Elektrophysiologische Charakterisierung der Effekte von Menthol auf die hypothalamische Mauszelllinie GT1 mit der Patch-Clamp-Technik

Menthol bewirkt eine Kälteempfindung wenn es mit der Haut oder Schleimhaut in Berührung kommt. Der zugrunde liegende molekulare Mechanismus ist jedoch noch nicht vollständig geklärt. Die Inhibition von Ca2+-Kanälen mit der Folge einer Reduktion von Ca2+ abhängigen K+-Strömen wurde diskutiert. Auß...

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Main Author: Wegner, Sven
Contributors: Voigt, Karl-Heinz (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2009
Normale und Pathologische Physiologie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Menthol bewirkt eine Kälteempfindung wenn es mit der Haut oder Schleimhaut in Berührung kommt. Der zugrunde liegende molekulare Mechanismus ist jedoch noch nicht vollständig geklärt. Die Inhibition von Ca2+-Kanälen mit der Folge einer Reduktion von Ca2+ abhängigen K+-Strömen wurde diskutiert. Außerdem zeigen Messungen an DRG-Neuronen eine Aktivierung des TRPM8-(CMR1)Kanals durch Menthol sowie eine damit einhergehende Depolarisation der Zellmembran durch Ca2+-Einstrom. Darüber hinaus zeigen kürzlich publizierte Studien verschiedene Interaktionen von Menthol, wie die Exzitation von TRPV3- und die Inhibition von TRPA1- (ANKTM1) Kanälen. In der hier vorliegenden Arbeit wurde Menthol verwendet, um die Desensibilisierung auf die hypothalamische Zelllinie GT1-7 zu untersuchen. PCR, Ca2+-Imaging und die Patch- Clamp Technik wurden dazu eingesetzt. In PCR Experimenten konnte die Expression von TRPM8-mRNA nachgewiesen werden, jedoch zeigte das Ca2+-Imaging keinen Anstieg von intrazellulärem Ca2+ während der Mentholapplikation. Die Patch-Clamp-Experimente zeigten eine starke Reduktion von Auswärtsströmen, die mit den bisherigen Annahmen über die Mentholwirkung über TRP-Kanäle nicht hinreichend erklärt werden können. Die Daten zeigen eine dosisabhängige Inhibition von spannungsabhängigen K+-Kanälen. Messungen mit einer K+-Konzentration von 140 mM in der Badlösung unterstützen dieses Konzept. Der Effekt auf K+-Kanäle blieb auch in Ca2+ freier Badlösung weitgehend erhalten. Um zu untersuchen, ob neben K+-Kanälen weitere Kanäle geblockt werden, wurden Na+-Ströme isoliert. Hierbei zeigte sich kein Effekt von Menthol auf Na+-Kanäle. Die zwei Hauptkomponenten des spannungsabhängigen K+-Stroms (delayed rectifier vom A- und DR-Typ) wurden aufgrund ihrer unterschiedlichen Aktivierungscharakteristiken unterschieden. Menthol blockt hauptsächlich die DR-Ströme, während die A-Ströme unberührt bleiben. In einer Dosis-Wirkungs-Kurve betrug der EC50-Wert aller geblockten Auswärtsströme 380 μM. Durch den Block des DR-Stroms kann sich die Form des Aktionspotentials verändern. Funktionell kann dies zu einem veränderten Feuermuster von einzelnen Neuronen und somit zu einer veränderten Hormonfreisetzung führen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2009.0793