Ultrastruktur eines Sinnesepithels und seiner Synapsen in phylogenetisch ursprünglichem Nervensystem

Nesseltiere besitzen die ursprünglichsten bekannten Nervensysteme. Die von uns elektrophysiologisch bearbeiteten Tentakelköpfe des Seewasser- Polypen Coryne tubulosa enthalten eine so geringe Zahl von Zellen, daß wir ihr gesamtes Zellsystem elektronenmikroskopisch hatten aufnehmen können, mit den Zielsetzungen, die strukturellen Grundlagen der gefundenen physiologischen Leistungen und phylogenetisch aufschlußreiche Zellbildungen zu finden. Wir werteten nun die Strukturen abschließend aus und bereiteten ihre Publikation vor. Die Tentakelköpfe enthalten außer den Nesselzellen 4 Typen von Sinneszellen, darunter 2 mechanorezeptorische Haarzelltypen. Die Mehrzahl der Zellen ist untereinander synaptisch verbunden, so daß ein Sinnesepithel vorliegt, das nicht nur signal-aufnehmende sondern, anstelle der phylogenetisch später auftretenden Ganglien, auch signal-verarbeitende Funktionen erfüllen kann.

Elektrophysiologisch hatten wir chemisch-synaptische Kopplung von Nessel- und Sinneszellen gefunden. Die Elektronenmikroskopie dieser Zellen zeigte nun, daß für diese Signalübertragung nur Kontaktstrukturen mit 1-3 ungewöhnlich großen Vesikeln zur Verfügung stehen. Dieses Ergebnis an einem Beispiel ältester Nervensysteme ist für die Evolution der Synapsen sehr aufschlußreich. Es zeigt, daß die Arbeitsweise dieser Synapsen nur mit den neuerdings diskutierten wiederholbaren transienten Öffnungen und partiellen Ausschüttungen der Vesikel erklärbar ist.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft, Sonderforschungsbereich 310 "Intra- und interzelluläre Erkennungssysteme", Fonds der Chemischen Industrie

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. U. Thurm (Leiter), M. Holtmann