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Raeumliche Verteilung von Kalziumsignalen in Bergmanngliazellen als Antwort auf neuronale Aktivitaet

Item Type:Thesis
Title:Raeumliche Verteilung von Kalziumsignalen in Bergmanngliazellen als Antwort auf neuronale Aktivitaet
Creators Name:Mohrhagen, K.
Abstract:Bergmann Gliazellen reagieren auf elektrische Stimulation der Parallelfasern in Ihrem Soma Kalziumsignalen. Diese Signale sind sensitiv gegenueber den Antagonisten TTX, kalziumfreie Loesung und Cadmium. Ein Antagonist spannungaktivierter Kaliumkanaele, der synaptische Ereignisse verlaengert, fuehrt zu erheblich verstaerkten Antworten. Um Kalziumantworten in Bergmann Gliazellsomata auszuloesen ist eine erheblich staerkere elektrische Stimulation notwendig, als man fuer Kalziumantworten im Auslaeufer der Zellen benoetigt Es wurde eine Methode entwickelt, Raum-Zeit-Bilder von Kalziumantworten in Bergmann Gliazellauslaeufern auf elektrische Stimulation zu erzeugen. Die Darstellungen zeigen zeitlich und raeumlich eingeschraenkte Reaktionen auf teilen der Auslaeufer. Beispiele fuer das Fortschreiten einer Kalziumwelle vom Auslaeufer in das Zellsoma (oder umgekehrt) liessen sich nicht finden. Die raeumlich Ausdehnung der beobachteten Signale unterstuetzt das in Grosche et al. (Grosche, et al, 1999) entwickelte Konzept von Mikrodomaenen in Bergmann Gliazellauslaeufern. Die gemessenen Kalziumsignale sind nicht von den Kalziumspeichern des endoplasmatischen Retikulums abhaengig. Dies schliesst die Beteiligung G-Protein gekoppelter Rezeporen, die unter Aktivierung von endoplasmatischen IP3-Rezeptoren zu zytosolischen Kalziumsignalen fuehren, an der Generierung diese Signale aus. Die Beteiligung der Neurotransmitter Adrenalin, Noradrenalin, Histamin, Endothelin, Adenosin-tri-Phosphat und des Neurotransmitters Glutamat auf dem Wege der Aktivierung metabotroper Glutamatrezeptoren an der Detektion stimulationsvermittelter Kalziumsignale wurde ueber die Applikation spezifischer Antagonisten ausgeschlossen. Die Rolle von Glutamattransportern konnte nicht abschliessend geklaert werden, da der Antagonist bei einer alleinigen Applikation zu einer Reduktion des Signals um 20 % fuehrt. Bei einer Applikation mit geleertem endoplasmatischen Retikulum fuehrt er zu einer Steigerung der Signalamplitude um 31.9 %. Die somatischen Kalziumantworten auf elektrische Stimula tion liessen sich zu einem Prozentsatz von 23.7 % durch den Antagonisten CNQX fuer ionotrope Glutamatrezeptoren vom AMPA/Kainat-Typ blockieren. In Bergmann Gliazellen sind diese Rezeptoren anders als in Neuronen kalziumpermeabel (Mueller et al, 1992), da diese Zelle nicht die Untereinheit GluR2 des Kanals exprimieren. Es wurde eine funktionelle Bedeutung dieser Genexpression in der Detektion synaptischer Aktivitaet nachgewiesen. [Bergmann glia cells react to electrical stimulation of parallel fibers with calcium signals in their somata. These signals are sensitive against antagonists of neuronal activity, namly TTX calcium free solution and cadmium. An antagonist of voltage activated potassium channels, which is able to prolong synaptic events, leads to increased calcium responses. To elicit calcium responses in Bergmann glia somata much stronger stimulation compared to these required to elicit calcium responses in Bergmann glia processes is needed. A method was developed to get space-time images of calcium responses to electrical responses in Bergmann glia processes. The images show reactions restricted in time and space in parts of the processes. Examples of processing of calcium waves from the processes to the somata (or the other way around) could not be found. The special expansion of the observed signals supports the concept of micro domains as developed by Grosche et al. (Grosche, et al, 1999). Calcium signals measured do not d epend on the calcium stores of the endoplasmatic reticulum. This excludes the involvment of G-protein coupled receptors, which lead to cytosolic calcium signals via IP3-receptors, in the generation of these calcium signals. The involvment of the neurotransmitter adrenalin, noradrenalin, histamin, endothelin and adenosin-tri-phosphate in the generation of stimulation induced calcium signals was additionally excluded by the application of specific antagonists. The roll of glutamate transporter could not be fully clarified. The application of the antagonist l-PDC alone leads to a reduction of 20% of the signals amplitude, while the application in presence of emptied endoplasmatic calcium stores leads to an increase by 31.9%. Somatic calcium responses to electrical stimulation were able to be blocked by 23.7 % using the antagonist CNQX specific for ionotrope glutamate receptors of the AMPA/Kainat-Typ. In Bergmann glia cells these receptors differ from the AMPA/Kainat-Typ receptors on neuron with regard to their c alcium permeability (Mueller et al, 1992) as result of leak in expression of the GluR2 subunit. A functionel involvment of this specific gene expression in the detection of synaptic activity by Bergmann glia cells was proved.]
Keywords:Bergmannglia, Kalzium [Calcium], Neuron-Glia Interaktion, Neuron-glia interaction, elektrische Stimulation, Electrical stimulation
Publisher:Humboldt-Universitaet zu Berlin (Germany)
Number of Pages:102
Date:18 December 2000
Official Publication:http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?lang=ger&id=10253

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