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Calcium-induzierte Chloridsekretion an isolierten Krypten aus dem Kolon der Ratte

Hennig, Britta


Originalveröffentlichung: (2007) Giessen : VVB Laufersweiler 2007
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (2.672 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-47682
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2007/4768/

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Universität Justus-Liebig-Universit√§t Gie√üen
Institut: Institut f√ľr Veterin√§r-Physiologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5177-8
Sprache: Deutsch
Tag der m√ľndlichen Pr√ľfung: 27.06.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 11.07.2007
Kurzfassung auf Deutsch: Calciumaktivierte Chloridkan√§le (CaCC) spielen in vielen Epithelien eine wichtige Rolle. Nachdem ein CaCC auch am Kolonepithel der Ratte funktionell nachgewiesen werden konnte, war es Ziel dieser Arbeit diesen genauer zu untersuchen. Dabei sollte √ľberpr√ľft werden, wie stark die √ľber den CaCC vermittelte √Ąnderung der intrazellul√§ren Chloridkonzentration Δ [Cl-]i ist und ob sich die Amplitude √ľber die Kryptenachse ver√§ndert. Au√üerdem sollte der Weg der Signaltransduktion ermittelt werden.

Unter depolarisierten Bedingungen und nach Anlegen eines chemischen Gradienten f√ľr Chlorid war es m√∂glich durch Stimulation mit Carbachol eine CaCC getragene Absenkung der [Cl-]i mittels Imaging-Technik zu messen. Dazu wurde der halogenidsensitive Farbstoff MEQ verwendet. Der Chloridausstrom war stilbensensitiv und konnte mit dem Calcium-Ionophor Ionomycin nachgeahmt werden. Der Differenzierungsgrad der Epithelzellen spiegelt sich in der Amplitude der Carbacholantwort nicht wider.

Die Signalweiterleitung wird nicht von den klassischen Calcium-assoziierten Kaskaden vorgenommen. Vielmehr m√ľssen alternative Signalwege eine Rolle spielen. Anscheinend ist NO als second messenger in diesen Signalweg einbezogen, da √ľber den NO-Donor Nitroprussid eine dem Carbacholeffekt √§hnlich Zellantwort ausgel√∂st werden konnte. Zus√§tzlich hemmte L-NMMA, ein Blocker der NOS-Subtypen, die Carbachol-induzierte Chloridsekretion. L-NNA, ebenfalls ein Inhibitoren von NOS konnte die Carbacholantwort der Krypten nicht blockieren. Da L-NNA eine deutlich schw√§chere Wirksamkeit auf die i-NOS besitzt, indiziert dies eine Beteiligung dieses NOS-Subtyps. Mittels immunhistochemischer Methodik wurde das Verteilungsmuster der NOS-Subtypen im Kolonepithel untersucht. Hierbei zeigte sich, dass vor allem die i-NOS und die n-NOS sehr pr√§sent und entlang der gesamten Kryptenachse zu finden sind. Die e-NOS hingegen wird wesentlich schw√§cher exprimiert und konzentriert sich auf die Oberfl√§chenregion.

Als Vermittler zwischen dem Anstieg des cytoplasmatischen Calciums und den NOS fungiert möglicherweise das Cytoskelett. Nocodazol und Colchicin zerstören die Mikrotubuli und reduzierten den Carbachol-induzierten Chloridefflux signifikant. Jasplakinolide, welches das Actinskelett versteift, indem es die Depolymerisation des F-Actins verhindert, hemmte ebenfalls den Chloridefflux. Somit scheint sowohl ein intaktes Netzwerk der Mikrotubuli, als auch ein intaktes Actincytoskelett zu Aktivierung des CaCCs erforderlich zu sein.
Kurzfassung auf Englisch: Ca2+-activated Cl- channels (CaCCs) play an important role in numerous epithelia. As the existence of a CaCC has been shown functionally at the colonic epithelium of the rat, the aim of this study was to characterize its role during Ca2+-dependent Cl- secretion evoked by the stable acetylcholine derivative, carbachol.

With the imaging technique using the halide-sensitive dye, MEQ, it was possible to measure a carbachol-stimulated decrease in intracellular Cl- concentration (Δ [Cl-]I) under depolarized conditions in the presence of a chemical gradient for Cl-. The efflux of Cl- was sensitive against stilbenes and could be mimicked by the calcium ionophore, ionomycin. The degree of cellular differentiation did not affect the amplitude of the carbachol response.

Classical Ca2+ involving cascades do not transduce the signal. Rather alternative pathways have to play a role. Apparently, NO is involved as a second messenger as sodium nitroprusside, a NO donor, mimicked the carbachol response. In adddition, L-NMMA, a blocker of the NO-synthases (NOS) inhibited the carbachol response. Another blocker of NOS, L-NNA, was ineffective. Since L-NNA is a only poor blocker of the i-NOS, this result suggests a participation of this NOS-isoform in the signaling cascade. The pattern of distribution of the three NOS-isoforms was examined by immunohistochemistry. It was shown that the i-NOS and the e-NOS are present all over the crypt axis. In contrast, the n-NOS is expressed in a weaker manner and is concentrated on the top of the crypt.

Intermediary between the increase of the intracellular Ca2+ concentration and the NOS may be the cytoskeleton. Both nocodazol and colchicine reduced the carbachol-induced Cl- efflux significantly. Jasplakinolide, which stiffens the cytoskeleton by inhibiting the deploymerisation of the F-actin, also blocked the Cl--efflux. Thus, for activating the CaCC both a functional microtubule network as well as a functional actin cytoskeleton seem to be required.
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