Serotoninwirkung im humanen submukösen plexus

Serotonin (5-HT) spielt eine zentrale Rolle in Organismus von Säugetieren, wo es ein multifunktionales Signalmolekül darstellt. Im Darm ist es an der Sekretion von Wasser und Elektrolyten ebenso beteiligt wie an der Regulation der gastrointestinalen Motilität. Es wirkt auf Enterozyten, direkt auf Muskelzellen und auch über enterische Neurone. Die involvierten Serotoninrezeptoren werden innerhalb von Arten und sogar innerhalb verschiedener Regionen des Darms unterschiedlich exprimiert. So wurden beispielsweise 5-HT4-Rezeptoren an cholinergen und tachikinergen Neuronen gefunden, deren Aktivierung Kontraktion bewirkt (1). In glatten Muskeln wiederum spielen sie eine Rolle in Relaxationsprozessen (2).
In enterischen Neuronen wurde die Existenz von 5-HT3, 5-HT4 und im geringeren Ausmaß auch die von 5-HT1P und 5-HT2-Rezeptoren nachgewiesen. (3,4,5). Dennoch besteht bei der Beteiligung von Serotoninrezeptoren im ENS noch weiterer Charakterisierungsbedarf; nicht nur um das Verständnis der Serotonin-Signalprozesse im Darm besser zu verstehen, sondern auch im Kontext mit funktionalen Intestinalerkrankungen wie Durchfall, Übelkeit oder Reizdarmsyndrom.
Dies gilt insbesondere für den Submucösen Plexus, in welchem eine Wirkung von 5-HT3-Rezeptoren vom Michel et al (2005) nachgewiesen werden konnte. Die Beteiligung dieser sowie die von 5-HT4-, 5-HT7- and 5-HT1P-Rezeptoren ist Bestandteil aktueller Studien.
Hierfür werden in erster Linie Fast Imagining Techniken zusammen mit dem floureszentem Farbstoff Di-8-ANEPPS ((1-(3-sulfonatopropyl)-4-[beta-[2-(di-n-octylamino)-6-naphthyl]vinyl]pyridinium betaine) verwendet, um neuronale Aktivität bis hin zum Einzelzellstadium zu analysieren. Hierfür werden Gewebeproben von Patienten verwendet, welche in der Medizinischen Klinik der Technischen Universität München und der Medizinischen Klinik Freising operiert wurden.
Nach der Präparation des submucösen Plexus wird das Gewebe auf ein Epifloureszenzmikroskop platziert. Serotonin (1mM) wird über lokale Druckmikroinjektion direkt auf das Ganglion appliziert. Als Kontrolle dienen elektrische Stimulationen an den interganglionären Fasern. Als 5-HT3-Antagonist dient Cilansetron (0,1µM) um 5-HT3-Signale zu blocken.
Erste Ergebnisse von 6 Patienten legen nahe, dass Serotonin einen erregenden Effekt auf 10,3 % der Neurone hat, welcher nicht über 5-HT3 Rezeptoren vermittelt wird. Dies lässt die Anwesenheit von 5HT4-, 5HT7- oder 5HT1P-Rezeptor vermittelten Antworten vermuten. Um diese Antworten mit spezifischen Agonisten für besagte Rezeptoren herauszufiltern sind weitere Untersuchungen notwendig.

Literaturangaben:
1. Briejer MR, Schuurkes JAJ; 1996, Eur J Pharmacol 308:173-180
2. Gershon, MD; 1999, Aliment Pharmacol Ther Suppl 2:15-30
3. Prins NH; 2001, Diss. Univ. Utrecht.
4. Spiller, RC; 2001, Curr Opin Gastroenterol 17:99-103
5. Talley, NJ; 2001, Lancet 358:2061-2068
6. Michel K et al 2005 Gastroenterol 128:1317–1326