Die Ussing-Kammer

Zur funktionellen Charakterisierung gastrointestinaler Epithelien verwenden wir die kombinierte Voltage-Clamp-Ussing Technik. Zwei wesentliche Funktionen der Schleimhaut können hiermit erfasst und quantifiziert werden: zum einen die transepitheliale Transportfunktion in resorptiver oder sekretorischer Richtung und zum anderen die Barrierefunktion zwischen innerem und äußerem Millieu. Die Ussing-Technik ermöglicht es auch, nerval-stimulierte und Dehnungs-induzierte Sekretion der Darmmukosa zu analysieren. Durch die Zugabe von verschiedenen Sekretionssteigernden bzw. hemmenden Substanzen lassen sich zelluläre Mechanismen, nervale Schaltkreise, beteiligte Transmitter und Rezeptoren bzw. Kanäle identifizieren. Methodisch dient hierbei das Epithel (Darmwandgewebe oder epitheliale Zellkultur) als trennende Struktur zwischen zwei symmetrisch mit Elektrolytlösung gefüllten Flüssigkeitsräumen. Zwischen den Räumen kann eine, durch das Epithel verursachte, spontane transepitheliale Spannungsdifferenz (VEP) gemessen werden. Die Stromstärke (ISc), die angelegt werden muss um diese Potentialdifferenz auf Null Volt zu klemmen, nennt man Kurzschlussstrom. Er reflektiert den Nettoladungstransport durch das Epithel und gibt Auskunft über den sekretorischen Zustand der Schleimhaut. Wir können in unseren Kammern sowohl Mukosa/Submukosa-Präparate aus frischem Gewebe (Human oder Tiemodell) als auch Epithelzelllinien messen.
Ionale Transportvorgänge, im speziellen die Chlorid-Sekretion, spielen im Darm eine entscheidende Rolle. Sie werden vor allem vom submukösen Plexus im enterischen Nervensystem kontrolliert. Aber auch sensorische Afferenzen greifen modulierend in die Regulation ein. Gerät das System außer Kontrolle können schwerwiegende Funktionsstörungen auftreten (z. B. Reizdarm).