Podcasts about aktionspotentialen

"Je instabieler, desto Strom". Wenn unser Patient draussen aber noch keine Instabilitätszeichen wie eine Schocksymptomatik, Vigilanzminderung, oder eine kardiale Dekompensation zeigt, dann sind Antiarrythmika indiziert. In dieser Folge von Rettungsdienst LUKS - Der notfallmedizin Podcast werden wir die Verwendung von Antiarrhythmika in der Notfallmedizin besprechen. Zunächst schauen wir uns die Entstehung von Aktionspotentialen im Herzen an. Anschließend erklären wir dir den Unterschied zwischen Frequenz- und Rhythmuskontrolle sowie die Vaughan-Williams-Klassifikation von Antiarrhythmika. Keine Angst, für die Klassifikation gibt es auch einen catchy Merksatz. Danach werden wir die wichtigsten Medikamente besprechen, einschließlich ihrer positiven Wirkungen und Nebenwirkungen.In dieser Folge: - Aktionspotentiale an Schrittmacherzellen und am Arbeitsmyokard - Unterschied zwischen einer Frequenzkontrolle und einer Rhytmusskontrolle - Antiarrythmikaklassifikation nach Vaughan-Williams- Die wichtigsten Antiarrythmika in der Präklinik - Nebenwirkungen und KontraindikationenDeine Meinung zum Podcast kannst du hier abgeben: https://info4660.survey.fm/rettungsdienst-luks-antiarrythmikaHomepage des Rettungsdienst LUKS: https://www.luks.ch/standorte/standort-luzern/rettungsdienst-und-sanitaetsnotruf-144-zentralschweizAlle Evidenzen zu dieser Folge findest du hier: Philipp Sommer, Gerhard Hindricks. "Herzrhythmusstörungen". thieme.de.https://www.thieme.de/statics/dokumente/thieme/final/de/dokumente/tw_anaesthesiologie/Herzrhythmusstoerungen_Notfallmedizin_up2date.pdf (Zugriff am 28.03.2023)Herold, Gerd et al.: Innere Medizin 2022, Kapitel 15.2.2 "Herzrhythmusstörungen" und 15.5.5 "Antiarrhythmika"ERC Guidlines 2021. "Tachykardie". grc-org.dehttps://www.grc-org.de/downloads/Tachykardie%20Algo%20GRC%2016.06.2021.pdf (Zugriff am 28.03.2023)W. Vierling et. al. (2013). Magnesiummangel und Magnesiumtherapie bei Herzrhythmusstörungen. Dtsch Med Wochenschr. DOI 10.1055/s-0033-1343206Michael Preuss. "Antiarrhythmika-Klassifikation nach Vaughn-Williams". boa.coach. https://boa.coach/2020/01/28/antiarrhythmika-klassifikation-nach-vaughn-williams/ (Zugriff am 28.03.2023)

Folge 025 - Erregungsleitung von Aktionspotentialen | Neurobiologie Teil 5 Show Notes: Trag dich in meinen Newsletter ein, wenn du über neue Podcastfolgen informiert werden willst! 

Folge 025 - Erregungsleitung von Aktionspotentialen | Neurobiologie Teil 5 Show Notes: Bitte unterstützt den Biologie Passion Podcast finanziell ➤ paypal.me/biologiepassionpdcst Hier gehts zum zugehörigen Blogartikel auf meiner Webseite. Wenn dir die Podcastfolge gefallen hat, würde mich eine kurze Bewertung auf iTunes freuen. Trag dich in meinen Newsletter ein, wenn du über neue Podcastfolgen informiert werden willst. Vielen Dank fürs Zuhören!

Ventrikuläre Tachyarrhythmien sind die Hauptursachen für den plötzlichen Herztod, der eine bedeutende Todesursache in der westlichen Welt darstellt. Dabei sind, neben strukturellen Veränderungen im Myokard wie Narben, Hypertrophie oder Ventrikeldilatation, elektrophysiologische Veränderungen der Repolarisationsphase ursächlich. Für die Repolarisation essentielle Kanäle sind die delayed rectifier Kaliumkanäle IKr und IKs; Mutationen in diesen Kanälen sind ursächlich für das angeborene Long QT-Syndrom, das mit lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen assoziiert ist. Pharmakologische Wirkungen und Nebenwirkungen auf die repolarisierenden Kaliumkanäle können ebenfalls Herzrhythmusstörungen auslösen; man spricht dabei vom erworbenen oder Medikamenten-induzierten Long QT-Syndrom. Auch bei Herzinsuffizienz zum Beispiel aufgrund einer dilatativen Kardiomyopathie wird oft eine QT-Zeit Verlängerung und Rhythmusstörungen beobachtet. Dabei ist die Herunterregulation von Kaliumkanälen wie Ito ein oft beobachtetes Phänomen; in tierexperimentellen Untersuchungen wird teilweise auch eine Reduktion von IKr und IKs beschrieben. Für viele Ionenkanäle sind Unterschiede in der transmuralen Verteilung bekannt, so dass die Messung der delayed rectifier Kaliumkanäle in vorliegender Untersuchung getrennt nach subepikardialen, mittleren und subendokardialen Arealen des linksventrikulären Myokards durchgeführt wurde. Ein weiterer Aspekt der Arbeit ist der Vergleich der Repolarisation in verschiedenen Spezies, was bei der Interpretation von tierexperimentell gewonnenen Ergebnissen von großer Bedeutung ist. Dazu wurden IKr und IKs in verschiedenen Tiermodellen (Meerschweinchen, Schwein und Hund) unter Berücksichtigung der transmuralen Verteilung gemessen und mit den aus humanem Myokard gewonnenen Ergebnissen verglichen. Die porenbildenden alpha-Untereinheiten von IKr und IKs, KCNH2 und KCNQ1, wurden im heterologen Zellsystem exprimiert und deren Sensitivität auf IKr bzw. IKs spezifische Kanalblocker überprüft. Methodisch wurde für oben genannte Fragestellungen die patch clamp Technik in Ganzzellkonfiguration verwendet; zur Aufzeichnung von Aktionspotentialen und zum Nachweis von IKs in humanem Myokard wurde die perforated patch Methode verwendet, um eine Veränderung des intrazellulären Milieus mit Dialyse von Botenstoffen zu vermeiden. Auf molekularbiologischer Ebene wurde die mRNA-Menge der IKr und IKs alpha-Untereinheiten KCNH2 und KCNQ1, sowie deren (potentielle) beta-Untereinheiten KCNE1 und KCNE2 mit Hilfe der quantitativen real-time PCR bestimmt. Dabei konnten folgende Ergebnisse erzielt werden: IKr ließ sich im Menschen in allen Zellen in relevanter Größe nachweisen; der Strom ließ sich sowohl durch den spezifischen IKr-Blocker Dofetilide, aber auch durch Pharmaka aus nicht-kardiologischen Anwendungsgebieten wie das Neuroleptikum Haloperidol inhibieren. Dabei wies der Kanal eine Abhängigkeit von der extrazellulären Kaliumkonzentration auf, die sich umgekehrt zum elektrochemischen Gradienten verhielt: höhere extrazelluläre Kaliumkonzentrationen bewirkten eine Steigerung von IKr. IKs (definiert als HMR 1556 sensitiver Strom) ließ sich in humanem Myokard nur unter speziell optimierten Bedingungen (perforated patch Technik, adrenerge Stimulation mit Isoproterenol) nachweisen. Er hatte dann eine sehr kleine Stromdichte, die eine weitere elektrophysiologische und pharmakologische Charakterisierung nicht erlaubte. In Meerschwein, Schwein und Hund war IKr und IKs nachweisbar; dabei hatte das Meerschweinchen die höchsten Stromdichten von delayed rectifier Kaliumkanälen, das Schwein kleinere, aber robuste IKr und IKs-Ströme. Beim Hund fanden sich deutlich geringere Stromdichten für IKr und IKs; IKs war nicht in allen Zellen nachweisbar. IKr wies in allen Spezies epikardial eine kleinere Stromdichte auf als in mittleren und endokardialen Arealen. Dieser transmurale Gradient mit geringerer Stromdichte in epikardialen Arealen war nur in nicht-insuffizienten humanen Herzen nachweisbar; bei Herzinsuffizienz kam es zur Angleichung der Stromdichten in allen drei untersuchten Schichten. KCNH2 und KCNQ1 generierten im heterologen Zellsystem IKr bzw. IKs ähnliche Ströme, die jeweils typische Sensitivität für IKr bzw. IKs Blocker aufwiesen. Für KCNH2 und KCNQ1 mRNA waren keine transmuralen Gradienten und keine Regulation bei Herzinsuffizienz nachweisbar; KCNE1 und KCNE2 zeigten bei Herzinsuffizienz höhere Expressionslevel. Somit ließ sich das Vorhandensein und die Bedeutung von IKr und IKs in humanem Myokard belegen, wobei IKs nur in sehr geringer – in Ruhe gerade noch nachweisbarer – Stromdichte vorkommt. Dennoch lässt sich seine Bedeutung am Vorhandensein von Mutationen in KCNQ1, die lebensbedrohliche Rhythmusstörungen verursachen können, ablesen. Auch für KCNH2, das für die alpha-Untereinheit von IKr kodiert, sowie für die (potentiellen) beta-Untereinheiten KCNE1 und KCNE2 sind Mutationen beschrieben, die ursächlich für das angeborene Long QT-Syndrom sind. Damit scheinen IKr und IKs für die Repolarisation des humanen Aktionspotentials essentiell zu sein, wobei IKr aufgrund der relativ großen Stromdichte die wesentliche Rolle bei der Repolarisation des Aktionspotenials in humanem Myokard zukommt. IKs hat große Bedeutung als „Repolarisationsreserve“ zur Stabilisierung der Repolarisation unter Bedingungen erhöhter Katecholaminspiegel, bei tachykarden Herzfrequenzen und bei verzögerter Repolarisation wie durch Hypokaliämie, IKr-Blocker oder IKr-Mutationen und Polymorphismen. Mutationen in Proteinuntereinheiten von IKs können zur Störung dieser Repolarisationsreserve führen und somit Rhythmusstörungen auslösen, die charakteristischerweise in Situationen erhöhter sympathischer Aktivierung auftreten. Die Ausstattung der unterschiedlichen Spezies mit repolarisierenden Kaliumströmen wies erhebliche Unterscheide auf, was bei der Interpretation tierexperimentell gewonnener Daten zu berücksichtigen ist. Insbesondere korreliert eine Abnahme der Ruheherzfrequenz der Spezies mit einer deutlichen Reduktion der repolarisierenden Ströme entsprechend dem Konzept der speziesabhängigen Variabilität der repolarisierenden bei Konstanz der depolarisierenden Ströme (INa und ICa). Transmurale Unterschiede in der Expression von Ionenkanälen scheinen notwendig für den Ablauf der Erregungsbildung und Erregungsrückbildung zu sein. Die epikardial geringeren Stromdichten für IKr waren in allen untersuchten Spezies nachweisbar. Die Beobachtung einer geringeren Stromdichte der repolarisierenden Kaliumströme epikardial bedeutet, dass andere Ionenkanäle als IKr und IKs für die dort kürzere Aktionspotentialdauer verantwortlich sein müsssen. Eine Reduktion der Stromdichte bei Herzinsuffizienz, wie sie beispielsweise für Ito beschrieben ist, konnte für IKr nicht nachgewiesen werden. Jedoch fand sich eine Nivellierung des physiologischerweise Vorhandenen transmuralen Gradienten, was grundsätzlich zu einer Störung des physiologischen Erregungsablaufes mit Begünstigung von Rhythmusstörungen in insuffizienten Herzen beitragen könnte. Aus dem dualen Repolarisationsmechanismus im menschlichen Ventikelmyokard werden klinische Konstellationen mit Rhythmusstörungen verständlich, insbesondere in Hinblick auf die Variabilität der Empfindlichkeit gegenüber Medikamenten mit blockierender Wirkung auf IKr. Dabei stellt IKs in unterschiedlichem Maße eine Kompensation im Sinne einer Repolarisationsreserve bereit.

1. In der vorliegenden Arbeit sollte geklärt werden, ob Pflanzenextrakte von Daniella oliveri und Vitex cienkowskii aus Kamerun, denen u.a. von traditionellen Heilern nachgesagt wird, dass sie antiarrhythmische und antiepileptische Wirkungen aufweisen, tatsächlich Effekte besitzen, die mit einer Wirksamkeit bei Herzrhythmusstörungen und Epilepsien vereinbar sind. Von den beiden ausgewählten Heilpflanzen wurden durch Verwendung verschiedener Extraktionsmittel unterschiedliche Extrakte hergestellt, die sich in erster Linie durch die Lipophilie bzw. Hydrophilie ihrer Inhaltsstoffe unterscheiden. Erste chemisch-analytische Untersuchungen erbrachten Hinweise auf das Vorkommen von Tanninen, Terpenoiden und Flavonoiden in beiden Arzneipflanzen. 2. Primär wurde von der einfachsten Arbeitshypothese ausgegangen, dass diese Extrakte eine Minderung der Erregbarkeit sowohl am Herzen als auch am Gehirn verursachen. Da bekannt ist, dass Magnesium als 2-wertiges Kation solche Wirkungen besitzt, wurden zunächst grundlegende Untersuchungen durchgeführt, durch die diese Wirkungen genauer beschrieben werden und mit der Wirkung anderer Ionen bzw. Substanzen verglichen werden sollten . 3. Es wurde mit Hilfe der Patch-Clamp-Technik erstmalig nachgewiesen, dass eine Erhöhung der extrazellulären Magnesium-Konzentration zu einer Anhebung der Schwelle für die Auslösung des Natrium-Einwärtsstroms an Herzmuskelzellen führt. Aus der Konzentrations-Wirkungs-Beziehung (im Bereich von 0,5 bis 5 mmol/l) ergab sich, dass eine Erhöhung der extrazellulären Magnesium-Konzentration um 1 mmol/l eine Anhebung der Schwelle für die Auslösung des Natrium-Stroms um etwa 1 mV bewirkte. Diese Wirkung von Magnesium kann man durch eine Änderung des Oberflächenpotentials erklären. 4. Beim Vergleich mit anderen Kationen ergab sich überraschenderweise, dass auch eine Erhöhung der extrazellulären Kalium-Konzentration zu einer Schwellenerhöhung führte, die sogar etwa doppelt so stark ausfiel wie die von Magnesium. Im Gegensatz dazu führte eine Erhöhung der extrazellulären Natrium-Konzentration nicht zu einer Erhöhung der Schwelle. Auch das bekannte Antiarrhythmikum Sotalol mit Kalium-Kanal-blockierenden Eigenschaften und der Natrium-Kanal-Öffner Veratridin führten nicht zu einer Änderung der Schwelle, was darauf hinweist, dass die Effekte von Magnesium und Kalium nicht unspezifisch sind (z.B. auf Grund einer Änderung der Osmolarität). 5. Orientierende Versuche bzgl. der Beeinflussung elektrophysiologischer Phänomene am isolierten Papillarmuskel erbrachten keine Hinweise, dass durch die Extrakte die Schwelle für die Auslösung von Aktionspotentialen verändert wird. Da in den Extrakten u.a. als Inhaltsstoffe Flavonoide gefunden wurden, erfolgte zusätzlich in orientierenden Untersuchungen eine Testung der Wirkung verschiedener Flavonoide auf die Schwelle des Natrium-Stroms. Auch hier fanden sich keine Hinweise, dass diese Schwelle verändert wird. Ausgehend von diesen Versuchen erscheint es unwahrscheinlich, dass die untersuchten Extrakte über eine Anhebung der Erregungsschwelle wirken. 6. Bei der weiteren Untersuchung des Einflusses der Extrakte auf Aktionspotential-Parameter zeigte sich kein wesentlicher Effekt bei 1 Hz. Bei einer Frequenz von 0,2 Hz wurde aber die Aktionspotentialdauer durch den MeOH-Extrakt von D. oliveri drastisch verlängert, jedoch blieben die Amplitude und die maximale Depolarisationsgeschwindigkeit unverändert. Andere Extrakte wie der Hexan-Extrakt und der Dichlormethan-Methanol-Extrakt von D. oliveri und alle getesteten Extrakte von V. cienkowskii zeigten keine wesentlichen Wirkungen auf das Aktionspotential. Die Verlängerung der Aktionspotentialdauer durch den MeOH-Extrakt ist vergleichbar mit der von Sotalol. Es ist anzunehmen, dass sie durch eine Blockierung von Kalium-Kanälen zustande kommt. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um zu klären, welche speziell im Methanol-Extrakt vorkommenden Substanzen auf Kalium-Kanäle wirken und welche Kalium-Kanäle betroffen sind. Für den Methanol-Extrakt von D. oliveri könnte es demnach zutreffen, dass er tatsächlich antiarrhythmische (und evtl. auch antiepileptische) Wirkungen besitzt. 7. Zusätzlich wurde getestet, ob die Extrakte auch einen Effekt auf die glatte Muskulatur der Gefäße ausüben. Daniella oliveri–Extrakte zeigten eine starke relaxierende Wirkung. Sowohl die durch Noradrenalin als auch die durch Kalium vorkontrahierten Aortenringe wurden durch sehr kleine Konzentrationen des MeOH- (EC50 von 0,77 mg/l bzw. 0,85 mg/l) und des CH2Cl2-MeOH- (4,88 mg/l bzw. 9,44 mg/l) Extraktes relaxiert. Auch bestimmte Extrakte von V. cienkowskii zeigten eine erschlaffende Wirkung auf die Gefäßmuskulatur, die aber schwächer war als die von den D. oliveri–Extrakten. An Noradrenalin-vorkontrahierten Aortenringen wurden bei den MeOH- (EC50 = 11,77 mg/l) und EtOAC- (EC50 = 40,69 mg/l) Extrakten relaxierende Wirkungen festgestellt. Beide Extrakte lösten nur eine geringe Relaxation an KCl-vorkontrahierten Aortenringen aus. Diese Vasorelaxation ist wahrscheinlich nicht auf eine Kalium-Kanal-Blockade zurückzuführen, da verschiedene Kalium-Kanal-Blocker (Sotalol, Clofilium und Amiodaron) im üblichen Konzentrationsbereich keine relaxierende Wirkung zeigten. Auch eine Blockade von Calcium-Kanälen als Ursache für die vasorelaxierende Wirkung ist unwahrscheinlich, da die Extrakte nicht wie die klassischen Calcium-Kanalblocker am Herzmuskel negativ inotrop wirken. Am ehesten kann die relaxierende Wirkung der Extrakte durch eine Hemmung des G-Proteinwegs und eines dadurch verminderten G-Protein-Receptor-induzierten Calcium-Anstiegs erklärt werden. Als mögliche wirksame Inhaltsstoffe kommen vor allem bestimmte Flavonoide in Frage. Es wurde eine Reihe verschiedener Flavonoide eingesetzt wobei sich Hinweise auf eine Struktur-Wirkungs-Beziehung bzgl. der vasorelaxierenden Wirkung ergaben. So zeigte z.B. Quercetin eine relativ starke relaxierende Wirkung während z.B. das strukturverwandte Rutin keine erschlaffende Wirkung aufwies. 8. Die Ergebnisse zeigen, dass Extrakte von D. oliveri und V. cienkowskii , die von traditionellen Heilern in Kamerun u.a. für die Therapie von kardialen Arrhythmien und von epileptischen Anfällen eingesetzt werden, durchaus nachweisbare kardiovaskuläre Wirkungen aufweisen. Speziell der Methanol-Extrakt von Daniella oliveri hat einen Einfluss auf das Aktionspotential, der wahrscheinlich auf eine Kalium-Kanal-blockierende Wirkung zurückzuführen ist und der mit der Wirkung klassischer Antiarrhythmika vergleichbar ist. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die Strukturen der wirksamen Inhaltsstoffe und den genauen Wirkungsmechanismus aufzuklären. Auf Grund der vasorelaxierenden Wirkungen ergeben sich möglicherweise neue Indikationsgebiete wie z.B. die Hypertonie. Als weiteres Ergebnis der vorliegenden Untersuchung konnten Wirkungen von Magnesium und Kalium auf die Schwelle des Natrium-Stroms gezeigt werden, die möglicherweise erklären, dass beide Ionen antiarrhythmische Effekte aufweisen und sich dabei sinnvoll ergänzen.

Bei Welsen der Spezies Schilbe mystis kommt es im elektrosensorischen System zur Konvergenz mehrerer (bis zu ca. 30) ampullärer Rezeptororgane eines sog. Clusters auf ein primäres afferentes Neuron. Es gibt zwei morphologische Grundtypen der Clusterinnervierung (stern- oder baumförmig); bei Clustern vom "Bäumchentyp" an der Analflossenbasis erstreckt sich das Konvergenzareal über bis zu ca. 2 mm. Die Dendriten weisen eine vollständige, aber untypische Myelinisierung mit u.a. sehr kurzen Internodienabständen auf und erreichen Längen bis zu ca. 3mm. Im Unterschied zu Physialia spec. sind bei Schilbe die Leitungslängen innerhalb eines Clusters vom Bäumchentyp zwischen Synapse und Axonstamm - und davon abhängig auch die elektrischen Eigenschaften der Dendriten - sehr unterschiedlich. Ampulläre Rezeptororgane sind spontanaktiv und generieren in der afferenten Faser Aktionspotentiale in sehr regelmäßiger Abfolge; die statistische Auswertung des Interspike-Intervalls zeigt eine eingipflige, schmale, symmetrische Verteilung (s = 7%). Zusammen mit den Ergebnissen zur Empfindlichkeitsaddition im Cluster (Peters & Mast 1983, van Dongen & Bretschneider 1984, Peters & van Ieperen 1989, Peters et al. 1997a) und Überlegungen zur Signalausbreitung lassen sich diese Ergebnisse nur mit monozentrischer Erregungsbildung im Axonstamm erklären (Bestätigung durch progressive TTX-Vergiftungsexperimente, s.u.) und sind mit der "Kollisionstheorie" (Murray & Capranica 1973, Pabst 1977, Holden 1976, Sanchez & Zakon 1990, Teunis et al. 1990b, Longtin & Racicot 1996) nicht vereinbar. Nach MS-222 Anästhesie oder Anwendung des Natriumkanal-Blockers TTX zeigt die Histogrammverteilung charakteristische Veränderungen und gibt so weitere Hinweise auf Funktionsmechanismen bei Erregungsbildung und Fortleitung. Der Vergleich der meßbaren Aktionspotentialamplituden im Cluster zeigt keine Abhängigkeit von der Fortleitungsdistanz innerhalb des Dendritenbaums. Die Ergebnisse sind nur mit einer aktiven Invadierung der Endarborisation vereinbar, was auch durch progressive TTX-Vergiftungsexperimente klar bestätigt wird (s.u.). Es gibt während "kathodischer Inhibition" mit starken Stimuli nach der zu erwartenden anfänglichen Unterdrückung der Nervenantwort eine Plateauphase, in der eine reduzierte, sehr regelmäßige Spontanaktivität bei fehlender Reizempfindlichkeit auftritt. Die Rückkehr der Empfindlichkeit nach dieser Phase erfolgt anisotrop. Dies legt die Existenz wenigstens zweier adaptiver Prozesse innerhalb der analogen Verarbeitung (vor der Generation von Aktionspotentialen) nahe. Nach den Ergebnissen der progressiven TTX-Vergiftung ist der schnellere dieser Mechanismen in den Dendriten lokalisiert und korreliert mit der Adaptation dendritischer Natriumkanäle. Es gibt eine positive, nichtlineare Korrelation zwischen Spikeamplitude und Interspike-Intervall: bei Stimulation des Systems tritt eine Amplitudenverminderung ein und umgekehrt. Ein Zusammenhang mit Refraktärphänomenen oder "Shuntingprozessen" in der Endarborisation kann ausgeschlossen werden. Das Ergebnis ist allein auf der Basis verminderter Aktivierbarkeit der dendritischen Natriumkanäle (potentialabhängige Inaktivation) aufgrund des EPSP-induzierten Anstiegs des intradendritischen Potentials zu erklären und gibt damit Hinweise auf die aktive Rolle der Natriumkanäle bei der Fortleitung graduierter Potentiale. Progressive TTX-Blockierungsexperimente der dendritischen Natriumkanäle zeigen bei Doppelableitungen von proximalen und distalen Organen innerhalb eines Clusters charakteristische, hochsignifikante Veränderungsmuster in Aktionspotentialamplituden, Reizempfindlichkeit und Erregungsmustern in Abhängigkeit von der Diffusionsrichtung des Kanalblockers. Die Ergebnisse liefern u.a. eindeutige Hinweise, daß: (1) in jedem Cluster nur ein Impulsentstehungsort für die Generierung der Aktionspotentiale verantwortlich ist, der sich im Axonstamm der gemeinsamen Afferenz befindet. (2) Die Ausbreitung der postsynaptischen Potentiale erfolgt mit aktiver Unterstützung dendritischer Natriumkanäle, die im unterschwelligen Bereich als spannungsgesteuerte Stromverstärker arbeiten und postsynaptische Signale stabil verstärken; damit schaffen sie erst die Voraussetzung für Konvergenz und Addition der Analoginformation im Axonstamm. (3) Die Endarborisation wird in ihrer gesamten Erstreckung von den Aktionspotentialen aktiv retrograd invadiert, was u.a. eine wichtige "Reset"-Funktion in der Endarborisation erfüllen dürfte. Die Endarborisation stellt damit ein - in dieser Form und Ausprägung aus der Literatur noch nicht bekanntes - effizientes peripheres mononeuronales Konvergenzsystem dar, das in komplexer Weise essentiell auf aktiven Funktionen dendritischer Natriumkanäle basiert. Konsequenzen daraus für den neuronalen Informationsverarbeitungsprozeß (analoge Vorverarbeitung) und den Rezeptormechanismus ampullärer Organcluster werden diskutiert.

Gegenstand vorliegender Arbeit sind Untersuchungen zu Aktionspotential-induzierten Kalzium-Signalen in unreifen Neuronen. In Widerspiegelung des hierzu gewählten zweigleisigen Vorgehens ist diese Dissertation in zwei Teile gegliedert: Im ersten Abschnitt wird die Entwicklung eines Softwarepaketes beschrieben, mit dem die Aufnahme und Analyse des für diese Arbeit relevanten Bilddatenteils erfolgte. Im zweiten Abschnitt wurden dann unter Anwendung dieser Software Experimente in heranreifenden Purkinje-Neuronen des Kleinhirns (Zerebellum) von Ratten und Mäusen durchgeführt. Besonderes Augenmerk galt in diesem Zusammenhang dem maturationsbedingt unterschiedlichen Grad der Ausprägung von intrazellulären Kalzium-Signalen infolge der Evozierung von somatischen Aktionspotentialen. Darauf aufbauend wurden Untersuchungen hinsichtlich der Bedeutung des intrazellulären Kalzium-Puffers Calbindin D28k (Calbindin) und dessen Rolle für das zeitliche wie räumliche Profil dieser Kalziumsignale durchgeführt.