Temperatureffekte auf neuronale Membranpotenziale und nach innen fließende Ströme in Gewebeschnitten des Hypothalamus von Ratten

Neuronen des präoptischen-anterioren Hypothalamus (PO/AH) nehmen Temperatur wahr und regulieren die Körpertemperatur. Obwohl umstritten, wurde postuliert, dass die durch Wärme induzierte Depolarisation die neuronale Thermosensitivität bestimmt. Unterstützend für diese Hypothese legen jüngste Studien nahe, dass temperatur-sensitive kationische Kanäle (z. B. vanilloidrezeptor TRP-Kanäle) den zugrunde liegenden Mechanismus der neuronalen Thermosensitivität darstellen. Zudem deuteten frühere Studien darauf hin, dass die Wärmesensitivität der PO/AH-Neuronen auf depolarisierende Natriumströme zurückzuführen ist, die empfindlich auf Tetrodotoxin (TTX) reagieren. Um diese Möglichkeiten zu testen, wurden intrazelluläre Aufzeichnungen in Gewebeschnitten des Hypothalamus von Ratten gemacht. Thermale Effekte auf Membranpotenziale und Ströme wurden in warmempfindlichen, temperaturunempfindlichen und stillen Neuronen verglichen. Alle drei Neuronentypen zeigten während des Erwärmens eine leichte Depolarisation und während des Abkühlens eine Hyperpolarisierung. Es gab keine signifikanten Unterschiede in der thermosensitiven Membranpotenzial für die verschiedenen Neuronentypen. Voltage-Clamp-Aufzeichnungen (bei -92 mV) maß die thermalen Effekte auf anhaltende nach innen gerichtete kationische Ströme. In allen Neuronen nahmen die Ruhehaltungsströme während des Abkühlens ab und während des Erwärmens zu, und es gab keine Korrelation zwischen der thermosensitiven Feuerrate und der Ströme. Um den thermosensitiven Beitrag persistierender, TTX-sensitiver Ströme zu bestimmen, wurden Voltage-Clamp-Aufzeichnungen in Anwesenheit von 0,5 Mikrom TTX durchgeführt. TTX verringerte die Strömthermosensitivität in den meisten Neuronen, aber es gab keine resulting Unterschiede zwischen den verschiedenen Neuronentypen. Die vorliegende Studie fand keine Hinweise auf einen ruhenden ionischen Strom, der einzigartig für warmempfindliche Neuronen ist. Dies unterstützt Studien, die nahelegen, dass die neuronale Thermosensitivität nicht von Ruheströmen, sondern eher von Strömen gesteuert wird, die schnelle Änderungen des Membranpotentials zwischen aufeinanderfolgenden Aktionspotenzialen bestimmen.