Noradrenerge Modulation thermosensitiver Neurone im Hypothalamus der Ratte.

Der Hypothalamus repräsentiert den Ort der zentralen Steuerung homöostatischer Systeme wie der Körpertemperatur und des Salz- und Wasserhaushaltes. Daher wird er auch als oberste Integrationseinheit vegetativer Funktionen bezeichnet. Via Afferenzen von peripheren und zentralen Rezeptoren erhalten di...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Talke Christian
Beteiligte: Voigt, K. (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2007
Normale und Pathologische Physiologie
Schlagworte:
Rat
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Der Hypothalamus repräsentiert den Ort der zentralen Steuerung homöostatischer Systeme wie der Körpertemperatur und des Salz- und Wasserhaushaltes. Daher wird er auch als oberste Integrationseinheit vegetativer Funktionen bezeichnet. Via Afferenzen von peripheren und zentralen Rezeptoren erhalten die hypothalamischen Kerngebiete Informationen zum Status der Homöostase und lösen zu deren Regulation effektorische neuronale, neurosekretorische und humorale Mechanismen aus. Die Zellen der paraventrikulären und supraoptischen Kerne (PVN und SON) bilden das osmoregulative Zentrum. Die temperatursensitiven magnozellulären Neurone (MNCs) dieser Nuclei sezernieren die Hormone ADH (Vasopressin), ein wichtiges Hormon für die Regulation des Wasserhaushaltes und der Temperatur, sowie das Hormon Oxytozin. Auf zellulärer Ebene ist neben der Frequenzzunahme die Ausbildung phasischer Entladungen (Bursts) der MNCs ein entscheidender Faktor für die Hormonsekretion. Dementsprechend sind diese Neurone in der Lage zahlreiche multimodale Signale zu integrieren, wie zum Beispiel thermale oder osmotische Stimuli. Einen überaus großen Einfluss zur Regulation dieser Mechanismen haben Afferenzen aus anderen Hirnarealen. So erhalten die Neurone des PVN und SON direkten Input via noradrenerger Afferenzen, deren Zellkörper den A2 und A6 Zellpopulationen der Medulla oblongata und des Locus coeruleus entstammen. In dieser Studie wurden mittels extrazellulärer Registrierung in hypo-thalamischen Schnittpräparaten (400 μm) juveniler Ratten, die Effekte des noradrenergen α1-Agonisten Phenylephrin (PHE, 2-10 μM) auf spontanaktive Neurone des PVN und SON untersucht. 1. In der ersten Versuchsreihe wurde die Auswirkung von PHE auf Neurone bei konstanter Temperatur (37°C) untersucht. Dabei führte PHE bei 18 von 24 Neuronen (75%) zu einem deutlichen Anstieg der Frequenz (oftmals bis zu 400%), wobei sich die unbehandelten spontanaktiven Neurone zuvor durch eine stets konstante Frequenz auszeichneten. 2. Um zu untersuchen, welchen Einfluss Phenylephrin auf die Temperatur-Sensitivität (Temperaturkoeffizient (TC); Einheit: Impulse*s-1*°C-1= Hz/°C) von Neuronen des PVN und SON hat, wurde diese Substanz in einem weiteren Untersuchungsansatz parallel zu sinusförmigen Temperaturreizen (37°C±3°C, f= 0,005 Hz) appliziert. Dies führte bei 12 von 21 untersuchten Neuronen zu einem deutlichen Anstieg des Temperaturkoeffizienten. PHE bewirkt also eine Sensitivierung der untersuchten Zellen gegenüber Temperaturänderungen. In 6 Fällen zeigten zuvor temperaturinsensitive Neurone nach Applikation von PHE TC-Werten von über 0,8 Hz/°C. Bei einigen Neuronen (n= 5) konnte eine derartige Wirkung bei sinusförmigen Temperatur-Stimuli beobachtet werden, dass es zu einem On-Off-Effekt kam. Nach PHE-Gabe (10 μM) wurden die anfangs spontanaktiven Neurone im Bereich des Temperaturmaximums erheblich aktiviert, wobei die Entladungs-frequenz im zeitlichen Verlauf dieses Phasenbereiches des Temperatursinus die Form eines Plateaus annahm. Dagegen stellten die Neurone ihre Aktivität an einem gewissen Punkt des absteigenden sinusförmigen Temperatur-verlaufes weitgehend ein. Erst beim Überschreiten der Temperaturschwelle von ca. 37°C war der Temperaturreiz wieder stark genug und die Zellen nahmen ihre Aktivität wieder in dem bekannten Maße auf. Ein weiterer Effekt des PHE war die Phasenverschiebung der Entladungsrate relativ zum Verlauf des sinusförmigen Temperatur-Stimulus. Durchschnittlich betrug diese temporäre Verschiebung -36 s (SD 20,5 s, n= 7). Dies bedeutet, dass PHE den Bereich verkleinert, in welchem Neurone dynamisch auf Temperaturänderungen antworten und somit die Sensitivität auf Änderungen innerhalb dieses Temperaturbereichs erheblich erhöht. Erwähnt werden muss, dass alle beschriebenen Effekte durch den α1-Antagonisten Prazosin geblockt werden konnten. Die dargestellten Ergebnisse zeigen, dass die Neurone des PVN und SON unter starker modulatorischer Kontrolle via noradrenerger Afferenzen aus dem Hirnstamm stehen. Die Sinnhaftigkeit dieser α1-Adrenorezeptor-vermittelten neuronalen Modulation könnte in einer Feinjustierung des elektrischen Aktivitätsniveaus der neurosekretorischen Zellen in Abhängigkeit von der Körpertemperatur liegen und somit ein wichtiger Bestandteil der zentralen Steuerung der Homöostase darstellen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2007.0619