Das Kolonepithel produziert ACh, welches freigesetzt wird, nachdem die kurzkettige Fettsäure Propionat an G-Protein gekoppelte Rezeptoren bindet. ACh wiederum induziert über cholinerge Rezeptoren eine epitheliale Anionensekretion. Das Schlüsselenzym der Acetylcholinsynthese, die Cholineacetyltransferase, verestert Cholin unselektiv mit kurzkettigen Fettsäuren. Da über die bakterielle Fermentation das Kolonepithel permanent hohen Konzentrationen von verschiedenen kurzkettigen Fettsäuren ausgesetzt ist, stellte sich die Frage, ob auch andere Cholinester (also nicht nur ACh) wie PCh oder BCh am Kolonepithel produziert werden. In der Folge war zu untersuchen, ob diese atypischen Ester ebenfalls cholinerge Rezeptoren stimulieren, was wiederum eine Anionensekretion bewirkt.Experimentelles Vorgehen: Desorption electrospray ionization mass spectroscopy (DESI-MS) und Ussing-Kammer-Versuche wurden an Mucosa-Präparaten des distalen Rattenkolons durchgeführt. Zusätzlich wurden zur Darstellung der intrazellulären Calciumkonzentration Fura-2-Messungen an Kolonkrypten durchgeführt.Ergebnisse: Die Analyse mit der DESI-MS bestätigte das physiologische Vorkommen von ACh, PCh und BCh. In der Ussing-Kammer bewirkten beide atypischen Cholinester über die Stimulation einer Anionensekretion einen konzentrationsabhängigen Anstieg des Kurzschlussstroms. Die Versuche mit Blockern wurden an Mucosa-Präparaten ohne Submucosa durchgeführt, um den Einfluss der Somata sekretomotorischer Neuronen des Plexus submucosus zu verringern und die Wirkung der Cholinester hauptsächlich auf die Rezeptoren direkt an den Epithelzellen zu beschränken. Im Gegensatz zu BCh, welches nikotinerge und muskarinerge Rezeptoren stimulierte, wirkte PCh überwiegend an muskarinergen Rezeptoren. Die Ergebnisse dieser Arbeit legen eine Co-Stimulation beider Rezeptortypen nahe, die sich gegenseitig in ihrer Wirkung potenzieren. Dies konnte auch mit Ca2+-Imaging mit BCh bestätigt werden. In weiteren Ussing-Kammer-Versuchen wurde als Ursache für die Erhöhung des Isc eine Ca2+-abhängige Cl--Sekretion nachgewiesen.Schlussfolgerung und Ausblick: Diese Ergebnisse weisen auf einen Signalübertragungsweg hin, der der Kommunikation zwischen den Darmmikroben und dem Wirt dient, welche kurzkettige Fettsäuren produzieren. Hierbei wird über die epitheliale Produktion von Cholinestern das Kolonepithel parakrin beeinflusst. Hier stellt sich die Frage wie man den modulierenden Einfluss der atypischen Cholinester in der Therapie bzw. Prophylaxe von Diarrhö anwenden könnte.
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