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Gewählte Publikation:

Publikationstyp: Dissertation
Dokumenttyp:

Jahr: 2004

AutorInnen: Stark, J

Titel: Synaptic mechanisms of hyperalgesia in vivo.

Quelle: Dissertation, Vet. Med. Univ. Wien, pp. 53.

Betreut von:

Thalhammer Johann


Abstract:
Es ist bekannt, dass periphere Entzündungen eine Hyperalgesie bewirken können, die sich einerseits auf die Sensibilisierung der Nozizeptoren in der Peripherie zurückführen lässt, andererseits auf eine zentrale Komponente, deren zelluläre Mechanismen noch unvollständig geklärt sind. Untersuchungen werden v.a. an Modellen für periphere Entzündungen in Verhaltensexperimenten durchgeführt, welche z.B. subkutane Injektionen von Formalin oder Capsaicin sind. In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass eine Entzündung, ausgelöst durch intraplantare Applikation von 5 %igem Formalin (n=6) oder 1 %igem Capsaicin (n=5), eine Langzeitpotenzierung (LTP) der synaptischen Übertragung im Dorsalhorn des Rückenmarks adulter, tief narkotisierter Ratten bewirkte. Wurde jedoch nur das Lösungsmittel der beiden Substanzen injiziert, kommt es zu keiner Veränderung der synaptischen Übertragung. Die C-Faser-evozierten Summenpotentiale vergrößerten sich nach Applikation der noxischen Substanzen auf 172±2 % der Kontrolle in den Formalin-Experimenten und auf 173±9 % der Kontrolle in den Capsaicin-Experimenten. Da aus früheren Studien hervorgeht, dass periphere Entzündungen zu einer niederfrequenten Entladung der primären Afferenzen führen, wandten wir einen elektrischen niederfrequenten Stimulus (low-frequency stimulation; LFS) am Nervus ischiadicus an (2 Hz für 2 min), um den konditionierenden Reiz an Dauer und Intensität besser unter Kontrolle zu haben. In jedem der Experimente wurde eine LTP der synaptischen Übertragung induziert (330±42 % der Kontrolle; n=14), welche bis zu 17 h aufgezeichnet werden konnte. Um jedoch zu überprüfen, dass die LTP ausgelöst durch elektrische LFS wirklich ein gutes Model für Hyperalgesie durch periphere Entzündungen ist, setzten wir die gleichen Substanzen ein, die in Verhaltensexperimenten für periphere Entzündungen erfolgreich verwendet wurden, um das nozizeptive Verhalten von Tieren zu vermindern bzw. zu verhindern: In unseren Versuchen konnten wir zeigen, dass sowohl der NMDA-Rezeptor-Antagonist MK-801 als auch der NO-Synthase-Hemmer L-NMMA die Induktion der LTP durch LFS blockieren konnten, während der NK1-Rezeptor-Antagonist RP67580 die LTP im Vergleich zur Kontrolle verminderte. Diese Befunde stimmen mit den Verhaltensexperimenten für periphere Entzündung überein. Eine Langzeitpotenzierung der synaptischen Übertragung im Rückenmark konnte auch bei jungen Tieren im Alter von 25-28 Tagen, wie sie häufig für elektrophysiologische in vitro Versuche verwendet werden, sowohl durch einen hoch- als auch niederfrequenten (n=3 bzw. 4) konditionierenden Stimulus induziert werden. Die Ergebnisse nach Applikation des NO-Synthase-Blockers L-NMMA unterschieden sich jedoch von jenen der adulten Tiere: die Induktion der LTP konnte nicht blockiert werden, jedoch war jene nach LFS signifikant vermindert im Vergleich zur Kontrolle (n=6). Wurde L-NMMA vor einer hochfrequenten konditionierenden Stimulation appliziert, wurde die Induktion der LTP nicht beeinflusst (n=4). Da Zeitverlauf, Signaltransduktionswege, Pharmakologie und Auslösemechanismen in unserer Untersuchung mit Daten aus Verhaltensversuchen, welche sich mit Hyperalgesie nach Entzündung befassen, übereinstimmen, schlagen wir synaptische LTP im Dorsalhorn des Rückenmarkes als Model, als wenigstens eine Komponente dieser Form der Hyperalgesie vor. Mit diesem Model können weitere Fragestellungen die zentrale Sensibilisierung nach Entzündung betreffend behandelt werden. Auch entwicklungsbiologische Unterschiede in der Nozizeption und der zellulären Mechanismen können untersucht werden.

Schlagworte:
periphere Entzündung / Langzeitpotenzierung / LFS / NMDA-Rezeptor / NK1-Rezeptor / NO-Synthase


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