Dokument:
Elektrophysiologische und mikrofluorimetrische Untersuchungen zur
Mg2+-Regulation in CA1-Pyramidenzellen des Ratten-Hippokampus
| Titel: | Elektrophysiologische und mikrofluorimetrische Untersuchungen zur Mg2+-Regulation in CA1-Pyramidenzellen des Ratten-Hippokampus | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2166 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20020711-000166-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Schulte, Petra [Autor] | |||||||
| Dateien: |
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| Beitragende: | Prof. Dr. Schlue, Wolf-Rüdiger [Gutachter] Prof. Dr. Lunau, Klaus [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Magnesium, Mg2+, Na+/Mg2+-Austauscher,Hippokampus, Ratte, CA1, Pyramidenzellen, Imipramin, Mag-Fura-2, Ca2+ | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibung: | Elektrophysiologische und mikrofluorimetrische Untersuchungen zur
Mg2+-Regulation in CA1-Pyramidenzellen des Ratten-Hippokampus
Bei CA1-Pyramidenzellen des Ratten-Hippokampus wurden die Mechanismen zur
Regulation der freien, intrazellulären Mg2+-Konzentration [Mg2+]i)
mit Hilfe mikrofluorimetrischer und elektrophysiologischer Methoden
untersucht. Der Mg2+-Einstrom und der Mg2+-Ausstrom wurden unter
Verwendung des Mg2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffs Mag-Fura-2
ermittelt. Konventionelle Einzelkanal-Glasmikroelektroden wurden zur
Ableitung des Membranpotentials (Em) benutzt. Die freie,
intrazelluläre Ca2+-Konzentration ([Ca2+]i) wurde mit Hilfe von
Fura-2 bestimmt, um Interferenzen von Ca2+ mit Mag-Fura-2
auszuschließen.
Die Reduktion der Na+-Konzentration in der Badlösung ([Na+]a)
führte zu einer signifikanten Erhöhung der [Mg2+]i-Werte, Em
und [Ca2+]i blieben jedoch unverändert. [Ca2+]i lag etwa um den
Faktor 1000 unterhalb des Kd-Wertes für die Bindung von Ca2+ an
Mag-Fura-2 und beeinflusste die [Mg2+]i-Messung mit Hilfe von Mag-Fura-2
nicht.
Die Erhöhung von [Mg2+]a von 1,3 auf 30 mM führte,
unabhängig von [Na+]a, zu einem reversiblen Mg2+-Einstrom, einer
geringen Membrandepolarisation und variablen [Ca2+]i-Veränderungen.
Der Mg2+-Einstrom konnte durch Co2+ nahezu vollständig reduziert
werden. Da Co2+ spannungsabhängige Ca2+-Kanäle blockiert,
könnte der Mg2+-Einstrom über diese Ionenkanäle erfolgen.
Zur Untersuchung des Mg2+-Auswärtstransportes wurden die Zellen mit
Mg2+ beladen, indem [Mg2+]a auf 30 mM erhöht wurde. Die Erhöhung von [Na+]a führte zu keiner Steigerung des Mg2+-Auswärtstransportes. Die Rate des Mg2+-Auswärtstransportes war in [Na+]a-reduzierten Lösungen hochsignifikant geringer als in physiologischer Lösung. Die [Na+]a-Reduktion auf 10 % führte zu einer vollständigen Hemmung des Mg2+-Auswärtstransportes. Diese Befunde sind durch einen Na+/Mg2+-Austauscher in der Zellmembran von CA1-Pyramidenzellen erklärbar. Vermutlich ist dieser Austauscher der einzige Mechanismus zur [Mg2+]i-Regulation in diesen Zellen, der in physiologischer Lösung bereits mit maximaler Aktivität arbeiten sollte. Imipramin gilt als spezifischer Inhibitor von Na+/Mg2+-Austauschern, der bereits an verschiedenen Zelltypen der Ratte erfolgreich verwendet wurde. In Gegenwart von Imipramin waren hier bei CA1-Pyramidenzellen die Mg2+-Ausstromrate, [Ca2+]i und die 30 mM Mg2+-indu-zierte Membrandepolarisation unverändert. Thermodynamische Berechnungen zeigten, dass Mg2+ über der Zellmembran nicht passiv verteilt ist. Eine Abschätzung der Stöchiometrie des postulierten Na+/Mg2+-Austauschers ergab, dass der Mg2+-Auswärtstransport durch einen Austauscher erfolgen muss, der pro 1 Mg2+ mindestens 2 Na+ transportiert. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, dass Mg2+ in die CA1-Pyramidenzellen passiv hineingelangt, möglicherweise durch spannungsabhängige Ca2+-Kanäle. Mg2+ wird durch einen Na+/Mg2+-Austauscher aktiv aus der Zelle heraustransportiert. Dieser Austauscher transportiert pro 1 Mg2+ mindestens 2 Na+ und ist im Gegensatz zu allen bisher bei der Ratte nachgewiesenen Na+/Mg2+-Austauschern Imipramin-insensitiv. Der Mg2+-Ausstrom war durch Reduktion von [Na+]a auf 10 % vollständig blockierbar, so dass CA1-Pyramidenzellen [Mg2+]i höchstwahrscheinlich ausschließlich durch den Na+/Mg2+-Austauscher regulieren. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 11.07.2002 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 11.07.2002 | |||||||
| Datum der Promotion: | 11.07.2002 |
