Funktionelle Untersuchungen an Nervenfasern des peripheren Nervensystems mit ionensensitiven Fluoreszenzfarbstoffen und konfokaler Bildgebung

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Unmyelisierte Nervenfasern sind wichtige funktionelle Elemente des peripheren Nervensystems. Die geringe Größe der Axone (ca. 1µm) und die enge Umhüllung durch nicht-myelinbildende Schwannzellen erschwerten bisher den Zugang für elektrophysiologische Ableitungen und damit ein gründlicheres Verständnis der Membranphysiologie dieser Nervenfasern. Die Methode der konfokalen Laserscanmikroskopie eröffnet eine neue Möglichkeit für die funktionelle Untersuchung von peripheren Nervenfasern. Mit dem beantragten Forschungsvorhaben wollen wir diese hochauflösende fluoreszenzoptische Methode in Verbindung mit einem Na+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff einsetzen, um die Bedeutung von Veränderungen der intrazellulären Natriumkonzentration für die frequenzabhängige Erregbarkeitsänderung von unmyelinisierten Nervenfasern zu untersuchen. Aber auch an myelinisierten Nervenfasern kann die konfokale Mikroskopie zur Erfassung bisher unbekannter Parameter eingesetzt werden. So möchten wir zum Verständnis von post-tetanischen Erregbarkeitsänderungen die Verteilung und Kinetik von Aktionspotential-abhängigen Natriumkonzentrationsänderungen an Schnürringen und Internodien messen. Dieses Verhalten soll anschließend bei Modellen von Neuropathien vergleichen werden. Damit sollte es möglich sein, die funktionelle Bedeutung der reduzierten Aktivität der NaK-ATPase bei der diabetischen Neuropathie bzw. einen möglichen Neueinbau von spannungsabhängigen Natriumkanälen in demyelinisierte Internodien zu beurteilen. Insgesamt wird es mögliche sein, mit Hilfe der konfokalen Laserscanmikroskopie in Verbindung mit einem NA+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff das Wissen zur Physiologie und Pathophysiologie von peripheren Nervenfasern deutlich zu verbessern.