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Ca 2+ in der Tonotopie. Tonotopic Variation in the Conductance of the Hair Cell Mechanotransducer Channel Anthony J. Ricci, Andrew C. Crawford, Robert Fettiplace - 2003. Vom Luftschall zum elektrischen Impuls. Die Cochlea Basilarmembran schwingt Innere und äußere HZ Charakt. Frequenz
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Ca2+ in der Tonotopie Tonotopic Variation in the Conductance of the Hair Cell Mechanotransducer Channel Anthony J. Ricci, Andrew C. Crawford, Robert Fettiplace - 2003
Vom Luftschall zum elektrischen Impuls • Die Cochlea • Basilarmembran schwingt • Innere und äußere HZ • Charakt. Frequenz • Signale im Hörnerv • Frequenztuning bereits • in Cochlea (Xylophon)
Vom Luftschall zum elektrischen Impuls • Tip Links • Liegen an Myosin • Verbindung mit • Transduktionskanälen (K+) • Depolaristation Ca2+-Anstieg • Transmitterausschüttung • Aktionspotentiale
Äußere Haarzellen • Adaptation • Anpassung der Hörempfindlichkeit • lat. adaptare = anpassen • Verstärkung • …um das 100-fache oder mehr
Äußere Haarzellen • Ursachen für Verstärkung • Prestin (bei Depol.) Problem • Beteiligung von Ca2+ • K+-Kanäle üben Zug auf Tip Links aus • Experimente: Leise Töne, größte Verstärkung • Mit steigender CF in der Cochlea erhöht sich die • Transduktionsrate und verringert sich die Adaptationszeit.
Frequenztuning • Variation der Transduktion • Was könnte die Ursache sein? • Anzahl der Kanäle • Öffnungswahrscheinlichkeit • Durchlässigkeit • Ricci et al. untersuchen diese Frage • Whole-cell-recording, da Ein-Kanal-Untersuchungen • schlecht möglich
Frequenztuning • Öffnung der Transduktionskanäle • Öffnungswahrscheinlichkeit ist sigmoidal abhängig von • der Bewegung der Haarsinneszellen
Frequenztuning • Tip Links • Liegen an Myosin • Verbindung mit • Transduktionskanälen (K+) • Depolaristation Ca2+-Anstieg • Nachgeben der Tip Links
Frequenztuning • Öffnung der Transduktionskanäle • Öffnungswahrscheinlichkeit ist sigmoidal abhängig von • der Bewegung der Haarsinneszellen
Frequenztuning • Öffnung der Transduktionskanäle • Öffnungswahrscheinlichkeit ist sigmoidal abhängig von • der Bewegung der Haarsinneszellen
Ca2+ im Frequenztuning • 2 reversible Effekte von Ca2+ • Ca2+↓ • Kanalamplitude ↑ • Ca2+↓ • Aktivierung ↓ • Adaptation* ↓ • Öffnungs-Ws ↑
Ca2+ im Frequenztuning • 2 reversible Effekte von Ca2+ • Ca2+↓ • Kanalamplitude ↑ • Ca2+↓ • Aktivierung ↓ • Adaptation* ↓ • Öffnungs-Ws ↑
Ca2+ im Frequenztuning • Ca2+ wirkt auf Öffnungs-Ws
Ca2+ im Frequenztuning • Ca2+ wirkt auf Öffnungs-Ws
Ca2+ im Frequenztuning • 2 reversible Effekte von Ca2+ • Ca2+↓ • Kanalamplitude ↑ • Ca2+↓ • Aktivierung ↓ • Adaptation* ↓ • Öffnungs-Ws ↑
Ca2+ im Frequenztuning • Ca2+ wirkt auf Adaptation
Frequenztuning • Kanaldurchlässigkeit korreliert pos. mit CF H CF pA 5x ↑ L CF Ca2+ unabhängig!
Frequenztuning • Adaptationszeit korreliert neg. mit CF Ca2+ unabhängig!
Zusammenfassung • Ergebnisse • Ca2+ hat Hemmeffekt bei Durchlässigkeit! • Ca2+ hat Multiplikatoreffekt bei Adaptation! • Unterschiedliche Durchlässigkeit evtl. durch • Kanalgröße • Alt. Splicing / RNA-Editing / Posttransl. Modifikationen • Ca2+-Pumpe (unwahrscheinlich) • …
Das Versuchs“kaninchen“ • Die untersuchte Cochlea • …von einer Schildkröte • etwa 1/3 des Frequenz- • bereichs • Hörbereich [Hz]: • 60 (70 … 270) … 500 … 1.000