Eine Behandlung der Retina mit Fibroblastenwachstumsfaktoren kann die Photorezeptoren vor degenerativen Prozessen, die durch Erbkrankheiten oder Licht ausgelöst werden, schützen. Über die dieser Schutzfunktion zugrundliegenden physiologischen Mechanismen der Wachstumsfaktoren in den Lichtsinneszellen ist aber nur sehr wenig bekannt. Wir haben daher mit der von Neher und Sakmann entwickelten Patch-clamp-Technik die Effekte von Fibroblastenwachstumsfaktoren allein und zusammen mit verschiedenen Aktivatoren und Inhibitoren der Stickoxidsynthase auf die elektrischen Signale isolierter Photorezeptoren aus der Netzhaut dunkeladaptierter Grasfrösche (Rana temporaria) untersucht. Alle Substanzen wurden intrazellulär durch die Ganz-Zell-Ableitpipette appliziert und gleichzeitig wurde die Membranspannung der Zellen kontinuierlich registriert. Während dieser Form der Ableitung wird die Funktion der Photorezeptorzellen durch den Austausch von Substanzen durch Diffusion zwischen Zelle und Ableitpipette beeinflusst. Da das Membranpotenzial in den Photorezeptoren direkt durch die intrazelluläre Konzentration des cGMP bestimmt wird, lassen sich aus der Membranspannung Rückschlüsse auf die Modifikation im Zellstoffwechsel ablaufender Prozesse durch zusätzlich eingebrachte Substanzen ziehen. Der cGMP-Umsatz wird in den Photorezeptoren durch verschiedene andere Botenstoffe wie Kalzium und Stickoxid beeinflusst.
Unter Kontrollbedingungen mit einem einfachen Pipettenmedium ohne cGMP wird der diffusionsbedingte Nukleotidverlust durch eine langsame Hyperpolarisation des Membranpotenzials und eine Verlängerung der Lichtantworten widergespiegelt. Werden Fibroblastenwachstumsfaktoren zu dem Pipettenmedium hinzugefügt, so wurde der Zeitverlauf dieser Hyperpolarisation beschleunigt und die Verlängerung der Lichtantworten wurde verstärkt. Durch die Addition von NADPH oder L-Arginin zum Pipettenmedium konnte eine Depolarisation des Membranpotenzials und eine Verkürzung der Lichtantworten erzielt werden, die vermutlich auf einer Aktivierung der NO-Synthase beruhen. Diese Effekte wurden durch die gleichzeitige Applikation von NO-Synthase-Inhibitoren ebenso wie durch Fibroblastenwachstumsfaktoren aufgehoben. Die Wirkung der Fibroblastenwachstumsfaktoren entspricht damit insgesamt den Wirkungen von Stickoxidsynthaseinhibitoren.
Fibroblastenwachstumsfaktoren hatten keine Wirkung, wenn sie zusammen mit dem Kalziumchelatbildner EGTA appliziert wurden. Daraus kann geschlossen werden, dass eine Erhöhung des intrazellulären Kalziumpegels durch die Fibroblastenwachstumsfaktoren als Regulationsmechanismus für die Stickoxid-synthase in Betracht gezogen werden kann. Es ist daher möglich, dass die Effekte von Fibroblastenwachstumsfaktoren unter anderem auch auf einer Hemmung der Stickoxidsynthase in den Photorezeptoren beruhen kann. Da Stickoxid neben seiner Rolle als Botenmolekül auch zytotoxisch wirkt, kann die Hemmung einer möglicherweise überaktivierten Stickoxidsynthase auch zu den protektiven Wirkungen von Fibroblastenwachstumsfaktoren bei degenerativen Prozessen in der Retina beitragen.
