Kommunikation zwischen Mastzellen und enterischen Neuronen

Histamin ist ein Mastzellmediator, der bei einer Vielzahl pathophysiologischer Zustände eine Rolle spielt, unter Anderem bei der Nahrungsmittelallergie. Das erste Ziel meines Projekts waren die Charakterisierung des Effektes von Histamin auf submuköse Neurone der Ratte und die Identifizierung der beteiligten Mechanismen. RT-PCR, bestätigt durch immunzytochemische Markierungen, zeigte die Expression der Histaminrezeptoren H1, H2 und H3 auf submukösen Neuronen des Kolons der Ratte. Histamin ruft einen biphasischen Anstieg der zytosolischen Ca2+-Konzentration in diesen Neuronen hervor – hierbei kommt es zunächst zu einer Freisetzung von Ca2+ aus intrazellulären Speichern via IP3-Rezeptoren gefolgt von einem Einstrom aus dem Extrazellulärraum. Obwohl Agonisten aller drei Rezeptorsubtypen einen Anstieg der zytosolischen Ca2+-Konzentration auslösen konnten, zeigten Experimente mit selektiven Antagonisten, dass die Antwort auf Histamin vorwiegend durch H1 (und zu einem geringeren Anteil durch H2) vermittelt wird. Da Histamin und andere Mediatoren durch die Degranulation von Mastzellen freigesetzt werden, war das zweite Ziel der Arbeit die Untersuchung des Zusammenspiels zwischen submukösen Neuronen der Ratte und Mastzellen. In Co-Kultur-Experimenten mit RBL- 2H3-Zellen, einem Mastzelläquivalent, konnte der Mastzelldegranulator Compound 48/80 einen Anstieg der zytosolischen Ca2+-Konzentration in benachbarten submukösen Neuronen auslösen. Wie schon die Antwort auf Histamin, wurde auch der Effekt von Compound 48/80 durch den H1-Antagonisten Pyrilamin stark gehemmt und durch den H2-Antagonisten Cimetidin reduziert. Eine Beteiligung von proteaseaktivierten Rezeptoren (PAR1 und PAR2) sowie 5-Lipoxygenase an der Reaktion wurde ebenfalls nachgewiesen. Abschließend diente ein Allergiemodell mit Ratten, die gegen Ovalbumin sensibilisiert wurden, der Untersuchung des Effektes von Antigen auf den Kurzschlussstrom (Isc) und die parazelluläre Permeabilität. Ovalbumin induzierte einen Anstieg des Isc, der mit einem Anstieg des parazellulären Fluorescein-Fluxes im Jejunum (jedoch nicht im Kolon) einherging. Pyrilamin hemmte den Anstieg des Isc im Kolon stark, Antagonisten von PAR1 und PAR2 sowie die Blockade von 5-Lipoxygenase konnten den Anstieg ebenfalls reduzieren. 5. Zusammenfassung Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse eine Expression von H1-, H2- und H3-Rezeptoren auf submukösen Neurone der Ratte, wobei H1-Rezeptoren die größte funktionelle Bedeutung zukommt. Das Modell der Co-Kultur aus submukösen Neuronen und RBL- 2H3-Zellen stellt eine geeignete Möglichkeit zur weiteren Untersuchung der Kommunikation beider Zelltypen dar.