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In der Entwicklungsphase des Corti-Organs vor Beginn des Hörens bilden die inneren Haarzellen (IHZ) spontane Aktionspotentiale aus, die ebenso wie das Rezeptorpotential der ausgereiften Haarzellen zu einer Neurotransmitterfreisetzung an der Bändersynapse führen.

Zur Charakterisierung der strukturellen und funktionellen Veränderungen an den Haarzell-Bändersynapsen zu Beginn des Hörens führten wir umfangreiche morphologische und elektrophysiologische Untersuchungen an C57Bl/6-Wildtyp-Mäusen in verschiedenen Altersstufen (p6–p30) durch. Unreife Haarzellen verfügten in Patch-Clamp-Untersuchungen mit gleichzeitiger Konfokalmikroskopie robuste synaptische Kalziumsignale an den einzelnen aktiven Zonen, welche durch spontane Aktionspotentiale getriggert wurden. In Einzelfaserableitungen in vivo waren bei 10 Tage alten Tieren im Hörnerv und Nucleus cochlearis spontane Aktionspotential-„Bursts“ nachweisbar. Mit Beginn des Hörens gingen diese in eine stochastische Spontanaktivität über, deren mittlere Frequenz im Entwicklungsverlauf zunahm. Elektronenmikroskopisch zeigte sich eine allmähliche Verdichtung der präsynaptischen aktiven Zonen und postsynaptischen Densitäten. Immunhistochemisch konnte eine Umverteilung von Cav1-3-Kalziumkanälen hin zu einer umschriebeneren synaptischen Lokalisation beobachtet werden und die Kopplung zwischen Kalziumeinstrom und Exozytose verbesserte sich im Entwicklungsverlauf.

Die so entstehenden kompakteren Haarzellsynapsen mit ihren stärkeren Kalziumströmen könnten der Subgruppe der Typ-I-Hörnervenfasern mit niedrigerer Schwelle und hoher Spontanrate entsprechen, die insbesondere für die große dynamische Bandbreite der Schallintensitätskodierung von Bedeutung sind.

Unterstützt durch: DFG Sonderforschungsbereich 889

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.