Das Geruchssystem ist in der Lage, mittels sogenannter kombinatorischer Kodierung einen hochdimensionalen Geruchsraum durch eine begrenzte Anzahl von olfaktorischen Rezeptorneuronen (ORN) abzutasten. Hierbei weisen verschiedene ORN-Klassen eine breite und gleichzeitig spezifische Geruchssensitivität auf, durch welche ein geruchsspezifisches Antwortmuster auf Populationen von Mitral-/Tufted Zellen (M/T) des bulbus olfactoris (OB) abgebildet wird. Neueren Untersuchungen zufolge sind diese Antwortmuster nicht notwendigerweise statisch, sondern enthalten Information in ihrer zeitlichen Entwicklung. Im OB von Larven des Krallenfrosches Xenopus laevis wurde herausgefunden, dass sowohl Geruchsidentität als auch -Konzentration besser vorhergesagt wird durch M/T Antwortlatenzmuster als durch durchschnittliche Feuerraten.
Diese Arbeit befasst sich mit der Messung von ORN-Aktivität auf verschiedenen raumzeitlichen Skalen. Auf der Ebene von ORN Populationen wurde mit Hilfe von konfokaler Mikroskopie und [Ca2+] -sensitiven Fluoreszenzfarbstoffen untersucht, in wie weit Latenzmuster auftreten. Es wurde gezeigt, dass Latenzmuster im Unterschied zu M/T Zellen eine geringere Vorhersagekraft für die Geruchsstoffkonzentration besitzen als Feuerratenmuster. Außerdem wiesen Ensemble-Feuerraten einen größeren dynamischen Bereich bezüglich der Geruchsstoffkonzentration auf als Latenzen.
Durch eine Kombination von schneller (1,25 kHz) [Ca2+] -Bildgebung und whole-cell Patch-Clamp Technik in einzelnen ORNs wurde die zeitliche Entwicklung der dreidimensionalen intrazellulären Ca2+ -Konzentration während eines Depolarisationspulses gemessen. Mit Hilfe von pixelweiser Angleichung eines numerischen Modells wurden Ballungen spannungsabhängiger Ca2+ Kanäle (VGCC) auf der Oberfläche von ORN-Somata lokalisiert. Da der durchschnittliche gemessene VGCC-Kalziumioneneinstrom einen geringen Beitrag im Vergleich zum Ca2+ Generatorstrom darstellt (<80 pA bzw. geschätzt 900 pA), erklärte sich, warum einzelne Aktionspotentiale nicht mittels [Ca2+] Bildgebung gemessen werden konnten.
Bezüglich VGCC-Häufung und möglicher Kolokalisation mit Kaliumkanälen hoher Leitfähigkeit (BK) wurde der Effekt von BK Blocker Iberiotoxin auf ORN-Reizantworten untersucht. In einer Untergruppe aller ORNs wurde eine Verringerung der Antwortamplituden nach Anwendung von Iberiotoxin festgestellt.
Aus den gezeigten Ergebnissen wurde geschlossen, dass eine wichtige Funktion von Glomeruli im OB die Konversion von Geruchsinformation zwischen Feuerratenkodierung und Latenzkodierung sein müsse.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-goettingen.de/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0001-BB57-1 |
| Date | 28 September 2012 |
| Creators | Alevra, Mihai |
| Contributors | Schild, Detlev Prof. Dr. |
| Source Sets | Georg-August-Universität Göttingen |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis |
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