Kremer, Lasse Jon2025-09-262025-09-262025https://epub.uni-luebeck.de/handle/zhb_hl/3508Spannungsabhängige Natriumkanäle (NaV-Kanäle) sind für die Initiierung und Fortleitung von Aktionspotenzialen verantwortlich. In nozizeptiven Neuronen ist dies unter anderem der Subtyp NaV1.8. Im Vergleich zu anderen NaV-Subtypen zeigt NaV1.8 eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber der Oxidation durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Die Oxidation durch ROS resultiert in persistierenden, nicht-inaktivierenden NaV1.8-Strömen. Dies kann zu einer veränderten Erregbarkeit nozizeptiver Neurone führen und somit die Schmerzwahrnehmung beeinflussen. In diesem Zusammenhang stellte sich die Frage, welche Mechanismen der erhöhten ROS-Sensitivität von NaV1.8 zugrunde liegen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der quantitativen Beschreibung der Auswirkungen von ROS auf das Schaltverhalten der NaV1.8-Kanäle sowie der Identifikation von Eigenschaften der NaV1.8-Kanäle, die mit ihrer erhöhten ROS- Sensitivität in Zusammenhang stehen. Für eine vergleichende Untersuchung wurden die deutlich weniger ROS-sensitiven NaV1.4-Kanäle herangezogen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden NaV1.8- und NaV1.4-Kanäle sowie davon abgeleitete Kanalchimären und -mutanten in neuronalen Zellkulturen exprimiert. Die elektrophysiologischen Untersuchungen wurden unter Anwendung der Patch- Clamp-Technik durchgeführt. Das Schaltverhalten der Kanäle wurde vor, während und nach ROS-Exposition analysiert. Nach Applikation von ROS zeigte sich der Inaktivierungsverlust von NaV1.8 im Vergleich zu NaV1.4 um den Faktor 10 erhöht. Die Ergebnisse weiterer Experimente führten jedoch nicht zu einer Eingrenzung der ROS-Sensitivität auf einzelne Kanaldomänen. Vielmehr zeigte sich, dass der Inaktivierungsverlust infolge der ROS-Applikation sehr wahrscheinlich auf das Zusammenspiel aller vier Domänen zurückzuführen ist. Das Methionin im IFM-Linker (in rNaV1.8: M1436) ist verantwortlich für etwa ein Drittel der ROS-Sensitivität von NaV1.8. Die beiden Methioninreste im IFM-Rezeptor (in rNaV1.8: M1601/M1602) sind im Gegensatz zu NaV1.4 für die ROS-Sensitivität von NaV1.8 nicht von Bedeutung. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die ROS-Sensitivität von NaV1.8 und NaV1.4 vom Schaltzustand der Kanäle abhängig ist. In der inaktivierten Konformation waren die untersuchten Kanäle deutlich weniger ROS-sensitiv als in der geschlossen- deaktivierten Konformation. Die Analyse des Schaltverhaltens der untersuchten Wildtypkanäle und Kanalchimären ergab eine Korrelation zwischen Inaktivierungskinetik und ROS-Sensitivität. Die Ergebnisse legen nahe, dass langsam-inaktivierende NaV-Kanäle eine höhere ROS-Sensitivität aufweisen als schnell-inaktivierende NaV-Kanäle. Diese Korrelation lässt die Interpretation zu, dass die intrinsischen Inaktivierungseigenschaften der NaV-Kanäle für die ROS- Sensitivität bestimmend sind.deNaV1.8ROS610thesis.doctoralurn:nbn:de:gbv:841-202509261