Regulation und Funktion glialer K-ATP-Ströme im Hirnschnitt-Präparat juveniler Ratten

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Unreife Gliazellen zeigen bei pharmakologischer Stimulation einen Adenosintriphosphat-(ATP)-sensitiven Kalium-Strom (KATP-Strom), der mit der Reifung abnimmt. Akuter Energiemangel, der von einem deutlichen Abfall des intrazellulär verfügbaren ATP-Spiegels begleitet ist, kann diese KATP-Kanäle in der Zellmembran aktivieren. Dies führt zu einer Hyperpolarisation, die bei Nervenzellen einer Erregung entgegenwirkt und dadurch neuroprotektiv wirken kann. Die Bedeutung von KATP-Kanälen in Gliazellen ist jedoch noch völlig unklar. Vorversuche haben gezeigt, daß neben einer pharmakologischen Stimulation der intrazelluläre Gehalt an zyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP), also vermutlich eine Regulation des KATP-Stroms durch Aktivität der Proteinkinase A, bei Gliazellen eine Rolle zu spielen scheint. Von verschiedenen nicht-neuronalen Zelltypen sind Modulationen durch Proteinkinase A bekannt. Vor diesem Hintergrund soll das beantragte Projekt folgenden zentralen Fragen nachgehen: Welche physiologischen Reize (z. B. Formen von Energiemangel) führen zu einer Aktivierung von KATP-Strömen bei Gliazellen? Welche Prozesse regulieren deren Aktivität? Welche spezifische funktionelle Bedeutung haben KATP-Kanäle gerade in unreifen Gliazellen? Wirkt die Aktivität glialer KATP-Kanäle auf neuronale Prozesse zurück? Dazu sollen Untersuchungen an Gliazellen und Neuronen in akuten Hirnschnitten junger Ratten mit der Patch-Clamp-Technik, u. a. auch der perforated-patch-Methode, durchgeführt werden.