Was sind schmerzrezeptoren?
Schmerz wird schneller signalisiert, als wir dachten
: Warum sollte die Schmerzsignalisierung, die für unser Überleben entscheidend ist, langsamer sein als Signale über Berührung? Das war die Frage von Forschern, die durch das Abhören der Signale in den Nervenfasern von jeweils einer einzigen Nervenzelle herausfanden, dass einige Schmerzsignale recht schnell sind. Die Entdeckung stellt das vorherrschende Bild von Schmerz in Frage.
Nach vorherrschender Auffassung werden Nervensignale des Schmerzes beim Menschen immer langsamer geleitet als Signale der Berührung.
Die Art von Berührung, die es uns ermöglicht, Berührungen wahrzunehmen und uns die Möglichkeit gibt, zu lokalisieren, wo auf der Haut sie empfunden wird, wird von Nerven behandelt, die eine Myelinscheide aus Fett haben, die den Nerv isoliert.
Nerven mit einer dicken Schicht aus Myelin, auch dicke Nervenfasern genannt, leiten das Nervensignal schneller weiter als Nerven ohne Myelinscheide. Die menschliche Schmerzsignalisierung hingegen gilt als erheblich langsamer und wird von Nerven verarbeitet, die nur dünnes oder gar kein Myelin haben Überhaupt.
Bei Affen und vielen anderen Säugetieren hingegen können Teile des Schmerzsystems Nervensignale genauso schnell weiterleiten wie der Tastsinn.
Die Forscher fragten sich, ob ein solches System auch beim Menschen existiert.
Die
Fähigkeit, Schmerz wahrzunehmen, ist entscheidend für unser Überleben, warum sollten wir also ein System zur Schmerzsignalisierung haben, das deutlich langsamer ist als das der Berührung und viel langsamer, als es sein kann?", sagt Saad Nagi von der Abteilung für klinische und experimentelle Medizin, IKE, und dem Zentrum für Soziale und Affektive Neurowissenschaften.
CSAN, an der Universität Linköping.
Um die Antwort zu finden, nutzten die Forscher eine Technik, die es ihnen ermöglicht, die Signale in den Nervenfasern jeweils einer einzelnen Nervenzelle abzufangen. Bei halbwegs gesunden Probanden suchten die Forscher nach Nervenzellen, die das Nervensignal genauso schnell transportierten wie Berührungsnervenzellen, die aber ansonsten Eigenschaften wie stimmten mit Schmerzrezeptoren oder Nozizeptoren überein.
Ultraschnelle Schmerzrezeptoren
Schmerzrezeptoren zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, schädliche Reize wie Kneifen und Kratzen auf der Haut zu erkennen und reagieren nicht auf leichte Berührungen.
Die Forscher fanden heraus, dass ein Achtel (12 Prozent) der Nervenzellen mit dicken Myelinscheiden die gleichen Eigenschaften wie Schmerzrezeptoren hatten, während die Leitungsgeschwindigkeit hoch war wie bei Berührungsnerven.
Die Forscher fanden heraus, welche Funktion diese ultraschnellen Schmerzrezeptoren erfüllen. Indem sie kurze elektrische Impulse über die Nahrungselektrode sendeten, konnten die Forscher dieselbe einzelne Nervenzelle aktivieren.
Die Probanden gaben dann an, dass sie scharfe oder nadelstichartige Schmerzen verspürten.
Wenn wir eine einzelne Nervenzelle gezielt aktivieren, entsteht ein Schmerzerlebnis, so dass diese Nerven mit Schmerzzentren im Gehirn verbunden sind", sagt Saad Nagi.
Schwarz nimmt mechanisch wahr Schmerzen
Das Forschungsteam untersuchte auch Patienten mit verschiedenen sehr seltenen neurologischen Erkrankungen.
Eine Gruppe bestand aus Menschen, die im Erwachsenenalter Nervenschäden erlitten hatten, die zur Zerstörung der großen Nervenfasern mit dicken Myelinscheiden führten, während die kleinen Nervenfasern übrig blieben. Die Patienten konnten keine leichte Berührung wahrnehmen.
Die Forscher sagten voraus, dass der Verlust von myelinummantelten Nervenfasern auch das von ihnen identifizierte schnelle Schmerzsystem beeinflussen sollte.
Es stellte sich auch heraus, dass diese Menschen eine verminderte Fähigkeit hatten, mechanische Schmerzen wahrzunehmen. Untersuchungen an Patienten mit zwei weiteren ungewöhnlichen neurologischen Erkrankungen ergaben ähnliche Ergebnisse. Die Entdeckung kann für die Schmerzforschung sowie für die Diagnose und Versorgung von Schmerzpatienten von großer Bedeutung sein.
Es ergibt sich das Bild, dass dicke Nervenfasern zum Schmerzempfinden von mechanischem Schmerz beitragen.
Unser Befund stellt die Beschreibung der Lehrbücher in Frage, dass wir einen schnellen Tastsinn haben, aber einen Langsames Schmerzsignalsystem. Wir gehen davon aus, dass Schmerzen genauso schnell signalisiert werden können wie die Berührung", sagt Saad Nagi.
Die Studie wurde von Forschern der Universität Linköping, der John Moores University in Liverpool in Großbritannien und der National Institutes of Health (NIH) in den USA durchgeführt.
Wissenschaftlicher Artikel:
Ein ultraschnelles System zur Signalisierung mechanischer Schmerzen in der menschlichen Haut, Saad S.
Nagi, Andrew G. Marshall, Adarsh Makdani, Ewa Jarocka, Jaquette Liljencrantz, Mikael Ridderström, Sumaiya Shaikh, Francis O? Neill, Dimah Saade, Sandra Donkervoort, A. Reghan Foley, Jan Minde, Mats Trulsson, Jonathan Cole, Carsten G. Bonnemann, Alexander T. Chesler, M. Catherine Bushnell, Francis McGlone und Håkan Olausson, Science Advances
Kontakt:
Saad Nagi, Leitender Forschungsingenieur, @
Håkan Olausson, Professor, on@