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Innervation pattern of guinea pig pulmonary vasculature depends on vascular diameter
No full text Haberberger, Rainer, Michael Schemann, Holger Sann, and Wolfgang Kummer. Innervation pattern of guinea pig pulmonary vasculature depends on vascular diameter. J. Appl. Physiol. 82(2): 426–434, 1997.—The pulmonary vasculature is supplied by various neurochemically distinct types of nerve fibers, including sensory substance P-containing and autonomic noradrenergic, nitrergic, and cholinergic axons. Pharmacological experiments have suggested that various segments of the pulmonary vascular tree respond differently to the respective neuromediators. We, therefore, aimed to determine histochemically and immunohistochemically for each of these neurochemically distinct perivascular axons their quantitative distribution along the vascular tree from the extrapulmonary trunks to the smallest intraparenchymal ramifications in control guinea pigs ( n = 5). Generally, arterial innervation was more developed than that of veins. Along the arterial tree, noradrenergic and substance P-containing axons were ubiquitous from the pulmonary trunk to smallest intraparenchymal vessels, whereas nitrergic axons were practically restricted to large (>700-μm) extrapulmonary arteries. Cholinergic axons were regularly present at arteries down to 100 μm in diameter and innervated two-thirds of small arteries (50–100 μm). The results demonstrate that the noradrenergic vasoconstrictor innervation extends throughout the pulmonary vascular system whereas the innervation pattern with various types of vasodilator fibers changes with vascular diameter, parallel to known pharmacological differences in cholinergic and nitrergic vasodilator effects. </jats:p
In vitro-reflexes of the isolated stomach
No full textIn dieser vorliegenden Studie wurde das motorische Verhalten isolierter Magenpräparate aus dem zentralen Magenkorpus auf mechanische Reize hin untersucht. Die mechanische Stimulation löste nerval und myogen vermittelte kontraktile Reflexe aus. Die Untersuchungen wurden an Ganzwandpräparaten und an mukosafreien Präparaten durchgeführt. Obwohl signifikante quantitative Unterschiede zwischen den Antworten der Ganzwand- und mukosafreien Präparate zu beobachten waren, waren die Reflexantworten in einem Punkt vergleichbar. Es wurden hauptsächlich kontraktile Antworten gemessen. Durch den Einsatz von Neuropharmaka konnte nachgewiesen werden, dass die nerval vermittelten dehnungsinduzierten Antworten ebenso interneuronal wie motorneuronal gesteuert werden. Die Transmission von Dehnungsreizen, bzw. deren Antwortstärken waren zudem projektionsabhängig, das heißt die proximal vom Stimulationspunkt auftretenden kontraktilen Antworten waren stärker als die distal auftretenden Kontraktionen. Dieser Befund konnte in fast allen Versuchsreihen bestätigt werden.In this study the motoric behaviour of isolated corpus preparations of the guinea-pig stomach to mechanical distension was analysed. The mechanical stimulation elicited nerval and myogenal mediated contractile reflexes. The components of the involved mediators were identified through different pharmacologigal chemicals. „Whole-mount“ preparations were used as well as mucosa-free tissues. Even though significant quantitative differences were measured between the responses of the „whole mount“ and „mucosa-free“-tissues there was one comparable important point. Nearly all responses have been contractile throughout the experiments.
By application of neuroactive chemicals it was possible to demonstrate that nerval mediated, distension evoked responses are controlled interneurally and motoneurally. The transmission of the response values are projection dependent. Proximal contractile responses were bigger than distal contractile responses. This finding could be evaluated in all experimental rows
Properties of mechanosensitive neurons in the myenteric and submucous plexus after deformation
No full textDer Verdauungstrakt ist fortwährend mechanischen Spannungen ausgesetzt. Die Studie identifizierte mechanosensitive enterische Neurone (MEN) im submukösen Plexus, die kompressions- und/oder dehnungssensitiv sind. Kompressionssensitive MEN scheinen schnell zu adaptieren (rapidly adapting MEN, RAMEN) wohingegen dehnungssensitive MEN langsam adaptieren (slowly adapting MEN, SAMEN). Mechanisch gesteuerte Kationkanäle spielen möglicherweise eine wichtige Rolle bei der neuronalen Mechanotransduktion im enterischen Nervensystem.The gastrointestinal tract is constantly under mechanical stress. This study identified mechanosensitive enteric neurons (MEN) in the submucous plexus, which are compression- and/or stretch-sensitive. Compression-sensitive MEN adapt rapidly (rapidly adapting MEN, RAMEN) whereas stretch-sensitive MEN adapt slowly (slowly adapting MEN, SAMEN). It also reveals, that mechanically gated cation channels, may play an important role in neuronal mechanotransduction in the enteric nervous system
Die Wirkung des Phytopharmakon Iberogast in verschiedenen Regionen des Magen-Darm Trakts
No full textThis thesis revealed for the first time the crucial role of TRP channels in the muscle relaxing effects of the phytopharmacon Iberogast and its components. Iberogast has a spasmolytic as well as pro-secretory effect. The mode of action of Iberogast may shed some light on the pathology of functional dyspepsia and irritable bowel syndrome and may help to design drugs that are more selectively targeted to normalise particular gut functions.Diese Arbeit hat zum ersten Mal gezeigt, dass die relaxierende Wirkung von dem Phytopharmakon Iberogast und seinen Komponenten auf eine Beteiligung von TRP Kanälen zurückzuführen ist. Iberogast hat sowohl eine spasmolytische als auch sekretionsfördernde Wirkung. Die Wirkweise von Iberogast kann zur Aufklärung der Pathologie der funktionellen Dyspepsie und Reizdarmsyndrom beitragen. Dies kann dabei helfen Therapeutika zu entwickeln, die genauere Wirkziele haben, um bestimmte Darmfunktionen zu normalisieren
Effekt neuronaler Autoantikörper auf enterische Neurone und vagale Afferenzen
No full textFor the paraneoplastic gastrointestinal dysmotility it is assumed that autoantibodies against neuronal structures of the enteric and the autonomous nervous system play a role. Two autoantibodies that are important in this respect are anti neuronal nuclear antibodies type 1 (ANNA1) and antibodies against ganglionic acetylcholine receptors (α3-AChR). It could be shown that these have an acute excitatory effect on enteric neurons and vagal afferents. This could contribute to the disease pattern of paraneoplastic gastrointestinal dysmotility.Bei der paraneoplastischen gastrointestinalen Dysmotilität wird angenommen, dass Autoantikörper gegen neuronale Strukturen im enterischen und autonomen Nervensystem eine Rolle spielen. Hier konnte gezeigt werden, dass zwei in diesem Zusammenhang wichtige Autoantikörper (gegen Zellkerne neuronaler Zellen Typ 1 (ANNA1) und gegen ganglionäre nikotinerge Acetylcholinrezeptoren (α3-AChR)) eine akut erregende Wirkung auf enterische Neurone und vagale Afferenzen haben. Dies könnte zum Krankheitsbild der paraneoplastischen gastrointestinalen Dysmotilität beitragen
Experimental research on individual differences and possibilities of influencing the autonomic stress reaction of traumatized patients through administration of oxytocin and through trauma therapy with EMDR
No full textPatienten mit PTBS lassen sich in eine Gruppe mit hoher und eine mit niedriger Herzraten-Reaktivität unterteilen. Eine Erhöhung der Herzrate ging mit einer Reduzierung des Parasympathikotonus einher. Physiologische Variablen korrelierten mit psychischen Symptomen. Oxytocin reduzierte subjektive, speziell dissoziative, PTBS-Symptome, aber erhöhte die sympathikotone Stressreaktion. EMDR reduzierte subjektive und physiologische Symptome; der Behandlungserfolg korrelierte mit den psychophysiologischen Veränderungen während der Sitzungen.Patients with PTSD can be classified into a group with high and a group with low heart rate reactivity. An increase in heart rate was accompanied by a decrease in parasympathetic tone. Physiological variables correlated with psychological symptoms.
Oxytocin reduced subjective, especially dissociative, PTSD symptoms, but increased the sympathetic stress reaction. EMDR reduced subjective and physiological symptoms; treatment outcome correlated with psychophysiological during-session changes
Generation and Analysis of Mutations in the CACNB2 Gene
No full textDie Funktionen des CACNB2 Gens bei physiologischen und pathophysiologischen Prozessen im kardiovaskulären System sind bis dato ungeklärt, obwohl es viele Hinweise auf wichtige Aufgaben des Cavβ2-Proteins in vivo gibt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollen diese Aufgaben und Prozesse mit Hilfe von zwei neuartigen Mausmodellen beleuchtet werden. Das erste Modell, die Cavβ2STOP-Mauslinie, dient dazu, die Rolle der Cavβ2-Untereinheit bei Phosphorylierungskaskaden (PKA, CaMKII, Akt/PKB) zu analysieren. Erste biochemische und elektrophysiologische Experimente wurden durchgeführt, um die Relevanz der Phosphorylierungsstellen in vivo zu klären. Das zweite Modell, die Cavβ2STREP-Mauslinie, wurde generiert, um die Interaktionspartner und die damit verbundenen Signalwege der Cavβ2-Untereinheit systematisch, mit einem innovativen Kombinationssystem aus transgenen Technologien und einem neuartigen Affinitätsaufreinigungs-System, zu analysieren.The functions of the CACNB2 gene involved in physiological and pathophysiological processes in the cardiovascular system still remain unclear, although there is evidence that the Cavβ2 protein performs important tasks in vivo. The present work explores these processes and tasks by means of two novel knock-in mouse models. The first mouse model, the Cavβ2STOP-mouse, analyzes the role of the Cavβ2 subunit in phosphorylation cascades (PKA, CaMKII, Akt/PKB). Preliminary biochemical and electrophysiological experiments were initiated to resolve the relevance of these phosphorylation events in vivo. The second mouse model, the Cavβ2STREP mouse, was generated to systematically analyze the interaction partners and associated signaling pathways of the Cavβ2 subunit, by means of combining an innovative affinity purification system with transgenic in vivo technologies
Sensitivität enterischer Neurone auf osmotische Stimuli
No full textNeurons of the enteric nervous system (ENS) are located inside the gut wall. This allows them to sense changes in their microenvironment. Amongst those changes are fluctuations in the concentration of osmotically active molecules during digestive and interdigestive periods. Hypothesis of this work was that enteric submucosal neurons, which are strategically located close to epithelial cells and blood vessels may sense and respond to shifts in osmolality. This study was aimed to investigate the osmosensitivity of submucosal neurons of the guinea pig.
To investigate neuronal activation after hypo- or hyperosmolar stimulation of freshly dissected guinea pig colonic preparations neuroimaging with a voltage sensitive dye was performed. In addition, the calcium imaging technique was used to investigate changes in intracellular calcium levels. Furthermore, volume changes of the neurons after the osmotic shifts were analysed. Stimulation of the neurons was achieved by exposing individual ganglia to hypo- or hyperosmolar stimuli ranging from 94 mOsm/kg to 494 mOsm/kg using a local perfusion system.
Hypo- and hyperosmolar stimuli resulted in action potential discharge in a subpopulation of enteric neurons. Noteworthy this activation took place with a delay of several seconds. Application of a hypoosmolar solution also resulted in increase in intracellular calcium levels. Changes in cell volume were evident after hypoosmolar stimulation while they were not present after application of a hyperosmolar stimulus.
One of the most important channels in in regards to osmosensitivity is the transient receptor potential vanilloid 4 channel (TRPV4). Due to its expression in the peripheral nervous system it was the most promising candidate for being the responsible molecular structure for osmosensitivity in the ENS. Pharmacological experiments showed that the specific and potent TRPV4 agonist GSK1016790A activated enteric neurons. Intracellular calcium increase after osmotic shifts could be blocked by the TRP channel blocker ruthenium red and spike discharge was efficiently blocked by the specific TRPV4 blocker HC-067047. Furthermore, the presence of TRPV4 in the submucosal plexus was confirmed using qRT-PCR. The chemical coding of osmosensitive neurons was investigated using immunohistochemistry.
The conclusion of this study therefore is that neurons of the submucosal plexus are osmosensitive. Furthermore, the majority of osmosensitive neurons is cholinergic. Pharmacological experiments strongly indicate involvement of TRPV4 in sensing hypoosmolar stimuli.Neurone des enterischen Nervensystems (ENS) welches sich in der Wand des Gastrointestinaltraktes befindet besitzen die Fähigkeit kleinste Veränderungen in ihrer nahen Umgebung wahrzunehmen. Zu diesen Veränderungen zählen unter anderem auch Schwankungen in der Anzahl osmotisch wirksamer Teilchen bedingt durch Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme. Die Hypothese welche dieser Arbeit zu Grunde liegt ist, dass Neurone des submukosalen Plexus, welche in räumlicher Nähe sowohl zu Epithelzellen als auch zu Blutgefäßen liegen, in der Lage sind Veränderungen der Osmolalität zu detektieren und entsprechend darauf zu reagieren. Hierzu wurde die Osmosensitivität enterischer Neurone des submukosalen Plexus des Meerschweinchens untersucht.
Um neuronale Aktivierung nach Stimulation mit hypo- oder hyperosmolarer Lösung nachzuweisen wurden Bildgebende Verfahren mit spannungssensitiven Farbstoffen an Lebendpräparaten des Meerschweinchen Kolons angewendet. Des Weiteren fanden Kalzium sensitive Farbstoffe Anwendung, mit deren Hilfe Veränderungen der intrazellulären Kalziumkonzentration als Folge osmotischer Stimulation untersucht wurden. Darüber hinaus wurde die Veränderung des Zellvolumens nach osmotischer Stimulation analysiert. Die osmotischen Stimuli wurden mithilfe eines Mikro-perfusionssytems auf individuelle Ganglien appliziert wobei die Osmolalität der applizierten Lösungen zwischen 94 mOsm/kg und 494 mOsm/kg lag.
Hypo- und hyperosmolare Stimuli führten zu elektrischen Entladungen in einer Subpopulation enterischer Neurone, welche mit einer Verzögerung von mehreren Sekunden nach dem Stimulus auftrat. Die Perfusion mit einer hypoosmolaren Lösung führte darüber hinaus zu einem Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration. Veränderungen des Zellvolumens konnten ebenfalls nach hypoosmolarer, nicht aber nach hyperosmolarer Stimulation beobachtet werden.
Einer der wichtigsten Ionenkanäle in Bezug auf Osmosensitivität ist der transient receptor potential vanilloid 4 Kanal (TRPV4). Aufgrund seiner Bedeutung für die Osmosensitivität in anderen Bereichen des peripheren Nervensystems ist er ein vielversprechender Kandidat für die osmosensitive molekulare Struktur im ENS. Pharmakologische Versuche zeigten, dass der TRPV4 Agonist GSK1016790A in enterischen Neuronen zur Entladung von Aktionspotentialen, sowie zu einer Kalziumantwort führt. Des Weiteren zeigten Experimente mit dem TRPV4 Inhibitor HC-067047, dass dieser die Antwort auf osmotische Stimuli signifikant reduzierte. Darüber hinaus konnte TRPV4 mit Hilfe von qRT-PCR auf mRNA Ebene im submukosalen Plexus des Meerschweinchens nachgewiesen werden. Immunfluoreszenz wurde benutzt um eine neurochemische Typisierung der osmosensitiven Neurone durchzuführen.
Die Schlussfolgerung der vorliegenden Studie ist, dass Neurone des submukosalen Plexus osmosensitiv sind und daher das ENS in der Lage ist Änderungen der Osmolalität zu detektieren und entsprechend darauf zu reagieren. Die Mehrheit der osmosensitiven Neurone ist dem cholinergen Typ zuzuordnen. Die vorliegenden Ergebnisse deuten stark auf eine Funktion von TRPV4 im Prozess der Osmosensitivität hin
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