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Charakterisierung der Wirkung von Bradykinin an Neuronen des Plexus submucosus aus dem Colon der Ratte

Avemary, Janine Verena


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Bradykinin , Neurone , Plexus submucosus , Calcium
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Tierphysiologie
Fachgebiet: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 25.03.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 30.03.2010
Kurzfassung auf Deutsch: An submucösen Neuronen aus dem Colon der Ratte wurde der Wirkmechanismus des
Entzündungsmediators Bradykinin untersucht. Immunhistochemische bzw. immuncytochemische
Färbungen zeigten, dass in Neuronen, jedoch nicht in Gliazellen des Plexus
submucosus, Bradykinin B2-Rezeptoren vorkamen. Der Bradykinin B1-Rezeptor war in
beiden Zelltypen nicht nachweisbar.
In submucösen Neuronen erzeugte Bradykinin vermittelt über den Bradykinin B2-Rezeptor
eine konzentrationsabhängige Erhöhung der cytosolischen Ca2+-Konzentration. Der
Bradykinin B1-Rezeptor war nicht an dieser Bradykinin-Wirkung beteiligt. Untersuchungen
zur Aufklärung der intrazellulären Signalkaskade, die durch die Bindung von Bradykinin
angestoßen wird, ergaben, dass der Bradykinin B2-Rezeptor an ein Gq/11-Protein gekoppelt ist.
Allerdings war hier nicht der sich in vielen Zelltypen anschließende PLC-IP3-Ca2+-Signalweg,
der eine Ausschüttung von Ca2+ aus internen Speichern hervorruft, involviert. Stattdessen war
der Bradykinin-Effekt abhängig von einem extrazellulären Ca2+-Einstrom durch spannungsabhängige
Ca2+-Kanäle des Subtyps L, N und Q. Elektrophysiologische Untersuchungen
ergaben weiterhin, dass Bradykinin die K+-Leitfähigkeit der Membran reduziert und so eine
Depolarisation der submucösen Neurone hervorruft. Dies könnte eventuell durch eine direkte
inhibierende Interaktion des Gq/11-Proteins mit G-Protein-gekoppelten K+-Kanälen erzeugt
werden.
Eine weitere Besonderheit gegenüber anderen Zelltypen oder Geweben ist, dass der
Bradykinin-Effekt in Neuronen aus dem Plexus submucosus des Rattencolons weder durch
Prostaglandine vermittelt wurde noch abhängig von deren Gegenwart war. Die von den
Neuronen nach einer Bradykinin-Stimulation an mucosale Epithelzellen weitergeleitete
Aktivierung induzierte an der Mucosa eine gesteigerte Cl--Ionen-Sekretion ins Darmlumen.
Auch dieser Effekt war nicht Prostaglandin-vermittelt, jedoch abhängig von der Anwesenheit
der Prostaglandine, da diese eine erhöhte cytosolische Konzentration von cAMP erzeugten,
was wiederum notwendig war um apikale Cl--Kanäle, die die beobachtete Anionen-Sekretion
vermitteln, offenzuhalten.
Kurzfassung auf Englisch: The mechanism of action of the inflammatory mediator bradykinin was investigated at
submucosal neurons from rat colon. Immunohistochemical and immunocytochemical
stainings showed that bradykinin B2-receptors were present in neurons but not in glial cells of
the submucous plexus. In both types of cells the bradykinin B1-receptor was not detectable.
The bradykinin B2-receptor mediated a concentration-dependent increase of the cytosolic
Ca2+ concentration in submucosal neurons. Bradykinin B1-receptors did not participate in this
effect of bradykinin. Investigations of the underlying intracellular signalling cascade activated
by bradykinin revealed that the bradykinin B2-receptor was coupled to an Gq/11-protein. The
PLC-IP3-Ca2+ pathway with release of Ca2+ from internal stores was not involved in this
tissue. However, the effect of bradykinin was dependent on extracellular Ca2+ that enters the
cell through voltage-dependent Ca2+ channels of the L-, N- and Q-subtype.
Electrophysiological studies showed that bradykinin reduced the K+ conductance, what
induced a depolarisation of the cell membrane. The reduced K+ conductance might have been
due to a direct inhibiting interaction of the Gq/11-protein with G-protein-coupled K+ channels.
Furthermore, in contrast to other tissues or cell types, the effect of bradykinin in
submucosal neurons was not mediated by, or dependent on, prostaglandins. The bradykinininduced
activation of neurons evoked an enhanced secretion of Cl- from mucosal cells into the
lumen of the gut. This effect was also not prostaglandin-mediated, but dependent on the
presence of prostaglandins, as they increase the cytosolic cAMP concentration. cAMP is
necessary to keep the apical Cl- channels, which mediate the observed anion secretion, in an
activated and thus opened state.