Elektrophysiologische Eigenschaften von primären Afferenzen und Wirkungen des Neuropeptids Calcitonin Gene-Related Peptide im Halbschädelpräparat der Ratte
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Zusammenfassung
Meningeale Afferenzen innervieren die großen intracerebralen Gefäße und die Dura mater encephali, eine schützende Hülle für das Gehirn, welches selbst keine sensible Innervation besitzt. Die funktionelle Einheit aus intracraniellen sensorischen Nervenfasern und den innervierten Blutgefäßen wird als trigemino-vaskuläres System bezeichnet. Es spielt vermutlich die entscheidende Rolle bei der Kopfschmerzentstehung. Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP) ist eine Schlüsselsubstanz bei der Entstehung der Migräne und anderer primärer Kopfschmerzen. Das Neuropeptid wird von einem großen Teil der trigeminalen afferenten Neurone exprimiert, wirkt vasodilatatorisch auf arterielle Gefäße und hat im trigeminalen Hirnstamm die Funktion eines Neurotransmitters.Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die Eigenschaften der primären Afferenzen der Dura mater und die Wirkung von CGRP auf diese Nervenfasern zu erforschen. Des Weiteren wurde der Effekt von CGRP auf die Leitungseigenschaften der Fasern anhand der Wirkung auf das sogenannte Slowing überprüft. Hierbei handelt es sich um eine aktivitätsinduzierte Verlangsamung der Leitungsgeschwindigkeit, die sich hauptsächlich auf die abnehmende Verfügbarkeit spannungsabhängiger Natriumkanäle zurückführen lässt.Für die elektrophysiologische Ableitung meningealer Afferenzen in vitro wurde ein neu entwickeltes Dura-Nervenpräparat des halbierten superfundierten Rattenschädels benutzt. Die Signale wurden von einem Nervenast des Ramus meningeus des Nervus mandibularis, vergleichbar dem humanen Nervus spinosus, abgeleitet. Aus der Mehrfaserableitung konnte durch die Darstellung der Aktionspotentiale bei repetitiver elektrischer Reizung das Latenzverhalten einzelner Fasern isoliert beobachtet werden.Insgesamt wurden 60 langsam leitende Einzelfasern (Leitungsgeschwindigkeit 0,22 - 6,67 m/s) untersucht. Es wurde bestätigt, dass es sich bei den meningealen Afferenzen um polymodale sensorische Fasern handelt, da der Großteil durch mehr als einen Reiz - mechanisch, thermisch (Hitze) und/oder chemisch (Capsaicin) - stimuliert werden konnte.Die Superfusion mit CGRP führte bei acht von 53 Fasern zu einer zeitlich verzögerten leichten Zunahme der neuronalen Aktivität. Des Weiteren bewirkte CGRP bei allen Afferenzen eine statistisch signifikante Abflachung der Slowingkurven, d.h. eine Abschwächung der aktivitätsinduzierten Verminderung der Leitungsgeschwindigkeit. Mit dem selektiven Rezeptorantagonisten CGRP8-37 konnte dieser Effekt allerdings nicht aufgehoben werden. Die Vermutung, dass CGRP über Glibenclamid-sensitive Kaliumkanäle wirkt, konnte nicht bestätigt werden, da Glibenclamid einen starken Eigeneffekt auf das Slowing hatte.Die beobachteten CGRP-Effekte werden entweder indirekt oder überhaupt nicht über G-Protein-gekoppelte CGRP-Rezeptoren vermittelt, da bisher CGRP-Rezeptoren nur auf den Schwannzellen der Nervenfasern in der Dura mater nachgewiesen wurden. Aus der Abflachung der Slowingkurven lässt sich jedenfalls schließen, dass unter dem Einfluss von CGRP mehr verfügbare spannungsabhängige Natriumkanäle auf den Axonen zur Verfügung stehen. Somit werden nozizeptive Reize schneller an das Zentralnervensystem weitergeleitet und die Nervenfasern werden bei Aktivität nicht so schnell blockiert, was wahrscheinlich auch mit einer erniedrigten Reizschwelle für noxische Reize einhergeht. Dies wäre möglicherweise auch eine Erklärung für die Zunahme der Aktivität einiger Afferenzen unter CGRP-Superfusion.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
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Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler