Medizin am Abend Fazit: Heidelberger Wissenschaftler entdecken ersten Signalweg, der die Sensibilisierung der Nervenenden beendet / Möglicher Ansatzpunkt für Schmerztherapien / Veröffentlichung in „Cell“
Anhaltende Schmerzreize wie beispielsweise Entzündungen machen die feinen
Nervenendigungen in Haut und Bindegewebe, die Schmerzmelder des Körpers,
mit der Zeit überempfindlich. Wissenschaftler des Universitätsklinikums
Heidelberg haben nun erstmals einen molekularen Mechanismus entdeckt, mit
dem die erhöhte Sensibilität wieder heruntergefahren werden kann. Bisher
waren nur zahlreiche Mechanismen der Sensibilisierung, allerdings keine
Gegenmaßnahmen der Nervenzellen bekannt. Von der weiteren Erforschung des
Signalwegs erhoffen sich die Forscher um Professor Dr. Jan Siemens vom
Pharmakologischen Institut neue Erkenntnisse zur Entstehung chronischer
Schmerzen. Zudem könnte der neu entdeckte Mechanismus neue Ansatzpunkte
für die Schmerztherapie bieten. Die Arbeit ist in der aktuellen Ausgabe
der Fachzeitschrift „Cell“ erschienen.
Wie sich die Sensibilisierung der Schmerzrezeptoren anfühlt, weiß jeder,
der sich schon einmal einen Sonnenbrand zugezogen hat. Selbst die leichte
Berührungen der Kleidung schmerzt, sonst wohltuende Wärme ist ebenfalls
unangenehm. Bei Verletzungen oder Entzündungen verhält es sich ähnlich.
Diese Reaktion des Nervensystems auf länger anhaltende Schmerzreize ist
sinnvoll: Die betroffenen Bereiche werden geschont, was wiederum die
Heilung fördert.
Bekannter Botenstoff des Nervensystems beruhigt Nervenenden
Dabei ist Schmerz nicht gleich Schmerz, für verschiedene Schmerzarten gibt
es unterschiedliche Detektoren. Die Heidelberger Wissenschaftler
untersuchten speziell die Sensibilisierung durch solche Schmerzreize, die
Nervenzellen mit Hilfe eines bestimmten Proteins an ihrer Oberfläche
erfassen. Dieser „Schmerzsensor“ TRPV1 reagiert u.a. auf Inhaltsstoffe von
Pfeffer, auf Hitze, Säure und eben auch bestimmte Botenstoffe des
Immunsystems, die bei Entzündungen ausgeschüttet werden. Hält der
Schmerzreiz länger an, wie das bei jeder Entzündung der Fall ist, wird
TRPV1 verändert oder häufiger gebildet. Die Folge: Die Nervenenden sind
leichter reizbar als sonst und melden bereits schwache Reize als Schmerz
an das Gehirn.
Das Signal zur Beruhigung gibt ein Universal-Botenstoff des zentralen
Nervensystems, GABA, dessen Rolle in der Schmerzregulation des Gehirns und
des Rückenmarks zwar bekannt ist, der bisher aber nicht im Bereich der
Nervenendigungen vermutet wurde. Genau dort entdeckte ihn die
Arbeitsgruppe von Professor Siemens und wies auch den passenden
Bindungspartner, das Eiweiß GABA B1, auf der Oberfläche der Nervenzellen
nach. Die Wissenschaftler zeigten: Wird GABA B1 vom Botenstoff GABA
aktiviert, versetzt es den TRPV1-Schmerzsensor wieder in seinen
Ausgangszustand. Wie genau das funktioniert, muss noch geklärt werden.
Der Nerven-Botenstoff GABA bremst den molekularen Schmerzsensor TRPV1 aus. Sensibilisierte Nervenenden beruhigen sich wieder.
Keine Totalblockade – wichtige Reize kommen weiterhin durch
„Das Besondere an diesem Signalweg ist die differenzierte Wirkweise: Er
schaltet das Schmerzprotein TRPV1 nicht komplett ab, sondern macht nur die
erhöhte Reizbarkeit rückgängig. Die Nervenendigungen bleiben dadurch
weiterhin empfänglich für Reize von außer- und innerhalb des Körpers“, so
Siemens. Wie wichtig dies ist, zeigen frühere Versuche, Medikamente gegen
die Überempfindlichkeit der Nervenenden bei anhaltenden Schmerzen zu
entwickeln. Die bisher erprobten Wirkstoffe schalten TRPV1 komplett aus.
Doch ohne TRPV1 sind die Nervenzellen scheinbar auch nicht mehr in der
Lage, die Körpertemperatur zu regulieren und es kommt zu einem starken,
fieberähnlichen Anstieg der Körpertemperatur.
„Der neu entdeckte Signalweg könnte eine erste Ansatzmöglichkeit sein,
gezielt die Schmerz-überempfindlichkeit auf Ebene der Nervenenden zu
dämpfen, ohne dabei wichtige Regulationsprozesse im Körper zu stören“,
sagt der Biochemiker. Wirkstoffe, die diesen Mechanismus in Gang setzen,
könnten z.B. dort helfen, wo der Schmerzauslöser und damit auch die
Sensibilisierung der Nervenenden dauerhaft bestehen bleibt – wie bei
chronischen Entzündungen. Eventuell ließe sich der neue Mechanismus auch
nutzen, um der Entstehung chronischer Schmerzen z.B. nach
Bandscheibenvorfällen oder an Operationsnarben vorzubeugen. Das muss die
weitere Forschung zeigen.
Literatur:
“GABA Blocks Pathological but Not Acute TRPV1 Pain Signals”
Hanack C, Moroni M, Lima WC, Wende H, Kirchner M, Adelfinger L, Schrenk-
Siemens K, Tappe-Theodor A, Wetzel C, Kuich PH, Gassmann M, Roggenkamp D,
Bettler B, Lewin GR, Selbach M, Siemens J.
Cell. 2015 Feb 12; 160(4):759-70. doi: 10.1016/j.cell.2015.01.022.
Medizin am Abend DirektKontakt:
Professor Dr. Jan Siemens
Arbeitsgruppenleiter
Pharmakologisches Institut am Universitätsklinikum Heidelberg
Tel.: 06221 54-8288
Universitätsklinikum Heidelberg, Julia Bird
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der bedeutendsten
medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der
Universität Heidelberg zählt zu den international renommierten
biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist
die Entwicklung innovativer Diagnostik und Therapien sowie ihre rasche
Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund
12.600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und engagieren sich in Ausbildung
und Qualifizierung. In mehr als 50 klinischen Fachabteilungen mit ca.
1.900 Betten werden jährlich rund 66.000 Patienten voll- bzw.
teilstationär und mehr als 1.000.000 mal Patienten ambulant behandelt. Das
Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der
medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. Derzeit studieren ca. 3.500
angehende Ärztinnen und Ärzte in Heidelberg.
Anhaltende Schmerzreize wie beispielsweise Entzündungen machen die feinen
Nervenendigungen in Haut und Bindegewebe, die Schmerzmelder des Körpers,
mit der Zeit überempfindlich. Wissenschaftler des Universitätsklinikums
Heidelberg haben nun erstmals einen molekularen Mechanismus entdeckt, mit
dem die erhöhte Sensibilität wieder heruntergefahren werden kann. Bisher
waren nur zahlreiche Mechanismen der Sensibilisierung, allerdings keine
Gegenmaßnahmen der Nervenzellen bekannt. Von der weiteren Erforschung des
Signalwegs erhoffen sich die Forscher um Professor Dr. Jan Siemens vom
Pharmakologischen Institut neue Erkenntnisse zur Entstehung chronischer
Schmerzen. Zudem könnte der neu entdeckte Mechanismus neue Ansatzpunkte
für die Schmerztherapie bieten. Die Arbeit ist in der aktuellen Ausgabe
der Fachzeitschrift „Cell“ erschienen.
Wie sich die Sensibilisierung der Schmerzrezeptoren anfühlt, weiß jeder,
der sich schon einmal einen Sonnenbrand zugezogen hat. Selbst die leichte
Berührungen der Kleidung schmerzt, sonst wohltuende Wärme ist ebenfalls
unangenehm. Bei Verletzungen oder Entzündungen verhält es sich ähnlich.
Diese Reaktion des Nervensystems auf länger anhaltende Schmerzreize ist
sinnvoll: Die betroffenen Bereiche werden geschont, was wiederum die
Heilung fördert.
Bekannter Botenstoff des Nervensystems beruhigt Nervenenden
Dabei ist Schmerz nicht gleich Schmerz, für verschiedene Schmerzarten gibt
es unterschiedliche Detektoren. Die Heidelberger Wissenschaftler
untersuchten speziell die Sensibilisierung durch solche Schmerzreize, die
Nervenzellen mit Hilfe eines bestimmten Proteins an ihrer Oberfläche
erfassen. Dieser „Schmerzsensor“ TRPV1 reagiert u.a. auf Inhaltsstoffe von
Pfeffer, auf Hitze, Säure und eben auch bestimmte Botenstoffe des
Immunsystems, die bei Entzündungen ausgeschüttet werden. Hält der
Schmerzreiz länger an, wie das bei jeder Entzündung der Fall ist, wird
TRPV1 verändert oder häufiger gebildet. Die Folge: Die Nervenenden sind
leichter reizbar als sonst und melden bereits schwache Reize als Schmerz
an das Gehirn.
Das Signal zur Beruhigung gibt ein Universal-Botenstoff des zentralen
Nervensystems, GABA, dessen Rolle in der Schmerzregulation des Gehirns und
des Rückenmarks zwar bekannt ist, der bisher aber nicht im Bereich der
Nervenendigungen vermutet wurde. Genau dort entdeckte ihn die
Arbeitsgruppe von Professor Siemens und wies auch den passenden
Bindungspartner, das Eiweiß GABA B1, auf der Oberfläche der Nervenzellen
nach. Die Wissenschaftler zeigten: Wird GABA B1 vom Botenstoff GABA
aktiviert, versetzt es den TRPV1-Schmerzsensor wieder in seinen
Ausgangszustand. Wie genau das funktioniert, muss noch geklärt werden.
Der Nerven-Botenstoff GABA bremst den molekularen Schmerzsensor TRPV1 aus. Sensibilisierte Nervenenden beruhigen sich wieder.
Keine Totalblockade – wichtige Reize kommen weiterhin durch
„Das Besondere an diesem Signalweg ist die differenzierte Wirkweise: Er
schaltet das Schmerzprotein TRPV1 nicht komplett ab, sondern macht nur die
erhöhte Reizbarkeit rückgängig. Die Nervenendigungen bleiben dadurch
weiterhin empfänglich für Reize von außer- und innerhalb des Körpers“, so
Siemens. Wie wichtig dies ist, zeigen frühere Versuche, Medikamente gegen
die Überempfindlichkeit der Nervenenden bei anhaltenden Schmerzen zu
entwickeln. Die bisher erprobten Wirkstoffe schalten TRPV1 komplett aus.
Doch ohne TRPV1 sind die Nervenzellen scheinbar auch nicht mehr in der
Lage, die Körpertemperatur zu regulieren und es kommt zu einem starken,
fieberähnlichen Anstieg der Körpertemperatur.
„Der neu entdeckte Signalweg könnte eine erste Ansatzmöglichkeit sein,
gezielt die Schmerz-überempfindlichkeit auf Ebene der Nervenenden zu
dämpfen, ohne dabei wichtige Regulationsprozesse im Körper zu stören“,
sagt der Biochemiker. Wirkstoffe, die diesen Mechanismus in Gang setzen,
könnten z.B. dort helfen, wo der Schmerzauslöser und damit auch die
Sensibilisierung der Nervenenden dauerhaft bestehen bleibt – wie bei
chronischen Entzündungen. Eventuell ließe sich der neue Mechanismus auch
nutzen, um der Entstehung chronischer Schmerzen z.B. nach
Bandscheibenvorfällen oder an Operationsnarben vorzubeugen. Das muss die
weitere Forschung zeigen.
Literatur:
“GABA Blocks Pathological but Not Acute TRPV1 Pain Signals”
Hanack C, Moroni M, Lima WC, Wende H, Kirchner M, Adelfinger L, Schrenk-
Siemens K, Tappe-Theodor A, Wetzel C, Kuich PH, Gassmann M, Roggenkamp D,
Bettler B, Lewin GR, Selbach M, Siemens J.
Cell. 2015 Feb 12; 160(4):759-70. doi: 10.1016/j.cell.2015.01.022.
Medizin am Abend DirektKontakt:
Professor Dr. Jan Siemens
Arbeitsgruppenleiter
Pharmakologisches Institut am Universitätsklinikum Heidelberg
Tel.: 06221 54-8288
Universitätsklinikum Heidelberg, Julia Bird
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der bedeutendsten
medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der
Universität Heidelberg zählt zu den international renommierten
biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist
die Entwicklung innovativer Diagnostik und Therapien sowie ihre rasche
Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund
12.600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und engagieren sich in Ausbildung
und Qualifizierung. In mehr als 50 klinischen Fachabteilungen mit ca.
1.900 Betten werden jährlich rund 66.000 Patienten voll- bzw.
teilstationär und mehr als 1.000.000 mal Patienten ambulant behandelt. Das
Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der
medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. Derzeit studieren ca. 3.500
angehende Ärztinnen und Ärzte in Heidelberg.
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