Neurone des enterischen Nervensystems (ENS) welches sich in der Wand des Gastrointestinaltraktes befindet besitzen die Fähigkeit kleinste Veränderungen in ihrer nahen Umgebung wahrzunehmen. Zu diesen Veränderungen zählen unter anderem auch Schwankungen in der Anzahl osmotisch wirksamer Teilchen bedingt durch Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme. Die Hypothese welche dieser Arbeit zu Grunde liegt ist, dass Neurone des submukosalen Plexus, welche in räumlicher Nähe sowohl zu Epithelzellen als auch zu Blutgefäßen liegen, in der Lage sind Veränderungen der Osmolalität zu detektieren und entsprechend darauf zu reagieren. Hierzu wurde die Osmosensitivität enterischer Neurone des submukosalen Plexus des Meerschweinchens untersucht.
Um neuronale Aktivierung nach Stimulation mit hypo- oder hyperosmolarer Lösung nachzuweisen wurden Bildgebende Verfahren mit spannungssensitiven Farbstoffen an Lebendpräparaten des Meerschweinchen Kolons angewendet. Des Weiteren fanden Kalzium sensitive Farbstoffe Anwendung, mit deren Hilfe Veränderungen der intrazellulären Kalziumkonzentration als Folge osmotischer Stimulation untersucht wurden. Darüber hinaus wurde die Veränderung des Zellvolumens nach osmotischer Stimulation analysiert. Die osmotischen Stimuli wurden mithilfe eines Mikro-perfusionssytems auf individuelle Ganglien appliziert wobei die Osmolalität der applizierten Lösungen zwischen 94 mOsm/kg und 494 mOsm/kg lag.
Hypo- und hyperosmolare Stimuli führten zu elektrischen Entladungen in einer Subpopulation enterischer Neurone, welche mit einer Verzögerung von mehreren Sekunden nach dem Stimulus auftrat. Die Perfusion mit einer hypoosmolaren Lösung führte darüber hinaus zu einem Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration. Veränderungen des Zellvolumens konnten ebenfalls nach hypoosmolarer, nicht aber nach hyperosmolarer Stimulation beobachtet werden.
Einer der wichtigsten Ionenkanäle in Bezug auf Osmosensitivität ist der transient receptor potential vanilloid 4 Kanal (TRPV4). Aufgrund seiner Bedeutung für die Osmosensitivität in anderen Bereichen des peripheren Nervensystems ist er ein vielversprechender Kandidat für die osmosensitive molekulare Struktur im ENS. Pharmakologische Versuche zeigten, dass der TRPV4 Agonist GSK1016790A in enterischen Neuronen zur Entladung von Aktionspotentialen, sowie zu einer Kalziumantwort führt. Des Weiteren zeigten Experimente mit dem TRPV4 Inhibitor HC-067047, dass dieser die Antwort auf osmotische Stimuli signifikant reduzierte. Darüber hinaus konnte TRPV4 mit Hilfe von qRT-PCR auf mRNA Ebene im submukosalen Plexus des Meerschweinchens nachgewiesen werden. Immunfluoreszenz wurde benutzt um eine neurochemische Typisierung der osmosensitiven Neurone durchzuführen.
Die Schlussfolgerung der vorliegenden Studie ist, dass Neurone des submukosalen Plexus osmosensitiv sind und daher das ENS in der Lage ist Änderungen der Osmolalität zu detektieren und entsprechend darauf zu reagieren. Die Mehrheit der osmosensitiven Neurone ist dem cholinergen Typ zuzuordnen. Die vorliegenden Ergebnisse deuten stark auf eine Funktion von TRPV4 im Prozess der Osmosensitivität hin.
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Neurone des enterischen Nervensystems (ENS) welches sich in der Wand des Gastrointestinaltraktes befindet besitzen die Fähigkeit kleinste Veränderungen in ihrer nahen Umgebung wahrzunehmen. Zu diesen Veränderungen zählen unter anderem auch Schwankungen in der Anzahl osmotisch wirksamer Teilchen bedingt durch Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme. Die Hypothese welche dieser Arbeit zu Grunde liegt ist, dass Neurone des submukosalen Plexus, welche in räumlicher Nähe sowohl zu Epithelzellen als auch z...
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