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Charakterisierung von Transportmechanismen in den Speicheldrüsen der Schabe Periplaneta americana |
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Carsten Hille |
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| Betreuer |
Prof. Dr. Bernd Walz |
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| Thema |
Speicheldrüsen von Insekten eignen sich aufgrund ihrer leichten Zugänglichkeit für alle gängigen zellphysiologischen Untersuchungsmethoden zur Untersuchung der zellulären Wirkungen biogener Amine.
Schaben (Periplaneta americana) haben innervierte, acinöse Speicheldrüsen. In den Acini sind die peripheren Zellen (P-Zellen) auf den Elektrolyt- und Wassertransport spezialisiert, die zentralen Zellen (C-Zellen) auf die Proteinsynthese und –sekretion. Den Acini schließt sich ein verzweigtes Gangsystem an, in dem der Primärspeichel modifiziert wird. Die P- und C-Zellen der Acini sowie die Gangzellen werden selektiv durch die biogenen Amine Dopamin und/oder Serotonin stimuliert.
An isolierten Speicheldrüsen läßt sich mit Dopamin und Serotonin Speichelsekretion auslösen, wobei Speichelarten unterschiedlicher Qualität gebildet werden. Dopamin stimuliert die Sekretion eines wässrigen, proteinfreien Speichels, Serotonin die eines proteinhaltigen Speichels.
Die Teilprozesse der Speichelsekretion sind auf definierte, getrennte Zelltypen verteilt. Dieser Umstand bietet ideale Voraussetzungen, die Elementarprozesse der Speichelbildung, insbesondere die Charakterisierung der beteiligten Transportmechanismen und zellulären Signalwege zu studieren.
Projektziele:
(1) Sind Gangzellen in der Lage, Flüssigkeit aus dem Primärspeichel zu resorbieren oder in diesen zu sezernieren, um die Osmolalität und/oder das Volumen des Endspeichels zu regulieren?
(2) Welche Rolle spielt die in der apikalen Membran der Gangzellen in hoher Dichte vorkommende V-H+-ATPase bei der Modifikation des Primärspeichels?
(3) Wie wirkt Dopamin auf die Erregungs-Sekretions-Kopplung in den Gangzellen?
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Methoden
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Untersuchung des Flüssigkeitstransports im abgegrenzten Gangsystem isolierter Speicheldrüsen mittels:
- differentieller Interferenzkontrast (DIK)-Mikroskopie
- Fluoreszenzfarbstoffe (z.B. Sulforhodamin) als Volumenmarker unter Anwendung der Fluoreszenzmikroskopie am konventionellen inversen Lichtmikroskop sowie am konfokalen Mikroskop (CLSM)
Untersuchung der Aktivität der V-H+-ATPase in Gangzellen isolierter Speicheldrüsen mittels:
- pH-sensitiver Fluoreszenzfarbstoffe (z.B. HAF, BCECF) unter Anwendung der Fluoreszenzmikroskopie (digitales pH-imaging)
- pH-sensitiver Mikroelektroden zur Quantifizierung von pH-Änderungen
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| Literatur |
Just, F. & Walz, B. (1996). The effects of serotonin and dopamine on salivary secretion by isolated cockroach
salivary glands. J. Exp. Biol.199, 407-413.
Lang, I. & Walz, B. (1999). Dopamine stimulates salivary duct cells in the cockroach Periplaneta americana. J.
Exp. Biol.202, 729-738.
Lang, I. & Walz, B. (2001). Dopamine-induced epithelial K+ and Na+ movements in the salivary ducts of
Periplaneta americana. J. Ins. Physiol. 47, 465-474.
Rietdorf, K., Lang, I. & Walz, B. (2003). Saliva secretion and ionic composition of saliva in the cockroach
Periplaneta americana after serotonin and dopamine stimulation, and effects of ouabain and bumetanide. J.Ins. Physiol.49, 205-215.
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