Die Wirkung intrathekaler Baclofenapplikation auf die Aussschüttung von Adrenalin, Noradrenalin und Homovanillinsäure aus dem Nucleus paraventricularis hypothalami der Ratte

Inhaltsverzeichnis

  Verzeichnis der Abkürzungen  

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1.  Einleitung  

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1.1.  Die Ausgangshypothesen  6

1.2.  Die anatomischen, physiologischen und pharmakologischen  

  Grundlagen  6

1.2.1.  Der Nucleus paraventricularis hypothalami  6

1.2.2.  GABA Rezeptoren  12

1.2.3.  Baclofen  15

1.2.4.  Noradrenalin, Adrenalin und Homovanillinsäure (HVA)  16

2.  Material und Methoden  

  21  

2.1.  Materialien  21

2.1.1.  Chemikalien  21

2.1.1.1.  Chemikalien für die Mikrodialyse  21

2.1.1.2.  Chemikalien für die HPLC  21

2.1.1.2.1.  Chemikalien für die Herstellung der Standards für die  

  Katecholamin/Hydroxyindol Anlage  21

2.1.1.2.2.  Chemikalien für die Mobile Phase: elektrochemische Detektion  22

2.1.2.  Materialien  22

2.1.2.1.  Materialien für die Mikrodialyse  22

2.1.2.2.  Materialien für die HPLC  22

2.1.3.  Geräte  22

2.1.3.1.  Geräte für die Mikrodialyse  22

2.1.3.2.  Geräte für die HPLC  23

2.1.3.2.1.  Geräte für die elektrochemische Detektion  23

2.1.4.  Tiere und Tierhaltung  23

2.2.  Methoden  24

2.2.1.  Operationsverfahren  24

2.2.1.1.  Narkose  24

2.2.1.2.  Stereotaxie  26

2.2.1.3.  Implantation der Kanülen  28

2.2.2.  Mikrodialyse  29

2.2.2.1.  Vorbemerkungen  29

2.2.2.2.  Mikrodialyse im Ncl. paraventricularis hypothalami mit/ohne  

  intraventrikuläre Baclofenapplikation  31

2.2.3.  HPLC  35

2.2.3.1.  Grundzüge  35

2.2.3.2.  Untersuchungsmaterial  38

2.2.3.3.  Elektrochemische Detektion zum Nachweis von  

  Katecholamin/Hydroxyindol Transmittern  38

3

2.3.  Auswertung der gewonnenen Daten der HPLC  39

2.4.  Statistische Bearbeitung der Daten  39

3.  Ergebnisse  

  41  

3.1.  Qualitätskontrolle HPLC  41

3.2.  Ergebnisse der Transmitteruntersuchungen  44

3.2.1.  Übersicht  44

3.2.2.  Adrenalin  45

3.2.3.  Homovanillinsäure  49

3.2.4.  Noradrenalin  54

4.  Diskussion  

  56  

4.1.  Zur Methode  56

4.1.1.  Vergleich von in vivo Messmethoden  56

4.1.2.  Narkoseverfahren  59

4.1.3.  Tiermodell  59

4.2.  Auswirkung der intrathekalen Baclofenapplikation auf Adrenalin,  

  Noradrenalin und Homovanillinsäure  60

4.2.1.  Noradrenalin und Adrenalin  61

4.2.2.  Homovanillinsäure  62

4.3.  Schlussfolgerung  63

5.  Zusammenfassung  

  64  

6.  Literaturverzeichnis  

  65  

7.  Lebenslauf  

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8.  Verzeichnis der akademischen Lehrer  

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9.  Danksagung  

  79  

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Verzeichnis der Abkürzungen

A Adrenalin α 1 – und α 2 – Rezeptoren Adrenorezeptorsubtypen 1 und 2 ATP Adenosintriphosphat β 1 – und β 2 – Rezeptoren Betarezeptorensubtypen 1 und 2 Ca Calcium CAN Zentrales autonomes Netzwerk Cl Chlorid COMT Katechol – O – Methyl – Transferase CRH Corticotropin Releasing Hormon D1 – D5 Dopaminrezeptor – Subtyp 1 – 5 Dopa 3,4 – Dihydroxyphenylalanin Dopac 3,4 – Dihydroxyphenylessigsäure GABA Gamma – Aminobuttersäure GTP Guanosintriphosphat HPLC Hochdruck – Flüssigkeits-Chromatograpie HVA Homovanillinmandelsäure ITB intrathekale Baclofeninjektion K Kalium M Mol MAO Monoaminooxidase Mg Magnesium mm Millimeter µm Mikrometer mL Milliliter µl Mikroliter Na Natrium NA Noradrenalin NMDA N – methyl – D – aspartat pg picogramm PVN Nucleus paraventricularis hypothalami RVLM Rostrale Ventrolaterale Medulla SOM Somatostatin TRH Thyreotropin Releasing Hormon VIP Vasoakives Intestinales Polypeptid VSA Ventraler Septaler Bereich ZNS Zentralnervensystem

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1. Einleitung

1.1. Die Ausgangshypothesen

Den Anlass für das in dieser Arbeit dargestellte Untersuchungsprojekt gab die Beobachtung an Patienten, die durch cerebrale oder supranukleäre Schädigung an einer Spastik wie auch an vegetativen Regulationsstörungen in Form von arterieller Hypertonie, Tachykardie, Hyper-hidrose, Hypersalivation, bronchialer Hypersekretion und motorischer Unruhe litten. Sowohl die Spastik, als auch die vegetativen Regulationsstörungen wurden durch intrathekale Baclofen-applikation gelindert (Becker, 1999). Dass diese positive Beeinflussung vor allem bei intra-ventrikulärer Injektion auftritt, lässt vermuten, dass vegetative Kerngebiete, darunter auch der Nucleus paraventricularis hypothalami, der weiter unten noch näher dargestellt wird, als Angriffspunkt eine wichtige Rolle spielen. Der genaue Mechanismus ist noch nicht ausreichend erklärt.

Da diverse Studien gezeigt hatten, dass Baclofen auch zu einer blutdrucksteigernden Wirkung im Tierversuch geführt hatte, was aber in der klinischen Beobachtung am Patienten nicht beobachtet wurde, war es wichtig, nochmals der Fragestellung nachzugehen, wie sich der Blutdruck bei intrathekaler Baclofenapplikation verhält.

Des weiteren sollten die exzitatorischen Neurotransmitter im Mikrodialysat auswertet werden, da experimentell ein inhibitorischer Einfluss von Baclofen nachgewiesen wurde (Goudreau, 1994; Wagner, 1994; Westerink, 1992).

Aus diesen klinischen Beobachtungen ergaben sich folgende Hypothesen:

• Intrathekale Baclofeninjektion (ITB) senkt den arteriellen Blutdruck der Ratte

• Intrathekale Baclofeninjektion (ITB) senkt im Mikrodialysat des Nucleus paraventricularis hypothalami exzitatorische Neurotransmitter.

Diese Ausgangshypothesen wollten der Verfasser et al. in einem Gemeinschaftsprojekt untersuchen. In der vorliegenden Arbeit geht es nun um die Frage, ob intrathekale Baclofeninjektion die Neurotransmitter Adrenalin, Noradrenalin und den Katecholaminmetaboliten Homovanillinsäure senkt.

1.2. Die anatomischen, physiologischen und pharmakologischen Grundlagen

1.2.1. Der Nucleus paraventricularis hypothalami

Der Nucleus paraventricularis hypothalami gehört zur vorderen (rostralen) Gruppe des Hypo-thalamus und liegt in enger Nachbarschaft zum 3. Ventrikel.

Die Abbildung 1.1 zeigt die anatomischen Verhältnisse im Gehirn der Ratte und die wichtigen Verbindungen des Nucleus paraventricularis hypothalami zu anderen Kerngebieten, die an der Steuerung des Blutdruckes teilhaben.

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Abbildung 1.1: Der Nucleus paraventricularis hypothalami der Ratte und seine Verbindungen aus Swanson, 1986

Histologisch besteht das Kerngebiet aus einem magnozellulären und einem parvozellulären Anteil. Aufgrund ihrer unterschiedlich Expression von Kalium- und Calciumkanälen an ihrer Oberfläche, werden die Neurone des magnozellulären Anteils als Typ I, die des parvozellulären Anteils als Typ II Neurone bezeichnet (Luther, 2000). In den Neuronen des magnozellulären Anteils werden die Hormone Oxytozin und Vasopressin produziert, wobei jede Zelle nur ein Hormon synthetisiert, welche die Neurohypophyse über den Tractus supraopticohypophysialis erreichen. Die Informationen zur Vasopressinausschüttung erhält das Kerngebiet über Osmorezeptoren, aber auch über sympathische noradrenerge Fasern, die aus den noradrenergen Gruppen A1, A2, A6 und C2 stammen (Saphier, 1993). Oxytozin regelt die Milchejektion, spielt eine Rolle beim Geburtsvorgang und weiterhin bei der Ejakulation des Mannes.

Die parvozellulären Neurone können in drei Untereinheiten gegliedert werden: Als erstes ist die Gruppe der neurosekretorischen parvozellulären Neurone zu nennen, die mit ihren Axonen in die externe Zone des hypophysären portalen Kapillarkreislaufs projizieren und über Releasing und Inhibiting Faktoren die Freisetzung von Hormonen aus der Adeno-hypophyse kontrollieren. Als Releasing Faktoren werden das Corticotropin Releasing Hormon (CRH) und das Thyreotropin Releasing Hormon (TRH) produziert und sezerniert, ebenso Somatostatin (SOM) und Vasoaktives Intestinales Polypeptid (VIP).

Als zweite Untereinheit sind die Neuronen des parvozellulären Anteils zu nennen, die über absteigende Fasern zu autonomen Kerngebieten im Hirnstamm und Medulla projizieren und hier sympathische und parasympathische präganglionäre Zellen innervieren. In ihnen werden verschiedene Neurotransmitter, darunter die Katecholamine Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin synthetisiert. Sie gehören zu den sogenannten „autonomic upper motor neurons“. In diesem Kerngebiet ist die Konzentration dieser Neurone am höchsten und trägt dazu bei, dass bei Stimulation des Kerngebietes der Körper in einen Alarmzustand versetzt wird. Das heißt, dass eine Umschaltung

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der Organfunktionen auf erforderliche Leistungen in Zusammenhang mit Angriffs-, Flucht- oder Verteidigungsreaktion („defence reaction“) umgestellt werden:

somato-sensorische und vegetative Symptome wie beschleunigte Atmung, Erhöhung der Herzfrequenz und des Blutdruckes, Erweiterung der Pupillen, Piloerektion, erhöhte Durchblutung der Muskeln und Verminderung der Darmperistaltik und -durchblutung (Tibirica, 1993; Coote, 1973). Diesem Teil des Nucleus paraventricularis hypothalami galt unser Interesse in der vor-liegenden Studie.

Eine weitere parvozelluläre Untereinheit projiziert in das Limbische System. Hier sind direkte Verbindungen zu dem Ventralen Septalen Bereich (VSA) zu nennen, denen eine Rolle in der Begrenzung des Fiebers zugeschrieben wird.

Das Kerngebiet übernimmt damit sowohl neuroendokrinologische als auch kardiovaskuläre Auf-gaben (Kiss, 1988). Die Flexibilität in der Zusammensetzung der „Cocktails“ an Neuro-transmittern und Hormonen spielt eine Ausnahmerolle in Hinsicht auf die Plastizität vielfältiger physiologischer Regelkreise (Swanson, 1980).

Funktionell wird der Nucleus paraventricularis hypothalami einem übergeordneten Steuerorgan des vegetativen Nervensystems, das als zentrales autonomes Netzwerk (CAN) bezeichnet wird, zugeordnet. Zu diesen funktionellen Steuerorgan gehören unter anderen der Nucleus amygdaloideus, die noradrenerge Gruppe A5, die rostrale ventrolaterale Medulla und der Tractus solitarius. Die einzelnen Kerngebiete und ihre Afferenzen und Efferenzen wurden in den letzten 20 Jahren entdeckt und untersucht (Loewy, 1990). Die Abbildungen 1.2 und 1.3 geben einen Überblick über diese Strukturen und deren Verbindungen.

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Abbildung 1.2: Das zentrale autonome Netzwerk (CAN) aus Dougherty and Gottesfeld, 2000

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Abbildung 1.3: Das zentrale autonome Netzwerk (CAN) aus Dougherty and Gottesfeld, 2000

In der Abbildung 1.2 wird die anatomisch Beziehung des Hypothalamus mit seinen Kern-gebieten zu den verschiedenen autonomen Nervengebieten widergegeben.

Die Abbildung 1.3 zeigt den Sitz der Nucleus paraventricularis hypothalami zur noradrenergen Gruppe A5, zur rostralen ventrolateralen Medulla und zu den sympathischen präganglionären Nuclei und deren anatomischen Sitz im Hirnquerschnitt. Eine wichtige Funktion übernimmt der Nucleus tractus solitarius, der eine zentral modulierende, integrative und regulierende Aufgabe besitzt. Zentrale Afferenzen erhält dieser Kern aus dem Kortex, hier vor allem aus dem Cingulum und Stirnhirn, der Hippocampusformation, Thalamus, Basalganglien, Hirnstamm und Rückenmark. Periphere Informationen erhält das Kerngebiet über den N. vagus und N. glossopharyngeus von den Barorezeptoren aus dem Sinus caroticum, von sympathischen Fasern aus dem weiteren kardiovaskulären, aber auch gastrointestinalen Bereich. Afferenzen vom Kerngebiet des N. vagus informieren ihn über die parasympathischen Abläufe. Efferente Verbindungen besitzt der Kern unter anderen zur rostralen ventrolateralen und ventromedialen Medulla und zum Nucleus ambiguus, der den Nucleus intermediolateralis innerviert. Durch diese Verbindungen nimmt er einen wichtigen Platz in der Blutdruckregulation ein.

Der Nucleus tractus solitarius wäre aufgrund seiner funktionellen Stellung als idealer Angriffs-punkt für Baclofen vorstellbar. In experimentellen Studien, bei denen in den Nucleus tractus solitarius lokal

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Baclofen injiziert wurde, kam es zu einer Blutdrucksteigerung (Sved, 1992; Takenaka, 1994; Takenaka, 1995; Landulpho, 2003). Der Barorezeptorreflex wird über GABA – B – Rezeptoren am Nucleus tractus solitarius vermittelt und führt zu einer Steigerung des Blutdruckes (Yin, 1996). Daher führt eine direkte Stimulation dieser Rezeptoren durch den GABA – B – Agonisten Baclofen zu einer Blutdruckerhöhung. Da man aber bislang klinisch und experimentell in den meisten Studien eine blutdrucksenkende Wirkung bei Baclofengabe beobachtet hat, kann der Nucleus tractus solitarius nicht der primäre Angriffspunkt des GABA – B – Agonisten sein.

Zwar gibt es Studien, bei denen die intraventrikuläre bzw. intraperitoneale Baclofeninjektion zu einer Blutdrucksteigerung führte (Singh, 1987; Trippenbach, 1994; Takenaka, 1996). Dies ist aber möglicherweise darauf zurückzuführen, dass in diesen Studien eine zu hohe Dosis Baclofen bzw. ein zu großes Volumen in verhältnismäßig kurzer Zeit in den Ventrikel injiziert wurde und dies zu einer Blutdruckerhöhung führte, also aufgrund einer mechanischen Aus-wirkung und nicht aufgrund der Pharmakonwirkung der Effekt zustande kam. Andere Studien belegen deutlich den blutdrucksenkenden Effekt von intrathekal appliziertem Baclofen (Becker, 1999; Goudreau, 1994; Hayakawa, 2002; Hong, 1991; Takenaka, 1996) Die andere Über-legung, dass die Blutdruckregulation bei der Ratte anderen Regelmechanismen unterliegt als beim Menschen, ist eher unwahrscheinlich, da in zahlreichen Studien die vortreffliche Über-einstimmung des Blutdruckregulationssystems der Ratte mit dem des Menschen hervor-gehoben wurde (Bonham and McCrimmon, 1990; Brooks, 1990; Feldman and Smith, 1989; Hayashi and Lipski, 1992; Murakoshi and Otsuko, 1985; Okada, 1993; Persson and Henny, 1980; Siemers, 1982; Sved and Isukamoto, 1992; Vardhan, 1993; Wang and Dun, 1990). Ein Kerngebiet, das neben dem Nucleus paraventricularis hypothalami, der noradrenergen Gruppe A5, der kaudalen Rapheregion und ventromedialen Medulla zur zentrale Steuerung des sympathischen Systems beiträgt, ist die rostrale ventrolaterale Medulla (Strack, 1989). Für sie konnte die blutdrucksenkende Wirkung bei Mikroinjektion von Baclofen in das Kerngebiet (Amano, 1993) und die blutdrucksteigernde Wirkung bei lokaler Gabe eines GABA – B Antagonisten (Avanzino, 1994) nachgewiesen werden. Die Blutdrucksenkung wird über GABA vermittelt (Smith, 1990). Dies erklärt den Blutdruckabfall nach Gabe des GABA – B – Agonisten Baclofen. An Gewebeabschnitten durchgeführte Einzelableitungen bestärkten dessen beobachtete inhibitorische Wirkungen an Neuronen der rostralen ventrolateralen Medulla (Li, 1995).

Beiden Kerngebieten, sowohl der rostralen ventrolateralen Medulla, als auch dem Nucleus paraventricularis hypothalmi ist die anatomische Nähe zum 3. Ventrikel gemeinsam. Dadurch verringert sich die Diffusionstrecke, die Baclofen bei intrathekaler Applikation zurücklegen muss. Somit erlangen diese beiden Kerngebiete besonderes Interesse bezüglich der Unter-suchung des blutdrucksenkenden Effekts bei intraventrikulärer Baclofeninjektion. Einen größeren Anteil als die rostrale ventrolaterale Medulla an der Blutdruckregulation hat wahrscheinlich der Nucleus paraventricularis hypothalami, da er, wie oben erwähnt, eine Vielzahl von integrativen und regulativen Aufgaben im kardiovaskulären System als auch neuroendokrine Funktionen übernimmt (Martin, 1997; Joyner, 1993; Swanson und Sawchenko, 1980; Porter und Brody, 1986).

In verschiedenen Studien konnte nachgewiesen werden, dass der Nucleus paraventricularis hypothalami den Blutdruck nicht wie oben beschrieben nur über Vasopressin steuert, sondern dass

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auch zum Beispiel GABA eine wichtige Rolle bei der Blutdruckregulation spielt. Dabei spielen sowohl GABA – A – Rezeptoren, als auch GABA – B – Rezeptoren eine wichtige Rolle (Takenaka, 1995). Zum Beispiel konnte durch Mikroinjektion von Bicucullin, einem GABA – A – Antagonisten (Martin, 1997), ein blutdrucksteigernder Effekt nachgewiesen werden. Dieser zeigte sich auch bei einer Studie, in der Barorezeptoren stimuliert wurden und Verbindungen vom Nucleus supraoptikus zum Nucleus paraventricularis hypothalami nachgewiesen werden konnten (Takenaka, 1993). Auf die Stellung der GABA – B – Rezeptoren wird, da wir in dieser Studie einen GABA – B – Agonisten (Baclofen) benutzten, im nächsten Abschnitt genauer eingegangen.

Ebenfalls zu einer Blutdrucksteigerung führt die Gabe von NMDA ins periaquäduktale Grau der Ratte, das Efferenzen zum Nucleus paraventricularis hypothalmi besitzt und die Mikroinjektion von Glutamat in den Nucleus paraventricularis hypothalami (Martin, 1992), die darüber hinaus zu einer Erhöhung des myocardialen Sauerstoffverbrauchs führt (Tibirica, 1995). Diese Reaktion kann durch intravenöse und intrathekale Applikation bei Th 9 aufgehoben werden (Monassier, 1995). Die Akutgabe führt häufig zu einem bedrohlichen Blutdruckabfall, der bei Langzeitgabe ausbleibt (Tibirica, 1995). Inhibitorische Fasern ziehen zum Nucleus tractus solitarius, wodurch sich ebenfalls eine blutdrucksenkender Effekt erklären lässt (Mifflin, 1988). Direkte und indirekte Verbindungen bestehen darüber hinaus zum Sympathikus und den obengenannten Kontrollzentren des Sympathikus, vor allem der rostralen ventrolateralen Medulla (Badoer, 2001).

1.2.2. GABA – Rezeptoren

Mehr als 50 Jahre ist es her, seit der Neurotransmitter GABA im Gehirn nachgewiesen wurde (Roberts and Frankel, 1950). Die sich anschließenden Studien in diesen Jahren zeigten, dass GABA der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter im ZNS ist. Es gibt 3 Rezeptortypen an denen GABA bindet. Zum einen gibt es GABA – A – Rezeptoren, von denen es 16 Unter-gruppen gibt. Diese Rezeptoren sind an Cl – Kanäle gekoppelt und sind unter anderen ein Angriffspunkt für Barbiturate und Benzodiazepine (De Blas, 1996). Daneben gibt es noch GABA – C – Rezeptoren, von denen es 5 Untergruppen gibt. Zu finden sind sie in der Retina, im Rückenmark, in den Colliculi superiores und dem Magen. Sie sind involviert am Seh-, Merk- und Schlafwandelprozess (Enz, 2001; Johnston, 2002; McCall, 2002). GABA – A - und –C – Rezeptoren bezeichnet man auch als ionotrope Rezeptoren, da sie wie oben beschrieben an Chloridkanäle gekoppelt sind, wodurch es zu einer kurzzeitigen Hyperpolarisation der Nerven-zelle kommt.

Die für die vorliegende Arbeit wichtigeren Rezeptoren, die GABA – B – Rezeptoren, werden als metabotrope Rezeptoren bezeichnet. Sie führen zu modulatorischen Veränderungen der Nervenzelle und wirken über mehrere Sekunden bis Minuten, da sie zu einer verlängerten Hyperpolarisation führen. Auf die dafür verantwortlichen Mechanismen gehe ich weiter unten ein. Definiert werden GABA – B – Rezeptoren als Bicucullin insensitive Rezeptoren, für die R - ( - ) – Baclofen spezifischer Agonist ist und 2 – Hydroxy – Saclofen spezifischer Antagonist. Da Baclofen so spezifisch an dem GABA – B – Rezeptor bindet, wurden die meisten Studien zur Charakterisierung des Rezeptors mit Baclofen durchgeführt.

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Der GABA – B – Rezeptor kann wiederum in einen GABA – B – R1, der aus den beiden Splice – Varianten GABA – B - R1 – A und dem - R1 – B – Rezeptor besteht, und einen GABA – B – R2 – Rezeptor unterteilt werden (Jones, 1998; Kaupmann, 1998; White, 1998; Kuner, 1999). Wahrscheinlich entstehen die verschiedenen Rezeptorvarianten durch unterschiedliches "Spleißen” aus der Intron-Exon-Struktur eines einzigen Gens.

Anhand der primären Aminosäuresequenz lassen sich die GABA – B – Rezeptoren in die Superfamilie der G – Protein – gekoppelten Rezeptoren einordnen. Wie für Mitglieder der G – Protein – gekoppelten Rezeptoren erwartet, beginnt die Membrantopologie der 100 – 130 kDa schweren Aminosäureketten mit einer großen, extrazellulären Bindungsdomäne für den Liganden GABA, durchstreift 7 – mal in helikaler Form die Plasmamembran (Synonym "7 – Helix – Rezeptoren”) und endet mit einem zytosolischen COOH – terminalen Teil sehr ähnlich den metabotropen Glutamat-Rezeptoren (Nehring , 2000). Die Abbildung 1.4 zeigt das Modell der Leuzin – Zipper Interaktionsdomäne, die Abbildung 1.5 das eines GABA – B – Rezeptors.

Abbildung 1.4: Modell der Leuzin-Zipper Interaktionsdomäne von GABA-B-R1 und ATF – 4 aus Nehring , 2000

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Abbildung 1.5: Der GABA – B – Rezeptor aus Nehring, 2000

GABA – B – Rezeptoren kommen im ZNS (Bowery, 1987) vor. Hier wurden sie vor allem in der Molekularschicht des Kleinhirns (Turgeon und Albin, 1993), genauer an Dendriten der Purkinje-zellen gefunden, den Nuclei vestibulares (Holstein, 1992) und cochleares (Juiz, 1994), im Mittel -und Frontalhirn. Entdeckt wurden sie auch im peripheren Nervensystem (Bowery, 1989), hier überwiegend in den Ganglien und Nerven vom parasympathischen und sympathischen Nervensystem und im Rückenmark (Price, 1987; Price, 1984), hier in den Laminae I – IV und X nach Rexed, in der höchsten Konzentration aber in den Laminae II (Substantiae gelatinosa) und III (Waldvogel, 1990). GABA – B – Rezeptoren sind sowohl prä – als auch postsynaptisch lokalisiert. Im Vergleich zu GABA – A – Rezeptoren, die integrale Ionenkanäle beinhalten, sind sie über pertussistoxinsensitive GTP – bindende Proteine (Scott, 1991; Dolphin, 1992) an Ca2+ - und K+ - Kanäle, in den Hinterwurzelganglienzellen vor allem präsynaptisch an Ca2+-Kanäle gekoppelt. Die Aktivierung erfolgt über eine Hemmung des Ca2+ - Einwärtsstroms, der eine Verkürzung der Aktionspotentiale zur Folge hat, was wiederum zu einer Hemmung der Freisetzung exzitatorischer Neurone führt. Über den gleichen Mechanismus wirken sie auch als präsynaptische Autorezeptoren, zur Hemmung der Transmittersekretion an derselben Synapse.

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Postsynaptische GABA – B – Bindungsstellen sind wahrscheinlich über G – Proteine an K – Kanäle oder an die Adenylatcyclase gekoppelt (Bormann, 1988). Beide postsynaptischen Rezeptoren führen zu einer Hyperpolarisation (Bowery, 2002) und leisten einen Beitrag zur Entstehung eines späten inhibitorischen postsynaptischen Potententials, das in hippokampalen Pyramidenzellen (Schwartz, 1988) und im präfrontalen Kortex der Ratte nachgewiesen wurde (Karlson, 1989). Im nicht – neuralen Gewebe wurden GABA – B – Rezeptoren bislang an der glatten Muskulatur des Eileiters beim Kaninchen (Erdo, 1984), an endokrinen Strukturen, wie der Glandula pinealis (Demeneix, 1984) und den β - Inselzellen im Pankreas (Kawei und Unger, 1983) und neuro-

muskulären Synapsen gefunden. Wichtig im Zusammenhang mit der vorliegenden Arbeit ist eine Studie, in der nachgewiesen wurde, dass die Ausschüttung von Noradrenalin und Adrenalin aus den chromaffinen Zellen des Nebennierenmarks durch Stimulation von GABA – B – Rezeptoren an den Zellen verhindert werden kann (Oset – Gasque, 1990).

1.2.3. Baclofen

Bei Baclofen handelt es sich um ein Medikament, das mittlerweile seit 30 Jahren gegen Skelettmuskelspastizität bei multipler Sklerose oder bei Rückenmarksschädigung mit traumatischer oder neoplastischer Genese eingesetzt wird. Es entsteht durch Substitution eines Chlor – Phenyl – Ringes am Beta – C – Atom der γ – Aminobuttersäure. Dadurch kommt es zu einem

Chiralitätszentrum, womit Baclofen in zwei optisch aktiven Formen vorliegt: eine im polarisierten Licht rechts- und eine linksdrehende, wobei die letztgenannte Form ( R - ( - ) – Enantiomer ) die biologisch aktive ist (Olpe, 1978).

Die Abbildung 1.6 zeigt das Molekül Baclofen mit seinem Chiralitätszentrum im Vergleich zu GABA.

Abbildung 1.6: Das Molekül Baclofen im Vergleich zu GABA aus Ochs, 1995

Die Wirkung von Baclofen wird sowohl über prä-, als auch postsynaptische GABA – B – Rezeptoren vermittelt. Baclofen ist ein selektiver GABA – B – Rezeptor – Agonist. Mithilfe von Baclofen konnten auch die physiologischen Funktionen des GABA – B – Systems charakterisiert werden (Ogata, 1990). Seine Wirkung entfaltet es demnach an den Rezeptoren durch Verminderung der Wirkung der Adenylatcyclase, Verminderung des Einstroms von Calcium an präsynaptischen und Kalium an den

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