Zur Kodierung der Konzentration von Odoranzien in Zellen des Bulbus olfactorius von larvalen Xenopus-laevis-Fröschen

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Kodierung von Konzentrationen von Geruchsstoffen bei der Kaulquappe des afrikanischen Krallenfrosches Xenopus laevis. Mittels Calcium-Imaging wurden Zellen, die mit dem Farbstoff Fura-II-AM inkubiert und verschiedenen Aminosäuren ausgesetzt wurden, untersucht. Vorrangig wurde Arginin verwendet, daneben aber auch Methionin und Histidin. Von diesen Aminosäuren ist bekannt, dass sie einen adäquaten Reiz für Xenopus laevis darstellen. Appliziert wurden diese Geruchsstoffe in Konzentrationen von 1 nMol bis 100 µMol in 10er-Potenzschritten. Weiter war bei den Analysen entscheidend, dass der natürliche Zellverband im Präparat erhalten blieb und so eventuelle Interaktionen benachbarter Zellen weitgehend unbeeinflusst blieben. Bei den durchgeführten Untersuchungen konnte Folgendes gezeigt werden:1) Bei Betrachtung von ganzen Zellverbänden während der Geruchsstoffapplikation zeigte sich, dass mit Zunahme der Konzentration der Aminosäure die Anzahl der im Zellverband reagierenden Zellen ebenfalls zunahm.2) Bei Betrachtung einzelner Zellen konnte der jeweilige Reaktionsverlauf in Form eines intrazellulären Kalziumanstiegs begutachtet werden. Dies gelang indirekt über den kalziumbindenden Farbstoff Fura-II-AM. Hier ergab sich eine Abnahme der Reaktionsintensität df/f (%) parallel zur Zunahme der Aminosäuren-konzentration.3) Es konnten mit 1nMol reproduzierbare Reaktionen ausgelöst werden. Eventuell liegt die Schwellenkonzentration, die zur Auslösung eines Aktionspotentials gerade noch ausreicht, sogar noch niedriger. Im Vergleich zu anderen Arbeiten bei Xenopus laevis wie auch zu anderen Spezies ist dies extrem niedrig, was an der Konvergenz vorgeschalteter Rezeptorzellen, aber auch anderen Zellinteraktionen liegen könnte.4) Die beschriebenen Ergebnisse zeigten sich für alle drei untersuchten Aminosäuren.