden, während andere weitestgehend intakt bleiben. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, welche Unterschiede in der "zellulären Ausstattung" zur Erhaltung der Ca2+-Homöostase unter diesen Motoneuronen bestehen. Hierzu wurden elektrophysiologische Messungen im "Patch-clamp" Verfahren sowie mikrofluorometrische Ca2+-Messungen an "dünnen" Hirn- Schnittpräparaten (in vitro) vorgenommen. Die Hirnstamm-Motoneuronenpopulationen der Nuclei hypoglossus und oculomotorius sowie große Pyramidalneurone aus dem primären Motorcortex (Betzsche Riesenzellen) wurden dabei überprüft. Anhand der Untersuchungen wurde deutlich, daß der Glutamat-aktivierte Ca2+-Einstrom durch ionotrophe Ionenkanäle in den selektiv vulnerablen hypoglossalen Motoneuronen im Vergleich mit anderen Motoneuronenpopulationen nicht übermäßig groß ausfällt (Ca2+-Permeabilität Ampa/Kainat-Rezeptorkanal = 1.2%; NMDA-Rezeptorkanal = 9.4%). Demgegenüber läßt die niedrige endogene Pufferkapazität in den hypoglossalen Motoneuronen (Ks = 41; Lips & Keller, 1998) sowie in den ebenfalls selektiv vulnerablen Betzschen Riesenzellen (Ks = 42) im Vergleich mit den hochgepufferten selektiv resistenten oculomotor Neuronen (Ks = 264) darauf schließen, daß ein vergleichbarer Ca2+-Einstrom in den selektiv vulnerablen Neuronenpopulationen zu einem etwa 6-fach erhöhten Anstieg der freien zytoplasmatischen Ca2+-Konzentration führen würde. Dies bietet eine Erklärung für die selektive Vulnerabilität bestimmter Motoneuronenpopulationen. 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Demgegenüber läßt die niedrige endogene Pufferkapazität in den hypoglossalen Motoneuronen (Ks = 41; Lips & Keller, 1998) sowie in den ebenfalls selektiv vulnerablen Betzschen Riesenzellen (Ks = 42) im Vergleich mit den hochgepufferten selektiv resistenten oculomotor Neuronen (Ks = 264) darauf schließen, daß ein vergleichbarer Ca2+-Einstrom in den selektiv vulnerablen Neuronenpopulationen zu einem etwa 6-fach erhöhten Anstieg der freien zytoplasmatischen Ca2+-Konzentration führen würde. Dies bietet eine Erklärung für die selektive Vulnerabilität bestimmter Motoneuronenpopulationen. 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