Band 14, Heft 1

Zusammenfassung Neuronale Chloridregulation spielt eine zentrale Rolle bei zahlreichen Prozessen im Nervensystem. In den meisten adulten Neuronen ist die intrazelluläre Chloridkonzentration niedrig, sodass beim Öffnen von Chloridkanälen ein Einstrom der Anionen erfolgt. Dieser Einstrom bildet die Grundlage für schnelle synaptische Inhibition. Junge Neurone sowie einige sensorische Neurone weisen hingegen eine so hohe Chloridkonzentration auf, dass die Flussrichtung nach außen gerichtet ist und es beim Öffnen von Chloridkanälen zu einer chloridvermittelten Depolarisation kommt. Wir wissen heute auch, dass nach bestimmten neuronalen Aktivitätsmustern und bei neurologischen Erkrankungen wie Epilepsie und chronischem Schmerz, die intrazelluläre Chloridkonzentration verändert ist. Eine wichtige Rolle bei der neuronalen Chloridhomöostase spielen Kation-Chlorid- Kotransporter. Ihre Analyse hat immens zu unserem Verständnis der Chloridregulation beigetragen. Neuere Befunde zeigen dabei, dass die molekularen Mechanismen der Chloridregulation wesentlich komplexer und heterogener sind als wir es bis vor kurzem angenommen haben. In diesem Übersichtsartikel möchten wir die bisher bekannten Mechanismen zusammenfassen und aktuelle Fragestellungen aufzeigen.

Zusammenfassung Das Sozialverhalten von Säugetieren wird entscheidend durch deren Fähigkeit geprägt, Duft- oder Pheromonreize zu detektieren, die bestimmte Informationen über den Sender vermitteln und beim Empfänger zu spezifischen Reaktionen oder Verhaltensweisen führen können. Welche Moleküle werden für diese chemische Kommunikation benutzt? Wie werden sie detektiert? Wie kann das Nervensystem bestimmte soziale Verhaltensweisen, wie z.B. das Aggressionsverhalten, die Aufzucht von Nachkommen oder das Partnerwahlverhalten, regulieren? Und was passiert, wenn bestimmte Gene, die für diese Funktionen von Bedeutung sind, ausgeschaltet werden? Das olfaktorische System der Maus hat sich als ein ausgezeichnetes Modellsystem erwiesen, um diese Fragen zu untersuchen. Durch Kombination von genetischen, physiologischen und verhaltensbiologischen Ansätzen ist es gelungen, in relativ kurzer Zeit einen enormen Fortschritt auf dem Gebiet der Pheromonforschung und der chemischen Kommunikation bei Säugetieren zu erzielen. In diesem Übersichtsartikel fassen wir einige der wichtigsten Erkenntnisse zusammen und diskutieren zukünftige Entwicklungen.

Zusammenfassung Hörsinnesorgane von Insekten können otoakustische Emissionen produzieren. Derartige Schallemissionen aus dem Ohr gelten bei Wirbeltieren als Nebenprodukt einer aktiven und nichtlinearen cochleären Schallverstärkung durch spezialisierte Sinneszellen, die leise Schallschwingungen verstärkt und damit die Hörempfindlichkeit beträchtlich erhöht. Obwohl Wirbeltiere und Insekten andersartige Sinneszellen in ihrem Gehör aufweisen (Haarsinneszellen versus primäre Sinnesneurone mit einem Cilium), scheinen evolutiv konvergente Konstruktionsprinzipien der Mikromechanik des Ohrs vorzuliegen, um hohe Empfindlichkeit zu erzielen. Tympanalorgane von Insekten emittieren bestimmte otoakustische Emissionen, die auf nichtlinearen Eigenschaften des Sinnesorgans beruhen und - ähnlich wie die von Wirbeltieren - vom intakten Zellstoffwechsel abhängen. Allerdings ist für Tympanalorgane noch nicht geklärt, ob tatsächlich eine schnelle aktive Verstärkung durch die Sinneszellen vorliegt oder ob passive zelluläre Eigenschaften die nichtlineare Ohrcharakteristik ausmachen. Bei den antennalen Hörorganen von Fliegen hingegen wurde eine aktive Motilität des letzten Antennengliedes nachgewiesen. Wir zeigen am Beispiel der tympanalen Hörorgane von Heuschrecken und Nachtfaltern, dass die Emissionen frequenzspezifisch emittiert werden und durch elektrische Manipulation der Sinneszellen modifizierbar sind. Selbst das einfache Ohr bestimmter Nachtfalter, das nur eine einzige Sinneszelle aufweist, produziert deutliche Emissionen. Zurzeit ist weder bei Wirbeltieren noch bei Insekten zufriedenstellend geklärt, ob die für ein empfindliches Gehör essenzielle Nichtlinearität bzw. Verstärkung primär durch somatische Motilität der Sinneszellkörper bedingt wird oder durch aktive Bewegungsfähigkeit der Haarbündel bzw. Cilien der Sinneszellen. Weitere Untersuchungen am einfachen Modellsystem Insekt können hier helfen, offene Fragen zu klären.