Capsaicinrezeptoren und die Wirkung von Crobenetin auf Tetrodotoxin-resistente Natriumkanäle in einer Dünnschnittpräparation primär sensorischer Neurone junger Ratten

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden im 1. Teil Capsaicinrezeptoren sensorischer Neurone in einer Dünnschnittpräparation von Spinalganglien junger Ratten untersucht. Unter Anwendung der patch-clamp Technik wurden die funktionellen Eigenschaften des Capsaicinrezeptors beschrieben. Im Gegensatz zu akut dissoziierten oder kultivierten sensorischen Neuronen war die Amplitude der in Neuronen der Dünnschnittpräparation gemessenen Capsaicin-aktivierten Ganzzellströme bei einem Membranpotential von -80 mV sehr klein, der Median betrug 54 pA. Auch die Capsaicin-induzierten Depolarisationen des Ruhemembranpotentials waren bei den meisten der untersuchten Neurone klein, nur 2 Neurone reagierten mit einer überschwelligen Depolarisation und der Generierung von Aktionspotentialen auf die Applikation von Capsaicin. Einzelkanalexperimente in der inside-out und der outside-out Konfiguration zeigten, daß die Offenwahrscheinlichkeit der Capsaicin-aktivierten Kanäle spannungsabhängig mit positivem Haltepotential zunahm. Gleichzeitig zeigte ein Anstieg der Einzelkanalleitfähigkeit bei positiven Haltepotentialen die auswärtsgleichrichtenden Eigenschaften des untersuchten Ionenkanals. Durch Strominjektion ausgelöste Aktionspotentiale wurden sowohl in ihrer Amplitude als auch in ihrer Länge durch Capsaicin beeinflußt. Bei den meisten Neuronen kam es zur Abnahme der Aktionspotentialamplitude, während eine geringe Anzahl mit einem Anstieg der Aktionspotentialamplitude reagierte. Bezüglich des Einflusses von Capsaicin auf die Aktionspotentialdauer ließen sich 3 Gruppen von Neuronen unterscheiden; es wurden verlängerte und verkürzte Aktionspotiale nach der Applikation von Capsaicin gemessen. Die Aktionspotentialdauer der 3. Gruppe von Neuronen wurde durch Capsaicin nicht beeinflußt. Im 2. Teil der Arbeit wurde die Wirkung von Crobenetin auf TTX-resistente Natriumströme sensorischer Neurone untersucht. Crobenetin ist ein hochpotenter Inhibitor TTX-resistenter Natriumströme, die Blockade ist sowohl benutzungs- als auch spannungsabhängig. Für die tonische Blockade betrug die IC50 17,4 µM, für die phasische (benutzungsabhängige) Hemmung 0,74 µM. Inaktivierte TTX-resistente Natriumkanäle wurden mit einer IC50 von 0,1 µM blockiert. Damit handelt es sich bei Crobenetin um einen der potentesten Blocker TTX-resistenter Natriumkanäle, der mit der Lokalanästhetikabindungsstelle des Kanals interagiert. Eine maximale benutzungsabhängige Blockade durch Crobenetin zeigte sich bei einem Haltepotential von -75 mV und hoher Stimulationsfrequenz. Folgte einer hochfrequenten Impulsserie die Stimulation mit niedriger Frequenz, kam es innerhalb weniger Impulse zur Erholung von der benutzungsabhängigen Blockade. Die Dauer einzelner TTX-resistenter Aktionspotentiale nahm unter der Wirkung von Crobenetin bei allen untersuchten Neuronen konzentrationsabhängig zu. Die Aktionspotentialamplitude nahm bei einer Gruppe von Neuronen ab, während sie bei einer anderen Gruppe zunahm. Die Wirkung von Crobenetin auf Serien TTX-resistenter Aktionspotentiale war komplex. Neben der erwarteten Abnahme der Feuerrate durch die Blockade spannungsabhängiger Natriumkanäle kam es bei einzelnen Neuronen nach Verringerung der Aktionspotentialfrequenz bei niedrigen Konzentrationen auch zu einer Zunahme der Feuerrate mit steigenden Konzentrationen von Crobenetin. Die unterschiedlichen Effekte von Cobenetin auf einzelne Aktionspotentiale und Aktionspotentialserien könnten duch eine Beeinflussung anderer Ionenkanäle, insbesondere spannungsabhängiger Kaliumkanäle bedingt sein. Wegen seiner hohen Potenz und ausgeprägten benutzungsabhängigen Blockade TTX-resistenter Natriumkanäle könnte das als Neuroprotektivum synthetisierte Crobenetin auch als Analgetikum zur Therapie chronischer und entzündungsbedingter Schmerzen mit geringen Nebenwirkungen eingesetzt werden. Entsprechende Studien an einem Tiermodell zeigten die analgetische Potenz von Crobenetin mit geringen systemischen Nebenwirkungen.