Nachweis der alpha3-Untereinheit des nikotinischen Acetylcholin-Rezeptors auf spinalen Atemwegsafferenzen
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Zusammenfassung
Neben neuronalem ACh wird in den Atemwegen auch auto- und parakrin wirkendes nonneuronalesACh von verschiedenen Epithelzellen und Immunzellen synthetisiert undfreigesetzt. Einerseits beteiligt es sich an entzündlichen Veränderungen der Atemwege,andererseits zeigt es antiinflammatorische Effekte. Dennoch sind die Zielstrukturen desepithelialen ACh noch nicht eindeutig identifiziert. Es ist plausibel anzunehmen, dassepitheliales ACh vorzugsweise an Strukturen wirkt, die in enger Nachbarschaft zum Epithelliegen. Neben Zellen des Immunsystems sind insbesondere sensorische Nervenendigungen alsWirkungsort des epithelialen ACh denkbar.Die vorliegende Arbeit zeigt erstmals die Expression einer definierten nAChR-Untereinheit(alpha3) von spinalen Atemwegs-/Lungenafferenzen.Dafür wurden transgene Mäuse verwendet, in denen das grün fluoreszierende Protein eGFPunter der Kontrolle der endogenen alpha3-nAChR-Untereinheit Promotoraktivität exprimiertwird. Mittels retrogradem Tracing mit dem Tracerfarbstoff Fast Blue, der in die Atemwegebzw. das Lungenparenchym appliziert wurde, konnten zur Lunge bzw. zu den Atemwegenprojizierende DRG-Neurone markiert und somit spinale Atemwegsafferenzen lokalisiertwerden. Um Aussagen über die Qualität dieser Nervenfasern zu treffen, wurden die retrogradmarkierten DRG-Neurone auf die Expression des alpha3-eGFP sowie auf ihre Immunreaktivitätgegenüber CGRP (einem Neuropeptid) und NF68 (einem Marker für myelinisierteNervenfasern) untersucht. Ebenfalls wurde ihre Somagröße bestimmt.Die Auswertung zeigte, dass 33% der retrograd markierten DRG-Neurone, die die Atemwegeund Lunge innervieren, die nAChR-Untereinheit alpha3 exprimieren. Die alpha3-Untereinheit kamnur in DRG-Neuronen vor, die sich ebenfalls CGRP-positiv zeigten. Am häufigsten war eineFB/alpha3/CGRP-positive Subpopulation, es konnte aber auch eine FB/alpha3/CGRP/NF68-positiveSubpopulation nachgewiesen werden. Die DRGs T1 und T2 zeigten den größten Anteil anretrograd markierten Neuronen. Die Mehrheit der retrograd markierten Neurone besaß eineGröße zwischen 15-25 müm. Die retrograd markierten DRG-Neurone, die Immunreaktivität fürNF68 aufwiesen, besaßen im Durchschnitt einen großen Perikaryondurchmesser. alpha3-positiveDRG-Neurone hingegen hatten einen kleineren Perikaryondurchmesser, während solche, diesich immunreaktiv für CGRP zeigten sowohl kleine als auch große Perikaryondurchmesseraufwiesen.Die vorliegende Arbeit weist damit erstmals die alpha3-Untereinheit des nAChR auf sensorischenNeuronen der unteren Atemwege nach. Die Mehrheit der zur Lunge projizierenden DRGNeuronekonnte den Adelta- und C-Fasern zugeordnet werden. Im Vergleich mit vagalenAtemwegs-/Lungenafferenzen zeigten sich in der relativen Häufigkeit funktionell definierterNeuronpopulationen Unterschiede. Eine über die alpha3-Untereinheit vermittelte Erregungsensorischer Fasern spielt vornehmlich bei spinalen Afferenzen eine Rolle und betrifft sowohleine nicht-myelinisierte (C-Fasern) als auch eine myelinisierte (Adelta-Fasern) Population.Zumindest zwei Populationen spinaler Atemwegs-/Lungenafferenzen können cholinerg übernAChR mit der alpha3-Untereinheit stimuliert werden. Gemeinsam sind diesen Populationen derCGRP-Gehalt und die angenommene nozizeptive Funktion. Sensorische Endigungen mitsolcher Funktion sind insbesondere in und unmittelbar unter dem Epithel zu finden, welchesselber eine Quelle von ACh darstellt. Es ist daher anzunehmen, dass epitheliale Stimulationoder Schädigung mit folgender ACh-Freisetzung der natürliche Initiator der cholinergenStimulation CGRP-haltiger sensorischer Endigungen mit nachfolgender CGRP-Freisetzungund damit der lokalen Einleitung einer inflammatorischen Reaktion ist.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler