Mechanismus der Wirkung von Butyrat auf das Membranpotential von kultivierten Neuronen aus dem Plexus myentericus der Ratte
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Zusammenfassung
Kurzkettige Fettsäuren, die durch die bakterielle Fermentation von Kohlenhydraten produziert werden, sind in hohen Konzentrationen innerhalb des Kolonlumens anwesend. Es ist gezeigt worden, dass sie die Erregbarkeit von enterischen Neuronen ändern. Die vorliegende Untersuchung sollte die Änderungen des Membranpotentials an myenterischen Neuronen durch Butyrat näher charakterisieren und die beteiligten Signalwege klären. Myenterische Neurone von 4 - 10 Tage alten Ratten wurden aus dem Dünndarm durch eine enzymatische Verdauung mit Kollagenase isoliert. Einzelne Zellen und/oder vereinzelte Ganglien wurden aufgesammelt und für 1 Woche in Kultur gehalten. Nach 2 bis 5 Tagen in Kultur wurde das Membranpotential mit der Whole-Cell Patch-Clamp-Technik und die intrazelluläre Ca2+ Konzentration mit der Fura-2 Methode gemessen. Butyrat (10 - 100 mmol l-1) verursachte eine reversible und konzentrationsabhängige Hyperpolarisation der Membran. Diese Hyperpolarisation wurde durch Charybdotoxin (10-7 mol l-1), einen spezifischen Blocker von Ca2+-abhängigen K+-Kanälen, unterdrückt. Die Butyrat-induzierte Hyperpolarisation war resistent gegen Blockade der Phospholipase C durch U-73122 (10-5 mol·l -1) oder Blockade von IP3-Rezeptoren mittels Heparin (6 ·10 -6 mol l-1). Im Gegensatz hierzu konnte Ruthenium Rot (3·10 -5 mol·l -1), ein Blocker des Ryanodinrezeptors, die durch Butyrat induzierte Hyperpolarisation der Membran sowie die Zunahme der intrazellulären Ca2+ Konzentration erheblich verringern. In Gegenwart von Ryanodin (10-4 mol · l-1) induzierte Butyrat keinen Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration mehr, sondern im Gegenteil sank das Fura-2-Signal. Auch in mit Saponin (10 mg·l -1) permeabilisierten Neuronen war Butyrat immer noch in der Lage eine Freisetzung von Ca2+ aus intrazellulären Speichern anzuregen. Somit kann eine direkte Wirkung der kurzkettigen Fettsäure an den Ca2+-Speichern ohne Vermittlung eines löslichen intrazellulären second messengers postuliert werden.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Wettenberg : VVB Laufersweiler 2004