Signaltransduktion der Bradykininwirkung am Plexus submucosus der Ratte
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes war die Untersuchung der Wirkung des Entzündungsmediators Bradykinin am enterischen Nervensystem. Dies ist eine eigenständige Abteilung des vegetativen Nervensystems, die aus Ganglien in der Darmwand besteht und unabhängig vom Zentralnervensystem praktisch alle Funktionen des Gastrointestinaltraktes zu regulieren vermag. Da es bei entzündlichen Darmerkrankungen zu einer Freisetzung von Bradykinin kommt, ist es von Bedeutung zu klären, wie dieses Peptid auf enterische Neurone als Schlüsselregulatoren der gastrointestinalen Motilität und der Transportfunktion des Darmepithels wirkt. Der Entzündungsmediator Bradykinin löste einen konzentrationsabhängigen Anstieg der cytosolischen Ca2+-Konzentration an mit Fura-2 aufgeladenen submucösen Ganglien der Ratte aus. Versuche mit spezifischen Agonisten und Antagonisten zeigten, dass an diesen Neuronen ausschließlich die Stimulation des B2-Rezeptors für die Vermittlung der Wirkung von Bradykinin verantwortlich ist. Die Expression dieser Rezeptoren auf den Ganglienzellen wurde immunhistochemisch nachgewiesen. Der B2-Rezeptor war dabei nur auf submucösen Neuronen zu finden, nicht aber auf submucösen Gliazellen. Mechanistisch liegt dem eine Depolarisation der Membran (nachgewiesen in Patch-Clamp-Messungen), sprich eine Erregung, der Nervenzellen zugrunde, die zum Öffnen von spannungsabhängigen Ca2+-Kanälen führt, von denen mehrere Typen von uns an diesen Neuronen nachgewiesen wurden. Die Sensitivität gegenüber einem Phospholipase A2 Inhibitor wie Quinacrin sowie gegenüber 5-Lipoxygenase-Inhibitoren wie etwa BW4AC und anderen ließ vermuten, dass der Bradykininrezeptor G-Protein-vermittelt über eine Stimulation der Phospholipase A2 eine Freisetzung von Arachidonsäure auslöst, die dann zu einer vermehrten Bildung von Leukotrienen führt. In der Tat konnte die Wirkung von Bradykinin an den submucösen Neuronen durch einen Leukotrien D4 Rezeptorblocker signifikant gehemmt werden, während umgekehrt Leukotrien D4 die Wirkung von Bradykinin komplett nachahmte. Die Expression des Schlüsselenzyms für die Bildung von Leukotrienen, der 5-Lipoxygenase, an submucösen Neuronen, welche durch Expression des neuronalen Markerproteins MAP-2 (microtubule associated protein 2) identifiziert wurden, wurde immunhistochemisch nachgewiesen. Die Versuche geben damit die Grundlage dafür zu verstehen, wie Entzündungsmediatoren durch Aktivierung sekretomotorischer Neurone am Darmepithel eine Sekretion bzw. eine Hemmung von Resorptionsprozessen induzieren, was sich klinisch in einer Diarrhoe äußert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2010). Bradykinin-induced depolarisation and Ca2+ influx through voltage-operated Ca2+ channels in rat submucosal neurons. Eur. J. Pharmacol. 635: 87-95
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- (2010). Effects of bradykinin B2 receptor stimulation at submucosal ganglia from rat distal colon. Eur. J. Pharmacol. 627: 295-303
Avemary J, Diener M
- (2012). Cysteinyl leukotrienes mediate the response of submucosal ganglia from rat colon to bradykinin. Eur. J. Pharmacol. 681: 100-106
Rehn M, Diener M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2012.02.001) - (2013) Distribution of voltage-dependent and intracellular Ca2+ channels in submucosal neurons from rat distal colon. Cell Tissue Res. 353: 355-366
Rehn M, Bader S, Bell A, Diener M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00441-013-1643-5) - (2013) Receptors and mechanisms mediating the biphasic response evoked by bradykinin in rat colonic smooth muscle. Neurogastroenterol. Motil. 25: e581-e590
Würner L, Diener M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/nmo.12165) - (2014) The effect of bradykinin on the electrical activity of rat myenteric neurons. Eur. J. Pharmacol., Volume 738, 5 September 2014, Pages 158-169
Würner L, Pouokam E, Diener M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2014.05.020)
