Untersuchung der elektrophysiologischen Eigenschaften retinaler Ganglienzellen in der degenerierten Rattennetzhaut

Hesse, Stephan; Walter, Peter (Thesis advisor); Wagner, Hermann (Thesis advisor); Müller, Frank (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2021)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2021

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit zeigt den Einfluss der Photorezeptordegeneration auf die Signalweiterleitung in der degenerierten Retina. Die folgenden Ergebnisse stellen sowohl ein stark verändertes spontanes Spikeverhalten als auch lokale Feldpotenziale in den retinalen Ganglienzellen der degenerierten Royal Colleges of Surgeons (RCS) Ratten Retina dar. Die beschriebenen Experimente untersuchen, ob die Neuverschaltung in der äußeren Retina in Kombination mit spontaner Aktivität des inneren Netzwerks, ausgehend von AII Amakrinzellen, die Hauptakteure für die Induktion des veränderten spontanen Spikeverhaltens sowie der lokalen Feldpotenziale sind. Mit Hilfe pharmakologischer Blocker wird analysiert, ob Glutamat, GABAA und Gap Junctions vermittelte Signale eine Schlüsselrolle einnehmen. Zusätzlich wird untersucht, ob es morphologische Veränderungen gibt. Wie die Ergebnisse zeigen, hat die Degeneration der Retina in der RCS Ratte entscheidenden Einfluss sowohl auf die Entwicklung des Glaskörpers als auch der versorgenden Blutgefäße. Die Folge sind Abschnürungen von Axonbündeln, wodurch es zu einer massiven Abnahme der neuronalen Spontanaktivität kommt. Dieser Prozess wird als Neovaskulisation bezeichnet. Als weiterer Punkt wird die Stimulationsfähigkeit der degenerierten RCS-Rattenretina im Vergleich zur Stimulationsfähigkeit der gesunden Wistar-Rattenretina diskutiert. Dafür werden mittels epiretinaler Stimulation in der RCS Ratte drei Arten von Antwortmustern in den retinalen Ganglienzellen evoziert. Ich bezeichne diese Typen als direct-, delayed- und OFF-Antworten. Die direct- und delayed-Antwort-Typen sind unterteilt in Einzelspike, Einzelburst- und Bursty-Antworten. Mit Hilfe von pharmakologischen Blockern wird die Beteiligung der möglichen Signalvermittler identifiziert. Es zeigt sich, dass in Anwesenheit von Bicucullin weder OFF- noch delayed-Antworten messbar sind. Folglich haben GABAerge Signale, welche vorwiegend durch Amakrinzellen vermittelt werden, einen hohen Einfluss auf die Antwortmuster. Derartige Muster sind nicht in der Netzhaut gesunder Wistar-Ratten zu beobachten. Dies zeigt, dass das induzierte Retinal Remodeling einen starken Effekt auf die Signalverarbeitung in der inneren plexiformen Schicht hat und eventuell auch eine Änderung des Axons-Ruhemembranpotenzials hervorruft.

Einrichtungen

• Fachgruppe Biologie [160000]
• Lehrstuhl und Institut für Biologie II (Zoologie) [162110]
• [536000-2]