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

Abstract

An submucösen Neuronen aus dem Colon der Ratte wurde der Wirkmechanismus desEntzündungsmediators Bradykinin untersucht. Immunhistochemische bzw. immuncytochemischeFärbungen zeigten, dass in Neuronen, jedoch nicht in Gliazellen des Plexussubmucosus, Bradykinin B2-Rezeptoren vorkamen. Der Bradykinin B1-Rezeptor war inbeiden Zelltypen nicht nachweisbar.In submucösen Neuronen erzeugte Bradykinin vermittelt über den Bradykinin B2-Rezeptoreine konzentrationsabhängige Erhöhung der cytosolischen Ca2+-Konzentration. DerBradykinin B1-Rezeptor war nicht an dieser Bradykinin-Wirkung beteiligt. Untersuchungenzur Aufklärung der intrazellulären Signalkaskade, die durch die Bindung von Bradykininangestoßen 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 warder Bradykinin-Effekt abhängig von einem extrazellulären Ca2+-Einstrom durch spannungsabhängigeCa2+-Kanäle des Subtyps L, N und Q. Elektrophysiologische Untersuchungenergaben weiterhin, dass Bradykinin die K+-Leitfähigkeit der Membran reduziert und so eineDepolarisation der submucösen Neurone hervorruft. Dies könnte eventuell durch eine direkteinhibierende Interaktion des Gq/11-Proteins mit G-Protein-gekoppelten K+-Kanälen erzeugtwerden.Eine weitere Besonderheit gegenüber anderen Zelltypen oder Geweben ist, dass derBradykinin-Effekt in Neuronen aus dem Plexus submucosus des Rattencolons weder durchProstaglandine vermittelt wurde noch abhängig von deren Gegenwart war. Die von denNeuronen nach einer Bradykinin-Stimulation an mucosale Epithelzellen weitergeleiteteAktivierung induzierte an der Mucosa eine gesteigerte Cl--Ionen-Sekretion ins Darmlumen.Auch dieser Effekt war nicht Prostaglandin-vermittelt, jedoch abhängig von der Anwesenheitder Prostaglandine, da diese eine erhöhte cytosolische Konzentration von cAMP erzeugten,was wiederum notwendig war um apikale Cl--Kanäle, die die beobachtete Anionen-Sekretionvermitteln, offenzuhalten. The mechanism of action of the inflammatory mediator bradykinin was investigated atsubmucosal neurons from rat colon. Immunohistochemical and immunocytochemicalstainings showed that bradykinin B2-receptors were present in neurons but not in glial cells ofthe 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 cytosolicCa2+ concentration in submucosal neurons. Bradykinin B1-receptors did not participate in thiseffect of bradykinin. Investigations of the underlying intracellular signalling cascade activatedby bradykinin revealed that the bradykinin B2-receptor was coupled to an Gq/11-protein. ThePLC-IP3-Ca2+ pathway with release of Ca2+ from internal stores was not involved in thistissue. However, the effect of bradykinin was dependent on extracellular Ca2+ that enters thecell through voltage-dependent Ca2+ channels of the L-, N- and Q-subtype.Electrophysiological studies showed that bradykinin reduced the K+ conductance, whatinduced a depolarisation of the cell membrane. The reduced K+ conductance might have beendue 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 insubmucosal neurons was not mediated by, or dependent on, prostaglandins. The bradykinininducedactivation of neurons evoked an enhanced secretion of Cl- from mucosal cells into thelumen of the gut. This effect was also not prostaglandin-mediated, but dependent on thepresence of prostaglandins, as they increase the cytosolic cAMP concentration. cAMP isnecessary to keep the apical Cl- channels, which mediate the observed anion secretion, in anactivated and thus opened state.