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Harald Vitten

• Das Applikationssystem Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein innovatives System für die Applikation von Pharmaka während elektrophysiologischer Experimente entwickelt und getestet. Das Achtkanal­Applikationssystem eignet sich hervorragend für Experimente an Hirnschnitten und kann durch folgende Eigenschaften charakterisiert werden: - Das System ist durch die Verwendung von Druckluft­Ventilen nahezu frei von elektromagnetischen Störfeldern. - Aufgrund der geringen Dimensionen der Applikationspipette (Spitzendurchmesser = 250 µM) können gezielt unterschiedliche Regionen einer Zellkultur oder eines Hirnschnittes beeinflusst werden. - Die geringen Dimensionen des Systems ermöglichen einen kostengünstigen Betrieb, da nur kleine Mengen an Pharmaka benötigt werden. - Das System schaltet exakt und zuverlässig. Alle 8 Kanäle schalten in guter Übereinstimmung, und zwischen den einzelnen Kanälen kann dank eines zentralen Spülkanals akkurat und sicher gewechselt werden. - Mit dem System können Substanzen auf zwei Arten appliziert werden. Es besteht zum einen die Möglichkeit der sogenannten Spitzen­Applikation. Die Spitzen­Applikation eignet sich besonders für Experimente an Zellkulturen, isolierten Zellen oder Membranstücken, und zeichnet sich bei dieser Art der Anwendung durch einen schnellen Konzentrationsaufbau (< 1 s) aus. Weiterhin können Substanzen mittels der sogenannten Puls­Applikation appliziert werden. Die Puls­Applikation bietet einerseits den Vorteil einer kontinuierlichen Applikation ohne Druckschwankungen, und ermöglicht andererseits die schnell aufeinanderfolgende Applikation mehrerer Substanzen. Demgemäß eignet sich die Puls­Applikation hervorragend für Experimente an Hirnschnitten. Ionotrope Glutamat­Rezeptoren bei LSO­ und MNTB­Neuronen Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war eine tiefergehende Beschreibung der ionotropen, nonNMDA­Rezeptoren bei Neuronen der LSO des auditorischen Hirnstammes der Ratte. Im Vergleich hierzu wurden entsprechende Untersuchungen auch an MNTB­Neuronen durchgeführt. Von besonderem Interesse war dabei der Nachweis funktioneller Kainat­ Rezeptoren. Im Gegensatz zu RNA­ oder Protein­Nachweisen einzelner Rezeptor Untereinheiten wurden funktionelle Rezeptoren elektrophysiologisch, mit Hilfe der Patch­ Clamp­Technik, charakterisiert. Mit Hilfe von spezifischen Agonisten, Antagonisten und Modulatoren konnten folgende Sachverhalte nachgewiesen werden: - LSO­ und MNTB­Neurone exprimieren funktionelle AMPA­Rezeptoren. - Die Glutamat­Rezeptor Untereinheit GluR2 ist Bestandteil von AMPA­Rezeptoren bei LSO­Neuronen. - Funktionelle AMPA­Rezeptoren werden zwischen P3 und P10 von LSO­ und MNTB­ Neuronen exprimiert. In diesem Abschnitt der Entwicklung ist die Größe der AMPA­ Rezeptor vermittelten Ströme unabhängig vom Alter der Tiere. - LSO­ und MNTB­Neurone exprimieren funktionelle Kainat­Rezeptoren. - Im Hinblick auf die Kainat­Rezeptoren gibt es jeweils zwei Klassen von LSO­ bzw. MNTB­Neuronen. LSO­Neurone lassen sich in eine Klasse, die sich durch schnelle Kainat­Rezeptor vermittelte Ströme auszeichnet, und eine Klasse, die sich durch langsame Kainat­Rezeptor vermittelte Ströme auszeichnet, unterteilen. Den beiden Klassen liegen sehr wahrscheinlich unterschiedliche Rezeptordichten und / oder Unterschiede in der Untereinheitenzusammensetzung zugrunde. MNTB­Neurone lassen sich in Zellen, die Kainat­Rezeptoren besitzen, und Zellen, die diesen Typ von Rezeptor nicht besitzen, unterscheiden. - Die Glutamat­Rezeptor Untereinheit GluR5 ist Bestandteil von Kainat­Rezeptoren bei LSO­ und MNTB­Neuronen. - Funktionelle Kainat­Rezeptoren werden zwischen P3 und P10 von LSO­ und MNTB­ Neuronen exprimiert. In diesem Zeitraum ist die Größe der Kainat­Rezeptor vermittelten Ströme unabhängig vom Alter der Tiere.