Einfluss klinisch relevanter Ethanolkonzentrationen auf Ionenkanäle sensorischer Neurone der Ratte

Abstract

1) In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Ethanol (40mM) an den Ionenkanälen kleiner Neurone von Hinterwurzelganglien junger Ratten in einer Dünnschnittpräparation mit der patch-clamp Technik untersucht. 2) 40% der Neurone wurden wegen ihrer durch Ethanol verursachten irreversiblen Verlängerung der Aktionspotenzialdauer als Neurone der Gruppe B bezeichnet. Bei 36% der untersuchten Neurone führte Ethanol zu einer reversiblen Verkürzung der AP-Dauer, die deshalb als Gruppe A benannt wurden. 24% der Neurone blieben durch Ethanol unbeeinflusst.3) Bei den Neuronen der Gruppe B bewirkte Ethanol eine irreversible Blockade, bei den Neuronen der Gruppe A eine reversible Erhöhung der Amplitude der Auswärtsströme. 4) Die Wirkung von Ethanol auf die Neurone der Gruppe B standen im Mittelpunkt der durchgeführten Experimente, insbesondere wurden Mechanismen im Zusammenhang mit der Proteinkinase C untersucht.5) Die Präinkubation mit Staurosporin, einem Inhibitor der Proteinkinase C, konnte bei über 90% der Neuronen eine Verlängerung der AP-Dauer durch Ethanol verhindern. Die Amplitude der Auswärtsströme in den Neuronen zeigten nach Präinkubation mit Staurosporin in Ethanol eine Reduktion. 6) Die spannungsabhängigen K+-Ströme zeigten unter Verwendung einer KF Innenlösung bei 50% der Neuronen in Ethanol eine irreversible Reduktion, bei der anderen Hälfte der Neuronen einen reversiblen Anstieg.7) Trotz Präinkubation mit Staurosporin zeigten 27% der Neurone bei den spannungsabhängigen K +-Strömen nach Applikation von Ethanol eine Reduktion, 55% eine Erhöhung und 18% der Neurone eine unveränderte Amplitude. 8) Die Applikation von PMA, einem Aktivator der Proteinkinase C, rief bei den spannungsabhängigen K +-Strömen einen im Vergleich zu Staurosporin umgekehrten Effekt von Ethanol hervor: bei 55% der Neurone war eine Reduktion, bei 27% eine Erhöhung und bei 18% eine unveränderte Amplitude zu messen.9) Bei den Neuronen der Gruppe B wurde in Ethanol eine Reduktion der Amplitude der Einwärtsströme um etwa 44%, nach Präinkubation mit Staurosporin eine Reduktion um ca. 26% gemessen.10) Außerdem konnte durch Ethanol eine Reduktion der Amplitude der TTXr Na +-Ströme um ca. 38% gezeigt werden. Ausgehend von diesen Ergebnissen wird angenommen, dass der Haupteffekt von Ethanol via PKC(Delta) , (Epsilon), (Eta), (Theta) oder My; im Bereich der Einwärtsströme bzw. Na +-Ströme liegt.

1) In this study the effects of ethanol (40mM) on ion channels of small diameter neurons of young rat´s dorsal root ganglia were investigated in a thin slice-preparation by means of the patch-clamp method.2) Ethanol caused an irreversible prolongation of action potential-duration in 40% of neurons. These were designated as group B neurons. 36% of neurons showed a reversible shortening of AP-duration after application of ethanol and were classified as group A neurons. In 24% of neurons ethanol did not change AP-duration. 3) Ethanol caused an irreversible block of outward-currents in group B neurons whereas ethanol led to a reversible increase of amplitude of outward-currents in group A neurons.4) Experiments focussed on the effects of ethanol on group B neurons- especially the potential involvement of protein kinase C.5) Preincubation with staurosporine, an inhibitor of protein kinase C, prevented in about 90% of neurons a prolongation of AP-duration due to ethanol. The amplitude of outward-currents of these neurons was reduced by ethanol after preincubation with staurosporine.6) Voltage-gated K+-currents, separated by use of a KF pipette solution, showed an irreversible reduction of their amplitude in 50% of neurons in ethanol while the remaining half exhibited a reversible increase.7) Despite the preincubation with staurosporine, 27% of neurons showed an amplitude reduction of voltage-gated K+-currents after application of ethanol while an increase was observed in 55% of neurons and 18% remained unchanged. 8) Application of PMA, an activator of PKC, revealed a contrary effect of ethanol on voltage-gated K+-currents relative to staurosporine: 55% of neurons showed a reduction, an increase was observed in 27% of neurons and 18% displayed no change of amplitude.9) Application of ethanol resulted in a reduction of inward-current amplitude by about 44% in group B neurons. Preincubation with staurosporine reduced the effect of ethanol by 26%.10) Furthermore, ethanol reduced TTXr Na+-current amplitude by about 38%. It is therefore assumed that the main effect of ethanol is caused by PKC(Delta) , (Epsilon), (Eta), (Theta) or My; on inward-currents and especially on Na+-currents.