Modulation der Photorezeptor-Signalisierung
Sinnessysteme stellen ihre Empfindlichkeit kontinuierlich neu ein, um Reize unter einer Vielzahl von natürlichen Bedingungen zu übertragen. Beim Sehen beginnt dieser Prozess in der Netzhaut, wo Nervenzellen sich an Veränderungen in Kontrast und Umgebungslicht anpassen. Die bipolaren Zellen (BZ) stellen die einzige direkte erregenden Verbindung zwischen Photorezeptoren und Ganglienzellen dar. Über die spezifische Rolle von Neuropeptiden bei der Vermittlung des Kalzium-Signallings innerhalb der BZ-Mikroschaltkreise ist allerdings noch wenig bekannt. Mit dem EU-finanzierten Marie-Curie-Stipendium "Fast and slow endocytosis at the synapse" (FSES) sollten die Auswirkungen der neuromodulatorischen Regulierung auf Ebene der bipolaren Endpunkte (BP) von BZ erforscht werden. Der Großteil der Versuche wurde an transgenen Zebrafischen durchgeführt. Durch pharmakologische Manipulationen konnten die Forscher beobachten, dass die Enthemmung des Kalzium-Signallings an den bipolaren Endpunkten die Reaktion auf visuelle Stimuli wie Leuchtdichte und Frequenz erhöhte. Die Verstärkung der synaptischen Kalziumantworten war in allen Aktivierungs-BP deutlich, aber nicht durch den Signalpfade der Hemmung. Eine Erhöhung der Spike-Rate könnte das optische Signal an BP verstärken und die Empfindlichkeit auf Helligkeit und Frequenz erhöhen. Interessanterweise stellte die Hemmung der Endpunkte eine schnellere und transientere Reaktion auf Lichtveränderung und eine Verschiebung der Frequenz bei gleichbleibender Spike-Rate dar. Modulationen von Leuchtdichte und Frequenz wurden beseitigt, wenn pharmakologische Manipulationen die Depolarisation der Aktivierungsendpunkte bei Licht hemmten. Dieser Befund legt nahe, dass hemmende Endpunkte durch die erhöhte Erregbarkeit der aktivierenden Pfade moduliert werden. Insgesamt zeigte das Projekt, dass Veränderungen der intrinsischen Eigenschaften von bipolaren Endpunkten durch die Enthemmung des Calcium-Signallings die Empfindlichkeit der Innennetzhaut verändern können.
Schlüsselbegriffe
Netzhaut, Ganglienzelle, Nervenzelle, Photorezeptor, bipolare Zellen, Kalzium-Signalling, bipolare Endpunkte, Enthemmung, Leuchtdichte, Frequenz