A belső fül hagyományosan ismert neurotranszmitterei mellett komoly szerepe lehet a purinerg jelátvitelnek is a cochleáris adaptáció Ca2+-függő folyamataiban. A disszertációban összefoglalt kísérletek egy része a külső szőrsejtek purinerg receptorainak expressziója és a receptor stimulációt követő Ca2+ jel közötti összefüggést, valamint ezen tényezők zajterhelés hatására történő változását vizsgálta. ATP hatására a külső szőrsejtek egy részében gyors és ismételhető míg más sejteken lassú és deszenzitzálódó [Ca2+]i emelkedést mértünk. Az ATP-re reagáló sejtek egy részében nem alakult ki [Ca2+]i emelkedés UTP sejtekhez adásakor. Ezek alapján azt feltételeztük, hogy a létrejött [Ca2+]i emelkedés több P2 receptor altípus működésének a következménye. Immuncitokémiai módszerrel intenzív jelölődést találtunk a P2X1, P2X2, P2X4, P2Y1, P2Y2, P2Y4 altípusok, míg kisfokú jelölést a P2X7 altípus esetén. A P2X1, P2X4, P2Y1, altípusoknak sejtfelszíni megoszlása homogén volt, míg a P2X2, és a P2Y2 receptor altípusok főként a sejtek apikális területein, a P2X7, és P2Y4 altípusok pedig a sejtek bazális területein voltak kimutathatók. Tartós zajterhelés hatására a külső szőrsejtjeinek nyugalmi [Ca2+]i-ja mind a bazális mind pedig az apikális csavarulat sejtjeiben a kontrollhoz képest emelkedett, a nyugalmi [Ca2+]i emelkedése kifejezettebb volt a bazális csavarulat zajterhelésre érzékenyebb sejtjeiben. A zajkezelt állatokból izolált külső szőrsejtekben kisebb és hosszabb latenciájú volt az ATP hatására kialakuló [Ca2+]i növekedés, a Ca2+ tranziensek amplitúdó csökkenése a bazális csavarulatból izolált sejtjeiben volt jelentősebb. A zajkezelés csökkentette a P2X1, P2X2, P2X4, P2X7 és P2Y1, P2Y4 purinerg receptor altípusok expresszióját, míg a P2Y2 altípus expressziós szintje nem változott a kontroll csoporthoz képest. A purinerg jelátvitel módosulása szerepet játszhat a zajterhelés hatására kialakuló külső szőrsejt funkció károsodásban mely idegi típusú halláscsökkenéshez vezet. A Deiters sejtek anatómiai elhelyezkedésükből adódóan mikromechanikai egységet alkotnak a külső szőrsejtekkel. A Deiters sejtek membránpotenciál-függő folyamatai a sejtmembrán K+ csatornáinak aktivitásától függenek. A disszertáció második része a Deiters sejtek K+ csatornáinak biofizikai és farmakológiai jellemzésével, valamint a K+ csatornák Deiters sejt morfológia-függő expressziójával kapcsolatos eredményeket mutatja be. Teljes-sejt áramok kétfázisú inaktivációs kinetikája valamint az egyensúlyi aktiváció és inaktiváció feszültség-függésének analízise alapján megállapítottuk, hogy két különböző K+ csatorna populáció fejeződik ki a Deiters sejtek citoplazma membránjában, amit a csatornák különböző gátlószer érzékenysége alapján is igazoltunk. Farmakológiai és elekrtofiziológiai vizsgálatok alapján a gyorsan inaktiválódó áramkomponenst létrehozó csatorna feltehetőleg a Kv 1.3 típusba tartozik. A teljes sejt áramok kinetikai analízise alapján megállapítottuk hogy a vékony és a vastag típusú Deiters sejtek felszínén ugyanazok a K+ csatornák eltérő arányban találhatók, vékony típusú sejteken a gyorsan inaktiválódó áramkomponens jelentőssé válik, ami a teljes sejt áramamplitúdók növekedéséhez is vezet. A különböző elhelyezkedésű és morfológiájú Deiters sejtek K+ csatorna expressziós mintázata különböző mértékben befolyásolhatja a belső fül mikromechanikai tulajdonságait, valamint e sejtek részvételét a K+ recirkulációban.

Besides conventional neurotransmitters purinergic signal transduction may play a significant role in the Ca2+-dependent cochlear adaptation processes. The first part of the dissertation examines the expression of purinergic receptors in outer hair cells (OHCs) of guinea pig and the relationship between receptor expression and the characteristics of the Ca2+ signal along with the characterization of changes in the above mentioned parameters upon noise exposure. We found that extracellular ATP triggers a fast and non-desensitizing rise in the cytosolic free Ca2+ concentration ([Ca2+]i) in some cells whereas other cells display slow and desensitizing [Ca2+]i response to ATP exposure. Some cells responding to ATP did not show a characteristic rise in [Ca2+]i upon exposure to UTP. Based on these data we hypothesized that the rise in the [Ca2+]i is mediated by the activation of multiple P2 receptor types. Immunocytochemical staining of OHCs showed marked signal upon labeling with fluorescence-conjugated antibodies against P2X1, P2X2, P2X4, P2Y1, P2Y2, P2Y4 receptors whereas only a weak signal was detected with the antibody directed to the P2X7 receptor. The distribution of the receptor subtypes along the outer hair cell was also different. Whereas the distribution of P2X1 P2X4 and P2Y1 receptors was homogenous, the P2X7 and P2Y4 receptors could only be observed weakly at the basal pole whereas the P2X2 and P2Y2 localized mostly at the apical part of the OHCs, close to the cuticular plate. Moderate chronic noise exposure of the animals (80 dB, 14 days) resulted in elevated resting [Ca2+]i in OHCs isolated from both the basal and the apical turns of the cochlea. The rise in the resting [Ca2+]i was more prominent in OHCs isolated from the basal turns where OHCs are more susceptible to noise-induced damage. The ATP-induced [Ca2+]i transients had smaller amplitude and longer duration in OHCs isolated form noise-exposed animals with a more prominent decrease in the amplitude of the [Ca2+]i transients in OHCs isolated from the basal turns. Noise exposure also decreased the expression of P2X1, P2X2, P2X4, P2X7 és P2Y1, P2Y4 purinoceptor subtypes whereas that of the P2Y2 subtype did not change as compared to the control. The alterations in the purinergic signal transduction pathways described in this study may contribute to the noise exposure-induced changes in the function of outer hair cells which leads to sensoryneural hearing loss. Due to their anatomical location Deiters cells and OHCs constitute a micromechanical unit of the inner ear. Membrane-potential driven processes of Deiters are determined by the activity of K+ channels located in the cytoplasm membrane. The second part of the dissertation addresses the biophysical and pharmacological characterization of the voltage-gated K+ channels of Deiters cells along with the cell-shape dependent expression of the K+ channels. Based on the biphasic inactivation kinetics and the analysis of the voltage-dependence of steady-state activation and inactivation of the whole cell currents we concluded that two different K+ channels types are expressed in Deiters cells. This conclusion was justified by pharmacological separation of the currents using TEA and charybdotoxin. Based on the pharmacological and biophysical properties, Kv1.3 channels may be responsible for the more rapidly inactivating current component. The kinetic analysis of whole-cell currents showed that morphologically different Deiters cells (corpulent and lanky cells) express the same K+ channel types although cells having lanky cell body express more channels with faster inactivation kinetics, which also leads to larger overall peak currents in these cells. The difference in the K+ channel expression of Deiters cells of different cochlear locations and morphology might allow differential regulation of the micromechanical properties of the inner ear as well as the contribution of these cells to K+ recirculation.