Chemosensitivität von cholinergen urethralen Bürstenzellen jenseits der Wahrnehmung von bitter, umami und süß

Abstract

In dieser Arbeit wurde sich mit Bürstenzellen beschäftigt, welche bereits in verschiedenen Organen von Mäusen nachgewiesen wurden. Bei Bürstenzellen handelt es sich um extraorale chemosensorische Zellen, welche ähnlich wie Geschmackszellen, eine Geschmackssignaltransduktionskaskade beinhalten. Das bedeutet, dass die Aktivierung eines Geschmackrezeptors, wie α-Gustducin, PLCβ2 oder TRPM5 zu einem Anstieg der intrazellulären Calcium-Konzentration führt, was wiederum eine Ausschüttung von Acetylcholin zur Folge hat. Hier wurden speziell die urethralen Bürstenzellen (UBC) und die Wahrnehmung derer auf verschiedene Stimuli betrachtet. Es wurde bereits gezeigt, dass eine bedeutende Anzahl an UBC, welche auf Denatonium reagieren, auch auf Glutamat reagieren (Deckmann et al., 2014). Im Zusammenhang mit oropharyngealer Geschmackswahrnehmung spiegeln diese Substanzen einen aversiven (Denatonium: bitter) und einen “attraktiven” (Glutamat: umami) Stimulus wider und werden durch unterschiedliche Zellpopulationen wahrgenommen, welche als Subtypen der Typ II Geschmackszellen angesehen werden können (Chaudhari and Roper, 2010).

Methodisch wurden die UBC isoliert und auf verschiedene Arten verarbeitet, um nachzuweisen, ob Rezeptoren zur Wahrnehmung von sauren (PKD2L1, PDK1L3), fettigen (CD36, GPR120, GPR40) und salzigen Stimuli (ENaC) enthalten sind. Zum einen wurde durch Immunfluoreszenz nachgewiesen, dass o. g. Rezeptoren für saure und fettige Stimuli weder in der Urethra noch in UBC vertreten sind. Zum anderen konnte mittels PCR nachgewiesen werden, dass jedoch die α-Untereinheit des ENaC- Kanals in den UBC vorkommen. Weiterhin wurde, nach Isolation der UBC, unter einem CLSM (Konfokales Laser Scanning Mikroskop) gezeigt, dass die Zellen nach Zugabe von NaCl mit einer Erhöhung der intrazellulären Calcium-Konzentration reagieren. Dass es sich hierbei um einen osmotischen Effekt handelt, wurde durch die Zugabe einer vergleichbaren Konzentration an Mannitol und ausbleibender intrazellulärer Calciumerhöhung nachgewiesen. Amilorid als bekannter Hemmer des ENaCs führte bei simultaner NaCl Gabe ebenfalls zu einem Ausbleiben einer Reaktion der Zelle.

Die mit dieser Arbeit erhobenen Daten zeigen, dass es eine noch größere Vielfältigkeit an Subtypen der UBC gibt, bei denen einige auch Funktionen und Merkmale der Typ I Geschmackszellen beinhalten, ENaC (epithelialer Natriumkanal) exprimieren und somit auf NaCl (Natriumchlorid) in Form einer Erhöhung der intrazellulären Calcium-Konzentration reagieren können (Vandenbeuch et al., 2008). Die Untersuchungen untermauern zudem die Vermutung des polymodalen Charakters von UBC. Die multiplen Kombinationen an Reaktionen auf verschiedene chemosensorische Stimuli und die Expression verschiedener Gene, welche für unterschiedliche Signalkaskaden verantwortlich sind, sind eher als phänotypische Variation einer polymodalen chemosensorischen Zelle, anstelle von verschiedenen, klar zu unterscheidenden Zelltypen zu interpretieren.