Nachweis serotoninpositiver Mastzellen und der Serotoninrezeptoren 5-HT2A und 5-HT3 in cervicalen sympathischen Ganglien der Ratte : Eine immunhistologische, morphometrische Studie
Das Vorkommen serotoninhaltiger Mastzellen in sympathischen Ganglien der Ratte ist bekannt. Das Vorkommen der Serotoninrezeptoren der Typen 2A und 3 ist aus verschiedenen Untersuchungen u.a. auf mRNA- und elektrophysiologischer Basis bekannt, nicht jedoch ihre zelluläre Lokalisation in den sympathischen Ganglien.
In dieser Arbeit wurden im Ggl. cervicale superius und im Ggl. stellatum der Ratte 1.) die topographische Verteilung der Mastzellen innerhalb der Ganglien, eine mögliche topographische Beziehung zum Perineurium und zu den endoneuralen Gefäßen, 2.) das Vorkommen des Serotoninrezeptors 5-HT3 an Neuronen, Satellitenzellen und cholinergen Synapsen sowie 3.) das Vorkommen des Serotoninrezeptors 5-HT2A an Gefäßen immunhistochemisch untersucht.
Mit Hilfe der Primärantikörper gegen die folgenden in Klammern genannten Antigene wurden Mastzellen (Serotonin), 5-HT2A-Rezeptoren, Endothelien und Perineurium (GluT-1) sowie selektiv Endothelien (RECA-1), Neurone (PGP 9.5), Satellitenzellen (Vimentin), 5-HT3-Rezeptoren sowie cholinerge Synapsen (VAChT, Synaptophysin) markiert.
Es wurden neben einer Einfachmarkierung von Serotonin Doppelmarkierungen von Serotonin mit jeweils GluT-1 und RECA-1, eine Doppelmarkierung von GluT-1 und RECA-1 sowie des 5-HT2A-Rezeptors und RECA-1 angefertigt; außerdem Doppelmarkierungen des 5-HT3-Rezeptors jeweils mit PGP 9.5, VAChT, Synaptophysin und Vimentin. Danach erfolgte zur Quantifizierung eine überwiegend elektronische Bildvermessung und statistische Auswertung.
Pro Ganglion ließen sich 31±22 serotoninpositive Mastzellen finden; Serotonin-Immunreaktivität war niemals an Neuronen, Glia und Gefäßen nachweisbar. Die Verteilung der Mastzellen erwies sich topographisch als homogen und übereinstimmend zwischen Ganglion cervicale superius und Ganglion stellatum. Auffällig war die ausgeprägte intra- und extraganglionäre Anhäufung der serotoninhaltigen Mastzelle im Bereich des Perineuriums; fast ein Viertel aller Mastzellen ließ sich unmittelbar dort lokalisieren. Die RECA-1-positiven Gefäße waren homogen in den sympathischen Ganglien verteilt und kamen häufiger als die GluT-1-positiven vor, die in bestimmten Regionen ohne erkennbare Regelmäßigkeit eine geringere Dichte aufwiesen. Auffallend war, dass sich die Mastzelle durchschnittlich 5 µm vom nächsten RECA-1-positiven Gefäß, jedoch 30 µm vom nächsten GluT-1-positivem Gefäß entfernt befand. Der Durchmesser des der Mastzelle nächstgelegenen Gefäßes betrug 22 µm±10 µm; anhand des Wandaufbaus ließen sich die meisten dieser Gefäße als postkapilläre Venulen identifizieren. 5-HT2A-Rezeptoren fanden sich an einem Teil der RECA-1-positiven Gefäße, der mit zunehmendem Kaliber signifikant stieg und die sich unter Einbeziehung der Wandstruktur als postkapilläre Venulen identifizieren ließen. Der 5-HT3-Rezeptor ließ sich immunhistochemisch an Perikaryen, im Neuropil und an Satellitenzellen detektieren, jedoch nicht an cholinergen Präsynapsen. Alle Ergebnisse dieser Arbeit galten gleichermaßen für das Ganglion cervicale superius und das Ganglion stellatum der Ratte.
Mastzellen können in sympathischen Ganglien immunologisch und neuropeptiderg aktiviert werden. Eine Aktivierung von serotoninhaltigen Mastzellen durch die neuronal sezernierten Peptide SP und CGRP wurde u.a. für die Gl. lacrimalis sowie für die Mukosa des Magens beschrieben. SP wird im Ganglion cervicale superius in präganglionären Neuronen und in Kollateralen von unmyelinisierten sensiblen Fasern gefunden, die zu primär afferenten Neuronen gehören; SP ist in ihnen oft mit CGRP kolokalisiert.
Vornehmlich Endothelien von postkapillären Venulen tragen den 5-HT2A-Rezeptor; eine serotonerge Permeabilitätserhöhung durch die Mastzelle ist somit möglich. Es ist prinzipiell bekannt, dass die Mastzelle beim peripheren Nerven via Serotonin auf die 5-HT2A-Rezeptoren der Schwannschen Zellen und des Gefäßbettes wirken kann. Möglicherweise kann die Mastzelle auch serotonerg die Funktion der 5-HT3-Rezeptor-tragenden Satellitenzellen beeinflussen und somit eine weitere, die Neurone direkt umgebende Barriere beeinflussen.
Serotonin löst im Ganglion cervicale superius und Ganglion stellatum eine Depolarisation aus und kann überdies neben Acetylcholin als physiologischer Kotransmitter in sympathischen Ganglien aufgefasst werden, der während der Entwicklung mindestens in einem ontogenetischen Stadium funktionell aktiv ist. Für die Induktions- und Aufrechterhaltungsphase der tetanisch induzierten LTP ist im Ganglion cervicale superius die Aktivierung von 5-HT3-Rezeptoren sogar essenziell notwendig, so dass dem durch Mastzellen sezernierten Serotonin hierbei eine Schlüsselrolle zukommt. Außerdem ist bekannt, dass eine spezifisch-immunologische Aktivierung residenter Mastzellen die sog. Antigen-induzierte Langzeitpotenzierung auslöst, die durch Synergismus verschiedener Mediatoren außer Serotonin und Histamin zustandekommt und somit eine weitere Form mastzellinduzierter synaptischer Plastizität darstellt.
Schlussfolgerung: Lokalisation der Mastzellen und der 5-HT2A- und 5-HT3-Rezeptoren legen eine serotoninvermittelte Regulation der Gefäßpermeabilität und der neuronalen Erregbarkeit durch Mastzellen in sympathischen Ganglien nahe.
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