Die funktionelle Wiederherstellung nach Transplantation dopaminerger Zellen in das mittels 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) lädierte Striatum von Ratten hängt zu einem großen Anteil von der ausgedehnten Diffusion von Dopamin im Striatum ab. In dieser Studie untersuchten wir die Diffusionsparameter des extrazellulären Raumes im Striatum von unbehandelten, mittels 6-OHDA lädierten sowie mittels intrastriatalen Trans-plantaten bzw. Scheintransplantaten behandelten Ratten. Zwei verschiedene Arten der Transplantation von Zellsuspensionen kamen zum Einsatz: Die Mikrotransplantation mit mehreren Depots kleineren Volumens und die Makrotransplantation mit zwei Depots größeren Volumens. Die Bestimmung der Diffusionsparameter Volumenfraktion alpha, Tortuosität Lambda und unspezifischem Uptake kprime erfolgte durch Echtzeitmessungen der Konzentration des Ions Tetra-Methyl-Ammonium (TMA+) im extrazellulären Raum mit Hilfe von ionensensitiven Mikroelektroden. Verglichen mit Kontrolltieren (alpha 0.19, lambda 1.59) waren alpha und Lambda in lädierten Tieren niedriger (alpha 0.14, lambda 1.50). Sowohl in mikro- als auch in makrotransplantierten Tieren waren beide Parameter innerhalb und in unmittelbarer Nähe des TP gegenüber den Kontrollwerten erhöht (alpha 0.24, lambda 1.80). Gleiches gilt für die scheintransplantierten Tiere (alpha 0.24, lambda 1.72). In Gebieten ausserhalb der Transplantate (alpha 0.15, lambda 1.51) oder Scheintransplantate (alpha 0.14, lambda 1.49) waren alpha und Lambda wie auch in den lädierten Tieren erniedrigt. Der unspezifische Uptake kprime war in allen Gruppen gleich. Diese Ergebnisse zeigen, in Bezug auf Kontrolltiere, einen Abfall der Diffusionsparameter in Gebieten ohne dopaminerge Reinnervation und einen Anstieg in operierten Gebieten. Es bleibt festzuhalten, dass in unserer Studie die großflächigere Reinnervation nach Mikrotransplantation, im Vergleich zur Makrotransplantation, mit einer ebenso großflächigen Einschränkung der Diffusion einhergeht, was am ehesten auf die ausgedehnte Wundfläche mit entsprechender Veränderung des extrazellulären Raumes v.a. durch die reaktive Astrogliose zurückzuführen ist.
Functional recovery after transplantation of dopaminergic cells into the lesioned striatum is dependent on widespread diffusion of the transmitter released by the graft. In the present study, we investigated the diffusion parameters of the extracellular space in the striatum of control, 6 -hydroxydopamine-lesioned, intrastriatally grafted, and sham-grafted rats in vivo. We used two types of grafts single macrografts or multiple micrografts. The real-time iontophoretic Tetramethylammonium method enabled us to extract three extracellular space diffusion parameters: volume fraction, tortuosity, and nonspecific uptake of tetramethylammonium, kprime. Compared with controls (alpha 0.19, lambda 1.59), in lesioned animals both alpha and lambda were lower (alpha 0.14, lambda 1.50). Alpha and lambda were increased inside macro- and micrografts, where alpha 0.24 and lambda 1.80, and in sham-grafted areas, where alpha 0.24 and lambda 1.72. In regions outside the grafts (alpha 0.15, lambda 1.51) or in sham grafts (alpha 0.14, lambda 1.49), the values of alpha and lambda were similar to the values observed in lesioned striatum. Nonspecific uptake (kprime) did not differ among the groups. Our results show that, compared with control, alpha and lambda were decreased in dopamine- depleted areas and increased in areas with grafts. Multiple but smaller graft deposits, in contrast to their enlarged capability for dopaminergic reinnervation, impair the conditions for diffusion and extrasynaptic transmission in a larger area of the striatum than do single macrografts, presumably because of more extensive tissue damage, cell loss, and astrogliosis.
