Untersuchungen zur hypothalamischen Kontrolle thermoregulatorischer Effektororgane der Ratte

Abstract

Der Hypothalamus als ventrale Komponente des Zwischenhirns ist die Schlüsselstruktur des Zentralen Nervensystems für die Regulation homöostatischer Systeme und ein übergeordnetes Kontrollzentrum vieler Regelkreise. Vereinfacht dargestellt vergleicht der Hypothalamus (patho-)physiologische Abweichungen der zu regelnden, physiologischen Größe (Istwerte) mit vorgegebenen Sollwerten. Nach neuronaler Integration zahlreicher afferenter Signale moduliert er die Aktivität bestimmter peripherer Effektororgane, die durch Anpassung an den geforderten Sollwert einen neuen Istwert einstellen. Im Blickpunkt dieser Habilitationsschrift stehen hypothalamische Kontrollmechanismen, die an der Interaktion der autonomen Thermoregulation mit anderen homöostatischen Regelsystemen der Ratte beteiligt sind. Im ersten Abschnitt der Habilitationsschrift wird die hypothalamische Kontrolle des sowohl thermo- als auch osmoegulatorisch relevanten Zielorgans Speicheldrüse im Rahmen einer exogenen Hitzeexposition der Versuchstiere untersucht. Die Bedeutung anteriorer hypothalamischer Komponenten (präoptische Region) und ihre polysynaptische, efferente Innervation der Speicheldrüsen wird dabei analysiert. Im zweiten Hauptabschnitt der Habilitationsschrift wird die mittels afferenter Signale kontrollierte hypothalamische Regulation der Thermogenese unter Ruhebedingungen, vor allem aber die Fieber-begleitende Wärmebildung untersucht, die bei bakteriellen Infektionen des tierischen Organismus auftritt. Im dritten Abschnitt der Habilitationsschrift wird die hypothalamische Kontrolle der Fieber-begleitenden zitterfreien Thermogenese anhand der efferenten Innervation des braunen Fettgewebes (wichtiges thermoregulatorisches Effektororgan) untersucht. Die Bedeutung der präoptischen Region als Zielstruktur pyrogener Signale (Prostaglandin E2) sowie Ausgangspunkt efferenter Fieber-Signalwege wird diskutiert. Unter Verwendung einer Vielzahl von physiologischen, immunhistochemischen und neurohistologischen Methoden trägt diese Habilitationsschrift auf Ebene des Hypothalamus ganz wesentlich zum besseren Verständnis (1) der afferenten Signaltransduktion zirkulierender Faktoren (Zytokine wie Interleukin-6 und Leptin), (2) thermischer Afferenzen im Rahmen der zentralen Regulation der Körpertemperatur bzw. des Energiehaushaltes und (3) der Generierung zentraler Komponenten der Akute-Phase Antwort inklusive der efferenten Innervation peripherer Zielorgane bei.