Heidelberger Wissenschaftler entdecken ersten Signalweg, der die Sensibilisierung der Nervenenden beendet / Möglicher Ansatzpunkt für Schmerztherapien / Veröffentlichung in „Cell“
Der Nerven-Botenstoff GABA bremst den molekularen Schmerzsensor TRPV1 aus. Sensibilisierte Nervenenden beruhigen sich wieder.
Foto: Universitätsklinikum 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.
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 Schmerzüberempfindlichkeit 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:
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. GABA Blocks Pathological but Not Acute TRPV1 Pain Signals. Cell. 2015 Feb 12;160(4):759-70. doi: 10.1016/j.cell.2015.01.022.
Kontakt:
Professor Dr. Jan Siemens
Pharmakologisches Institut am Universitätsklinikum Heidelberg
Arbeitsgruppenleiter
Telefon: 06221 54-8288
