Bindung und Elektrophysiologie des muskarinischen Antagonisten QNB in der Säugetiernetzhaut

Zusammenfassung

Hintergrund Cholinerge Rezeptoren, Auf- und Abbauenzyme für Acetylcholin und entsprechende Wirkungen auf einzelne Neurone sind in zahlreichen Studien für die Säugetiernetzhaut nachgewiesen. Der Anteil muskarinisch-cholinerger Neurotransmission in der Funktion der Netzhaut ist jedoch schwer zu gewichten. Daher untersuchten wir einerseits die Bindung des muskarinischen Antagonisten QNB und andererseits am perfundierten Katzenauge in vitro dessen Einfluß auf lichtevozierte Feldpotentiale.

Methoden In tiefer Anästhesie enukleierte Katzenaugen wurden zum Teil für die Bindungsstudie von QNB an isolierten Retinae verwendet oder arteriell perfundiert. Elektroretinogramm (ERG) und Aktionspotential des N. opticus (optic nerve response, ONR) wurden unter Stäbchenoder Zapfen-Stimulation abgeleitet. Der cholinerge muskarinische Antagonist Quinuclidinyl-Benzilat (QNB) wurde intraarteriell für 10-30 Min. infundiert, gefolgt von 30 bis 60 Min. Erholungs- und Auswaschphase.

Ergebnisse Die Bindungsstudie ergab hohe Affinität von ³H-QNB zu muskarinischen Rezeptoren der Retina mit einer Dissoziationskonstante K_D von 0.27 nM und einer Dichte der Rezeptoren von 110 fmol per mg Protein. - Neben einer mäßigen Vasokonstriktion (Abnahme der Durchflußrate des Perfusates) bewirkte QNB einen Anstieg der Amplitude der b-Welle, aber einen dosisabhängigen Abfall der optic nerve response (ONR). Die Wirkungen waren reversibel.

Schlußfolgerungen Unsere Bindungsstudie weist auf cholinerge, muskarinische Bindungsstellen in der Katzenretina hin, deren Dichte jener bei anderen Säugetieren vergleichbar ist. Blockierung dieser Rezeptoren ergibt markante Veränderung der lichtevozierten Signale. Die Ergebnisse belegen einen maßgeblichen Anteil cholinerger Übertragung am Informationsfluß in der Katzenretina.

Summary

Purpose Based upon the extensive information from various laboratories on cholinergic enzymes and receptors in mammalian retina as well as cholinergic effects on retinal neurons we became interested in studying (1) retinal binding of a muscarinic antagonist, Quinuclidinyl benzilate (QNB) and (2), effects of the antagonist on retinal information processing.

Methods Eyes from deeply anesthetized cats were used for homogenate of freshly isolated retina in the binding study, or they were arterially perfused for electrophysiology in vitro. The electroretinogram (ERG) and the compound action potential of the optic nerve (optic nerve response, ONR) were recorded under rod- and cone-stimulating conditions. QNB was infused intraarterially for 10-30 min, followed by washout (avoiding recycling or extraocular metabolism).

Results ³H-QNB revealed a high affinity to muscarinic receptors with a dissociation constant K_D of 0.27 nM and a relatively high density of muscarinic binding sites of 110 fmol per mg protein. - QNB enhanced the amplitude of the ERG b-wave, but decreased dose-dependently and reversibly the components of the ONR. In addition, we observed a moderate vasoconstriction as indicated by a slight, dose-related decrease in flow rate of perfusion.

Conclusion The biochemical data on binding of ³H-QNB in connection with the marked electrophysiolgical changes induced by QNB suggest a substantial contribution of muscarinic cholinergic transmission in the cat retina.

Schlüsselwörter

Säugetier-Retina - perfundiertes Katzenauge - cholinerge Transmission - QNB - muskarinische Rezeptoren - Elektrophysiologie

Key words

Mammalian retina - perfused cat eye - cholinergic transmission - QNB - muscarinic receptors - electrophysiology