Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:Chemische Kodierung der Neurotransmission in den kranialen parasympathischen Ganglien der Ratte während der Ontogenese
Autor:Brett, Christian
Weitere Beteiligte: Weihe, Eberhard, Prof. Dr. med.
Erscheinungsjahr:2004
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2004/0619
DOI: https://doi.org/10.17192/z2004.0619
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2004-06199
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):chemical coding of the neurotransmission in the cranial parasympathetic ganglia of the rat during ontogenesis

Dokument

Schlagwörter:
Ontogenesis, Ganglion, Ohrspeicheldrüse, Parasympathikus, Parasympathetic ganglia, Rat, Ganglion ciliare, Ganglion sphenopalatinum, Tränen, Ontogenie, Ganglion oticum, Neurotransmission, Synaptische Transmission, Ganglion submandibulare, Chemical coding, Neurotransmitter, Unterkieferdrüse

Zusammenfassung:
Die chemischen Kodierung der klassischen und peptidergen Neurotransmission kranialer parasympathischer Ganglien der Ratte und deren Dynamik während der Ontogenese ist noch nicht vollständig klar. Hauptziel dieser Arbeit war es daher, mögliche aminerge, serotoninerge, glutamaterge und peptiderge Phänotypen in den cholinergen postganglionären Neuronen der kranialen parasympathischen Ganglien der Ratte über die Zeitachse der Ontogenese vom embryonalen bis zum adulten Stadium aufzuschlüsseln. Dazu wurden immunhistochemische Methoden, wie Fluoreszenz-Doppalmarkierung und konfokale Lasermikroskopie angewandt. Der Nachweis der Expression wesentlicher Komponenten der aminergen Neurotransmission (des vesikulären Monoamintransporters VMAT-2, sowie der Enzyme L-aromatische Aminosäure-Decarboxylase (AADC) und Dopamin-ß-Hydroxylase (DBH)) ergab neue Evidenzen für einen entwicklungsabhängigen partiellen aminergen Phänotyp in den Neuronen des Ganglion oticum, sphenopalatinum und submandibulare. Allerdings war die Tyrosin-Hydroxylase (TH), das ratenlimitierende Enzym der Katecholaminsynthese, in den Neuronen dieser Ganglien während der gesamten Entwicklung nur rudimentär exprimiert. Dagegen stieg die Expression von AADC in dieser Zeit stetig an. DBH war permanent auf hohem Niveau exprimiert. In den Neuronen des Ganglion ciliare hingegen zeigte die TH-Expression vom Embryonalstadium bis zum adulten Stadium einen kontinuierlichen Anstieg. Die Expression von AADC und DBH nahm im Zuge der prä- und postnatalen Entwicklung in den Neuronen des Ganglion ciliare stetig ab. Aus diesen Daten ist zu schliessen, dass eine Noradrenalinsynthese in den Neuronen des Ganglion oticum, sphenopalatinum und submandibulare nur unter der Voraussetzung eines Aufnahmemechanismus für L-DOPA, bzw. Dopamin, wie für die Neurone des Ganglion ciliare beschrieben, in Frage kommt. Andererseits könnte die Synthese von Noradrenalin auch über einen alternativen Stoffwechselweg durch das Enzym Tyrosinase erreicht werden. Als weitere Möglichkeit kommt die Synthese von Spurenaminen, wie z.B. Octopamin durch AADC und DBH in Betracht. Diese kompetitiven Liganden an Adrenorezeptoren mit weit geringerer Bioaktivität als Adrenalin und Noradrenalin könnten im Hinblick auf die Regulierung des zerebralen Blutflusses und der Drüsenaktivität bei Krankheitszuständen wie Kopfschmerz oder Hypersalivation bei Morbus Parkinson von klinisch-pharmakologischer Bedeutung sein. Die Expression von VMAT-2 nahm während der Entwicklung in den Neuronen des Ganglion oticum, sphenopalatinum und submandibulare bis zum adulten Stadium so gut wie vollständig ab. Daher könnte im adulten Stadium im Fall einer Noradrenalinsynthese einerseits eine vesikelgesteuerte Freisetzung von Noradrenalin durch VMAT-2 auf sehr niedrigem Niveau möglich sein. Andererseits kommt eine nicht vesikelgesteuerte Freisetzung des Noradrenalins in Frage. Völlig neu war der Nachweis der Expression der Histamin-Decarboxylase (HDC) in den Neuronen aller vier kranialer parasympathischer Ganglien während der Ontogenese. Daraus ist abzuleiten, dass diese Neurone fähig sind, Histamin zu produzieren. Ob Histamin tatsächlich in den Neuronen synthetisiert und als Transmitter freigesetzt wird, bleibt ungeklärt. Die neuerhobenen Daten zum Expressionmuster der Neuropeptide (Vesikuläres Intestinales Polypeptid (VIP), Neuropeptid Y (NPY), Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP), Met5-Enkephalin-Arg6-Gly7-Leu8 (MERGL), Substanz P (SP) ), sowie dem obligaten Vesikulogen Chromogranin A (CgA) in den Neuronen der vier kranialen parasympathischen Ganglien gingen teilweise weit über die in der Literatur bekannten Muster hinaus. So sind klassische sensorische Peptide, wie CGRP und SP, in sehr viel höherem Masse in den Neuronen exprimiert, als bislang beschrieben. Als neue Beobachtung konnte der noradrenerge Phänotyp der Small Intensely Fluorescent Cells (SIF Zellen), der bisher nur in sympathischen Ganglien beschrieben war, erstmals auch in parasympathischen Ganglien aufgeschlüsselt werden. In den SIF Zellen des Ganglion sphenopalatinum waren VMAT-1 und VMAT-2, sowie TH, AADC und DBH exprimiert. Insgesamt wurden in dieser Arbeit neue Phänotypen in den Neuronen der kranialen parasympathischen Ganglien der Ratte nachgewiesen. Die neuerkannte komplexe chemische Kodierung dieser Ganglien mit verschiedenen Transmittersystemen deutet auf eine wesentlich differenziertere Rolle der parasympathischen Neurotransmission hin, als bisher beschrieben. Pathophysiologisch bedeutsam könnte dies z.B. hinsichtlich der Migräne, des Clusterkopfschmerzes, der L-DOPA-Nebenwirkungen bei Parkinsonpatienten, diverser Salivationsstörungen oder der parasympathisch-sensorischen Schmerzkontrolle sein.

Summary:
The chemical coding of the classical and peptidergic neurotransmission in the cranial parasympathetic ganglia of the rat and their dynamic during ontogenesis is not fully clear yet. The main target of this study was to describe possible aminergic, serotoninergic, glutamatergic and peptidergic phenotypes in the cholinergic postganglionic neurons of the cranial parasympathetic ganglia of the rat over the time-axis of ontogenesis from embryonic to adult stadium. Therefor immunhistochemical methods, like flourescence-doublestaining and confocal lasermicroscopy were used. The finding of the expression of recent components of the aminergic neurotransmission (the vesicular monoaminetransporter vmat-2 and the enzymes l-aromatic aminoacid-decarboxylase aadc and dopamine-ß-hydroxylase dbh)gave new evidence for a developmental independent partial aminergic phenotype in the neurons of the otic, sphenopalatine and submandibular ganglion. The ratelimiting enzyme of the catecholaminesynthesis, the tyrosine-hydroxylase th on the other hand was only rudimentary expressed in the neurons ot these ganglia. The expression of aadc increased during development and dbh was permanently expressed on a high level. In the neurons of the ciliary ganglion on the contrary the expression increases during development and the expression of aadc and dbh decreased continiously. These data suggest, that a noradrenalinesynthesis in the neurons of the otic, sphenopalatine and submandibular ganglion is only possible with the existence of an uptake mechanism for L-DOPA or Dopamine. On the other hand the synthesis of noradrenaline could be guaranteed by the alternative enzyme tyrosinase. Also the synthesis of trace-amines, as octopamine by aadc and dbh could be possible. This competitive ligand to adrenoceptors could be interesting for the regulation of the cerebral blood-flow and the activity of glands or for deseases like headache or hypersalivation in the ParkinsonĊ½s desease. The expression of vmat-2 continously decreased in the neurons of the otic, sphenopalatine and submandibular ganglion which suggests either a vesicular release of noradrenaline/octopamine or a non-vesicular release of these substances. Totally new was the prove of the expression of the histamine-decarboxylase hdc in the neurons of all four cranial parasympathetic ganglia. This suggests the ability of histamine-production in these neurons. The new data of the expression of the neuropeptides (vesicular intestinal polypeptide vip, neuropeptide y npy, calcitonin gene-related peptide cgrp met5-enkephalin-arg6-gly7-leu8 mergl substance p sp) and the oblitatory vesiculogene chromogranin a cga in the neurons of the cranial parasympathetic ganglia partially showed a much wider range of expression as known from the literatur. In this study it could be shown new phenotypes in the neurons of the cranial parasympathetic ganglia of the rat. This new shown complex chemical coding with different neurotransmitter-systems in these ganglia suggests a much more differenciated role of the parasympathetic neurotransmission as known till now.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten