Mechanismen der Blutflussantwort auf neuronale Aktivierung: physiologische und pathophysiologische Aspekte

Abstract

Diese kumulative Habillitationsschrift beschäftigte sich mit der Frage, welche zellulären Mechanismen der Blutflussantwort auf neuronale Aktivierung zugrunde liegen. Es konnte anhand von Messungen im olfaktorischen System transgener Mäuse nachgewiesen werden, dass die lokalen Blutflussveränderungen (funktionelle Hyperämie) eng mit der präsynaptischen Ausschüttung von Glutamat und der lokalen Aktivierung mehrerer astrozytärer Signalwege zusammenhängen. In weiteren Arbeiten wurde der Frage nachgegangen, unter welchen Umständen die Blutflussantwort gestört oder invertiert ablaufen kann. Es wurden hierbei mehrere Faktoren identifiziert - Endothelin-1, ein niedriger Stickstoffmonoxidspiegel und Hämoglobin -, deren Kombination eine Invertierung der Blutflussantwort und ischämische Hirninfarkte auslöste. Diese Erkenntnisse könnten pathophysiologisch für die Entstehung verzögerter ischämischer Defizite nach Subarachnoidalblutung relevant sein.

The aim of this work was to elucidate the cellular mechanisms involved in the blood flow response to neuronal activation. Using recordings in transgenic mice, it was found that the local blood flow response (functional hyperemia) was highly correlated with the presynaptic release of glutamate and the local activation of several astrocytic pathways. Other studies were aimed to investigate under what circumstances the blood flow response could be perturbed or inverted. Several factors were identified – endothelin 1, low nitric oxide levels, and hemoglobin –, whose combination induced an inversion of the blood flow response and ischemic brain infarcts. These results could be relevant pathophysiologically for the development of delayed ischemic deficits after subarachnoid hemorrhage.