@phdthesis{Rietdorf2003,
author = {Rietdorf, Katja},
title = {Wirkungen biogener Amine auf die Erregungs-Sekretions-Kopplung in der Speicheldr{\"u}se von Periplaneta americana (L.)},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000878},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2003},
abstract = {In der vorliegenden Arbeit habe ich wichtige Teilmechanismen der Erregungs-Sekretionskopplung in der Speicheldr{\"u}se der Schabe Periplaneta americana (L.) untersucht. Die Speicheldr{\"u}se ist von dopaminergen und serotonergen Fasern innerviert (Baumann et al., 2002). Beide Transmitter stimulieren eine unterschiedliche Reaktion der Dr{\"u}se: Dopamin (DA) stimuliert die P-Zellen der Acini und die Ausf{\"u}hrgangzellen, w{\"a}hrend Serotonin (5-HT) die P- und C-Zellen der Acini stimuliert, nicht jedoch die Ausf{\"u}hrgangzellen. Der Endspeichel ist nach einer DA-Stimulierung proteinfrei. Dagegen enth{\"a}lt er nach einer 5-HT-Stimulierung Proteine, die von den C-Zellen sezerniert werden (Just \& Walz, 1996). Im ersten Teil meiner Arbeit habe ich mittels Kapillarelektrophoretischer Analyse (CE-Analyse) die Elektrolytkonzentrationen im Endspeichel untersucht sowie die Raten der Fl{\"u}ssigkeitssekretion gemessen. Damit wollte ich kl{\"a}ren, welche Transporter an der Sekretion des Prim{\"a}rspeichels und an dessen Modifikation beteiligt sind. Ausserdem wollte ich die Rolle der transportaktiven Epithelzellen der Ausf{\"u}hrg{\"a}nge f{\"u}r die Modifikation des Prim{\"a}rspeichels untersuchen. Daf{\"u}r habe ich einen Vergleich der Elektrolytkonzentrationen im DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichel durchgef{\"u}hrt. Der Elektrolytgehalt des DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichels unterscheidet sich nicht signifikant voneinander. Er ist nach beiden Stimulierungen hypoosmotisch zum verwendeten Ringer. Die Ausf{\"u}hrgangzellen werden durch DA stimuliert und modifizieren den Prim{\"a}rspeichel durch eine netto-Ionenreabsorption. Meine Versuche zeigen jedoch, dass auch die w{\"a}hrend einer 5-HT-Stimulierung der Dr{\"u}se unstimulierten Ausf{\"u}hrgangzellen den Prim{\"a}rspeichel modifizieren. In einer nachfolgenden Versuchsreihe habe ich den Einfluss von Ouabain, einem Hemmstoff der Na+-K+-ATPase, und Bumetanid, einem Hemmstoff des NKCC, auf die Raten der Fl{\"u}ssigkeitssekretion sowie den Elektrolytgehalt des Endspeichels untersucht. Ich habe gefunden, dass die Aktivit{\"a}t der Na+-K+-ATPase wichtig f{\"u}r die Modifikation des DA-stimulierten Prim{\"a}rspeichels ist. Im Gegensatz dazu ist sie f{\"u}r die Modifikation des 5-HT-stimulierten Prim{\"a}rspeichels nicht von Bedeutung. Bez{\"u}glich der Fl{\"u}ssigkeitssekretion habe ich keinen Einfluss der Na+-K+-ATPase-Aktivit{\"a}t auf die DA-stimulierten Sekretionsraten gefunden, dagegen ist die 5-HT-stimulierte Sekretionsrate in Anwesenheit von Ouabain gesteigert. Die Aktivit{\"a}t des NKCC ist f{\"u}r beide sekretorische Prozesse, die Ionen- und die Fl{\"u}ssigkeitssekretion, wichtig. Eine Hemmung des NKCC bewirkt eine signifikante Verringerung der Raten der Fl{\"u}ssigkeitssekretion nach DA- und 5-HT-Stimulierung sowie in beiden F{\"a}llen einen signifikanten Abfall der Ionenkonzentrationen im Endspeichel. Im zweiten Teil meiner Arbeit habe ich versucht, {\"A}nderungen der intrazellul{\"a}ren Ionenkonzentrationen in den Acinuszellen w{\"a}hrend einer DA- oder 5-HT-Stimulierung zu messen. Diese Experimente sollten mit der Methode des \"ratiometric imaging\" durchgef{\"u}hrt werden. Messungen mit dem Ca2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff Fura-2 zeigten keinen globalen Anstieg in der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration der P-Zellen. Aufgrund von Problemen mit einer schlechten Beladung der Zellen, einer starken und sich w{\"a}hrend der Stimulierung {\"a}ndernden Autofluoreszenz der Zellen sowie {\"A}nderungen im Zellvolumen wurden keine Messungen mit Na+- und K+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffen durchgef{\"u}hrt. Im dritten Teil dieser Arbeit habe ich die intrazellul{\"a}ren Signalwege untersucht, die zwischen einer 5-HT-Stimulierung der Dr{\"u}se und der Proteinsekretion vermitteln. Dazu wurde der Proteingehalt im Endspeichel biochemisch mittels eines modifizierten Bradford Assay gemessen. Eine erstellte Dosis-Wirkungskurve zeigt, dass die Rate der Proteinsekretion von der zur Stimulierung verwendeten 5-HT-Konzentration abh{\"a}ngt. In einer Serie von Experimenten habe ich die intrazellul{\"a}ren Konzentrationen von Ca2+, cAMP und / oder cGMP erh{\"o}ht und anschließend den Proteingehalt im Endspeichel gemessen. Ein Anstieg der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration aktiviert nur eine geringe Rate der Proteinsekretion. Dagegen kann die Steigerung der intrazellul{\"a}ren cAMP-Konzentration eine st{\"a}rkere Proteinsekretion aktivieren, die sich nicht signifikant von der nach 5-HT-Stimulierung unterscheidet. Die cAMP-stimulierte Proteinsekretion kann durch gleichzeitige Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration weiter gesteigert werden. Dagegen aktivierte eine Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren cGMP-Konzentration die Proteinsekretion nicht. Aufgrund dieser Ergebnisse postuliere ich die Existenz eines die Adenylatcyclase aktivierenden 5-HT-Rezeptors in der Basolateralmembran der C-Zellen.},
language = {de}
}
@phdthesis{Schmidt2006,
author = {Schmidt, Ruth Maria},
title = {Signalkaskaden und Steuermechanismen in den Speicheldr{\"u}sen von Dipteren},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7714},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2006},
abstract = {Fl{\"u}ssigkeitssekretion und Proteinsekretion werden in Speicheldr{\"u}sen von Insekten {\"u}ber Hormone und Neurotransmitter gesteuert. Diese entfalten ihre physiologische Wirkung in den sekretorischen Dr{\"u}senzellen haupts{\"a}chlich {\"u}ber den zyklischen Adenosinmonophosphat (cAMP)-Signalweg und den Inositoltrisphosphat (IP3) / Ca2+-Signalweg. Die Mechanismen m{\"o}glicher Wechselwirkungen zwischen diesen Signalwegen und ihre physiologischen Auswirkungen sind unzureichend bekannt. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand die Frage, ob und wie sich der Ca2+-Signalweg und der cAMP-Signalweg in der Speicheldr{\"u}se der Diptere Calliphora vicina beeinflussen. Substanzen wie 5-Fluoro-α-Methyltryptamin und Histamin wurden in fr{\"u}heren Arbei-ten als Agonisten genutzt, um in den Speicheldr{\"u}sen von C. vicina selektiv den cAMP-Signalweg (getrennt vom IP3/Ca2+-Signalweg) zu aktivieren. Es zeigte sich in transepithelialen Potentialmessungen und mikrofluorometrischen Ca2+-Untersuchungen, dass beide Substanzen sowohl den cAMP-Weg als auch den Ca2+-Signalweg aktivierten. Die physiologischen Ursachen der Histamin-induzierten Ca2+-Erh{\"o}hung wurden genauer untersucht. Zusammengefasst zeigten diese Untersuchungen, dass Histamin wie 5-HT den cAMP-Weg und die Phosphoinositidkaskade aktivierte. Im Gegensatz zu den 5-HT-induzierten Ca2+-Oszillationen, welche durch interzellul{\"a}re Ca2+-Wellen synchronisiert werden, verursachte Histamin bei niedrigen Konzentrationen lokale Ca2+-Oszillationen in einzelnen Zellen (keine Wellen). Bei h{\"o}heren Histamin-Konzentrationen war eine anhaltende Ca2+-Erh{\"o}hung oder ein synchrones Ca2+-beating
in der gesamten Dr{\"u}se zu beobachten. Des Weiteren wurde die Frage untersucht, ob eine Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren cAMP-Konzentration den IP3 Ca2+-Signalweg in den Epithelzellen der Speicheldr{\"u}se beeinflussen kann. Es zeigte sich, dass cAMP den durch schwellennahe 5-HT-Konzentrationen induzierten Ca2+-Anstieg verst{\"a}rkte. Diese Verst{\"a}rkung wurde durch eine PKA-vermittelte Sensitivierung des IP3-Rezeptor/Ca2+-Kanals f{\"u}r IP3 verursacht. Immunzytochemische Untersuchungen deuten dar-auf hin, dass die Proteinkinase A eng mit dem IP3-Rezeptor/Ca2+-Kanal assoziiert ist. Diese Messungen zeigen erstmals, dass auch bei Invertebraten der Botenstoff cAMP, PKA-vermittelt, den IP3-Rezeptor/Ca2+-Kanal des ER f{\"u}r IP3 sensitiviert.},
subject = {Speichel},
language = {de}
}
@phdthesis{Hille2006,
author = {Hille, Carsten},
title = {Charakterisierung von Transportmechanismen in der Speicheldr{\"u}se der Schabe Periplaneta americana},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-9422},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2006},
abstract = {Die Aktivierung der Speichelsekretion erfolgt in der innervierten Speicheldr{\"u}se der Schabe Periplaneta americana durch die biogenen Amine Dopamin (DA) und Serotonin (5-HT). Die Acini der Speicheldr{\"u}se sezernieren einen Prim{\"a}rspeichel, der in den Ausf{\"u}hrg{\"a}ngen modifiziert wird. Die durch DA und 5-HT aktivierten Signalwege sowie die an der Elektrolyt- und Fl{\"u}ssigkeitssekretion bzw. Speichel-modifikation beteiligten Transportmechanismen sind weitgehend unbekannt. Mikrofluorometrische Ca2+-, Na+- und pH-Messungen in Kombination mit pharmakologischen Experimenten, biochemische Messungen der Aktivit{\"a}ten von Ionentransport-ATPasen sowie videomikroskopische Analysen zu transepithelialen Wasserbewegungen wurden in dieser Arbeit durchgef{\"u}hrt. Sie sollten Informationen {\"u}ber die an der Speichelbildung und -modifikation beteiligten Transportmechanismen und die Signalwege liefern, welche durch DA und/oder 5-HT aktiviert werden. Wesentliche Ergebnisse dieser Arbeit waren: - Messungen des intrazellul{\"a}ren pH (pHi) in Gangzellen zeigten, dass isolierte Ausf{\"u}hrg{\"a}nge mit Acini bei Stimulierung mit DA und 5-HT stark ans{\"a}uerten. In isolierten Ausf{\"u}hrg{\"a}ngen ohne Acini verursachte nur DA eine schwache Ans{\"a}uerung. Da nur die Ausf{\"u}hrg{\"a}nge dopaminerg innerviert sind, die Acini jedoch dopaminerg und serotonerg, zeigt dieses Ergebnis, dass die DA- und/oder 5-HT-induzierte Prim{\"a}rspeichelbildung die Ursache f{\"u}r die pHi-{\"A}nderungen in den Gangzellen ist. pHi-Messungen in den Gangzellen geben also auch Hinweise auf Transportvorg{\"a}nge in den Acini.
- Der Na+-K+-2Cl--Symporter und der Cl--HCO3--Antiporter, gekoppelt mit dem Na+ H+-Antiporter (NHE) waren an der NaCl-Aufnahme in die peripheren Zellen der Acini zur Bildung des NaCl-reichen Prim{\"a}rspeichels beteiligt. Die Aktivit{\"a}t dieser Transporter hing von der CO2/HCO3--Verf{\"u}gbarkeit ab und war Ca2+-abh{\"a}ngig.
- Die starke Ans{\"a}uerung in den Gangzellen hing nicht von der Aktivit{\"a}t der apikalen vakuol{\"a}ren Protonen-ATPase (V-H+-ATPase), aber von der Aktivit{\"a}t der basolateralen Na+-K+-ATPase ab, die anscheinend in den Ausf{\"u}hrg{\"a}ngen die Speichelmodifikation energetisiert.
- In isolierten Ausf{\"u}hrg{\"a}ngen mit Acini waren die V-H+-ATPase und Na+-abh{\"a}ngige Transporter (u. a. NHE) an der Erholung von einer DA-induzierten oder einer NH4Cl-Vorpuls-induzierten Ans{\"a}uerung in den Gangzellen beteiligt. Bei der Regulation des pHi in unstimulierten Gangzellen spielten diese Transporter keine Rolle.
- In isolierten Ausf{\"u}hrg{\"a}ngen mit Acini induzierte DA in den Gangzellen einen Anstieg der [Na+]i und, zeitlich verz{\"o}gert, auch der [Ca2+]i. Der [Na+]i-Anstieg war von der Aktivit{\"a}t der Acini abh{\"a}ngig und erfolgte m{\"o}glicherweise {\"u}ber apikale Na+-Kan{\"a}le. Der [Ca2+]i-Anstieg war graduiert und tonisch. Der DA-induzierte [Na+]i-Anstieg in den Gangzellen und deren Depolarisation f{\"u}hrten dazu, dass der basolaterale Na+-Ca2+-Antiporter in den Ca2+-Influx-Modus umkehrte. Die daraus resultierende tonische [Ca2+]i-Erh{\"o}hung k{\"o}nnte an der Regulation der Na+-R{\"u}ckresorption beteiligt sein.
- Zum Nachweis transepithelialer Fl{\"u}ssigkeitsbewegungen in isolierten Ausf{\"u}hrg{\"a}ngen wurde eine videomikroskopische Methode entwickelt. Isolierte Ausf{\"u}hrg{\"a}nge ohne Acini resorbierten im unstimulierten Zustand Fl{\"u}ssigkeit aus dem Ausf{\"u}hrganglumen. M{\"o}glicherweise sezernieren die Acini auch im unstimulierten Zustand mit geringerer Rate einen Prim{\"a}rspeichel, der in den Ausf{\"u}hrg{\"a}ngen resorbiert wird. Die Resorption war ATP-abh{\"a}ngig. Der ATP-verbrauchende Transportmechanismus konnte nicht identifiziert werden. Weder die Na+-K+-ATPase noch die V-H+-ATPase waren an der Resorption beteiligt.
Diese Arbeit trug zur Kenntnis der komplexen Funktionsweise von Speicheldr{\"u}sen in Insekten bei und erweiterte das l{\"u}ckenhafte Wissen {\"u}ber die zellul{\"a}ren Wirkungen biogener Amine in Insekten. Zudem wurden in dieser Arbeit viele Parallelen zu Funktionsweisen der Speicheldr{\"u}sen in Vertebraten deutlich.},
subject = {Speicheldr{\"u}se},
language = {de}
}