Schnelle synaptische Übertragung im humanen submukösen Plexus

Schnelle erregende postsynaptische Potentiale (fast excitatory postsynaptic potentials, fEPSPs) stellen eine Hauptkomponente der Signalübertragung im Enterischen Nervensystem (ENS) dar. Neurophysiologische Daten hierzu stehen nur für Versuchstiere wie z.B. das Meerschweinchen zur Verfügung. Wir verwendeten die „Multisite Optical Recording Technique“ (MSORT) um fEPSPs mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung im humanen submukösen Plexus aufzuzeichnen. Elektrische Stimulation einzelner interganglionärer Faserstränge rief in 55±32% der Neurone pro Ganglion (259 Neurone) fEPSPs hervor. Diese konnten durch den nicotinergen Antagonisten Hexamethonium (200µM) signifikant reduziert bzw. blockiert werden, und durch den nicotinergen Agonisten DMPP nachgeahmt werden. Etwa 5% der fEPSPs zeigten eine ATP vermittelte Komponente, die durch den P2 Rezeptorantagonisten Suramin blockiert wurde. Immunhistochemische Färbungen wurden mit einem Antikörper gegen nicotinerge Rezeptoren durchgeführt. 82% der humanen submukösen Neurone waren positiv für diesen Antikörper. In Doppelfärbungen waren 54% der Rezeptor-positiven Neurone auch Cholinacetyltransferase positiv und damit wahrscheinlich Sekretomotorneurone. Ussingkammer Messungen mit humanen Mukosa-Submukosa Präparaten zeigten eine Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen: Elektrisch induzierte Chloridsekretion konnte mit Hexamethonium (200µM) auf 66.5±17.3% der Kontrollwerte reduziert werden (n=4). Der nicotinerge Agonist DMPP (10µM) löste eine Erhöhung der Chloridsekretion (Δ42.8±19.2µA/cm² n=7) aus. Weitere immunhistochemische Färbungen zeigten verbreitete NMDA-R1 und NMDA-R2A/B Immunreaktivität. In MSORT Versuchen hatte der NMDA Antagonist D-AP5 (20µM) nur eine geringe Wirkung auf fEPSPs (in 1 von 42 Neuronen) während der NMDA Antagonist MK–801 (20µM) in 20 Neuronen ähnlich wirksam wie Hexamethonium war. MK–801 scheint daher im ENS als nicotinerger Antagonist zu wirken. Unsere Untersuchungen identifizierten erstmals fEPSPs im humanen ENS. Schnelle synaptische Aktivierung im humanen ENS basiert auf purinergen, glutamatergen und primär cholinergen Mechanismen.

Keywords: MSORT ENS nicotinerg