Steuerung der Magenmotilität durch intrinsische sensomotorische Schaltkreise

• Antragstellerin: Professorin Gemma Mazzuoli-Weber, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften ; Anatomie und Physiologie ; Gastroenterologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441752749

Vor über einem Jahrhundert wurde der peristaltische Reflex erstmals beschrieben. Dabei aktivieren biochemische und mechanische Stimuli enterische Schaltkreise und bewirken oral des Stimulus eine exzitatorische, aboral eine inhibitorische Muskelantwort. Dies ermöglicht einen gerichteten Transport des Darminhalts und ist funktionell gekoppelt an für den Darm charakteristische motorische Muster, die nicht für den Magen gelten, was durch folgende Fakten begründet ist: Klassische sensorische Neurone fehlen fast vollständig in der Corpusregion des Magens, wo die peristaltische Welle beginnt; außerdem unterscheiden sich elektrische und synaptische Eigenschaften der gastrischen Neurone von denen des Darms. Trotz gerichteter neuronaler Schaltkreise, die aszendierend exzitatorische und deszendierend inhibitorische Reflexe in der Magenwand hervorrufen, gibt es gravierende Unterschiede zu der gerichteten Innervation des Darms: Die aszendierenden Neurone sind den deszendierenden im Magen zahlenmäßig überlegen und die Longitudinalmuskulatur des Magens wird vorrangig inhibitorisch innerviert. Eine Dehnung der Corpusregion bewirkt eine cholinerg vermittelte exzitatorische Muskelantwort oral des Stimulus, aboral aber keine Relaxation. Am Ort des Stimulus selbst kommt es zu einem Anstieg des Muskeltonus. Unserer Meinung nach ist dieses Phänomen essentiell für den Magen, da es eine Balance schafft zwischen der aboral gerichteten Propulsion sowie der oral gerichteten Retropulsion. Zusammengefasst kann man sagen, dass die motorischen Muster des Magens und die zu Grunde liegenden sensorisch-motorischen Schaltkreise kaum erforscht sind. Ihre Anatomie muss besser mit der Funktionalität in Verbindung gebracht werden, um die Magenmotilität und ihre Physiologie zu verstehen. Erst dann kann die Pathophysiologie in Form motorischer Funktionsstörungen (z.B. der funktionellen Dyspepsie) besser eingeordnet werden.Wir planen diese für die Magenmotorik verantwortlichen Schaltkreise zu erforschen und möchten sie funktionell einteilen, um zu verstehen, welche Neuronengruppen beteiligt sind und wie viele Ganglien und Neurone rekrutiert werden. Als geeignetes experimentelles Modell für den menschlichen Magen hat sich der des Meerschweinchens erwiesen. Unsere Hypothese ist, dass die Magenmotilität durch multifunktionelle mechanosensitive Neuronen reguliert wird, die einen Stimulus wahrnehmen und direkt die Muskulatur aktivieren. Wir vermuten, dass die Einleitung und die Koordination der Schaltkreise, die zu Pro- und Retropulsion führen, von dem Muskeltonus der stimulierten Region abhängt. Daher ist es notwendig, die Aktivitätsmuster von Neuronen und Muskulatur zu erfassen, zu lokalisieren und miteinander in Verbindung zu bringen. Dafür werden wir die Technik des Neuroimaging mit spannungs- und calciumabhängigen Farbstoffen einsetzen. Des Weiteren haben wir eine elektrophysiologische Technik entwickelt, die in der Lage ist, einen vollständigen Reflexbogen in Echtzeit zu erfassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen