Donnerstag, 29.09.2011
Der Geruch des Schmerzes
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Ein einziges Gen steuert sowohl Riechsinn als auch Schmerzempfinden
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Was haben Schmerzempfinden und die Wahrnehmung von
Gerüchen miteinander zu tun? Auf den ersten Blick nichts, auf
genetischer Ebene aber sehr viel. In „Nature“ berichtet ein
internationales Forscherteam, dass ein einziges Gen dafür
verantwortlich ist, dass Menschen sowohl Schmerz als auch Düfte
wahrnehmen können. Die neuen Ergebnisse zeigen erstmals
detailliert, wie die Funktion dieses Gens zu einer direkten
Kontrolle der gesamten Nervenaktivität des Geruchssystems führt.
Rätsel Riechen
© SXC
Seit 2006 sorgen Studien über das fehlende
Schmerzempfinden bei einer bestimmten
Gruppe von Patienten in der Fachwelt für
Aufsehen. Diese Patienten brechen sich
zum Beispiel die Knochen, ohne dabei
Schmerzen zu empfinden. Da dieser Defekt
besonders oft in bestimmten Familien
vorkommt, haben die Wissenschaftler eine
genetische Veränderung dahinter vermutet.
Tatsächlich konnte ein einziges Gen
identifiziert werden, das für das fehlende
Schmerzempfinden verantwortlich ist.
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Fehlendes Schmerzgen macht geruchsblind
Dabei handelt es sich um das Gen mit der Bezeichnung SCN9A, das einen
bestimmten Natrium-Ionenkanal kodiert. Trägt dieses Gen eine
spezifische Mutation, so kann dieser Natrium-Kanal vom Körper nicht
hergestellt und in die Zellmembran der schmerzempfindlichen
Nervenzellen eingebaut werden. Die Folge ist, dass keine Nervenreize
mehr weitergeleitet werden können, so dass letztendlich im Gehirn kein
Schmerzempfinden ausgelöst werden kann.
„Wir haben uns gefragt, ob derselbe Natrium-Kanal auch für die Funktion
der Nervenzellen im Riechsystem wichtig sein könnte“, erklärt Professor
Frank Zufall vom Institut für Physiologie der Universität des Saarlandes in
Homburg und leitender Wissenschaftler der aktuellen Studie. Gemeinsam
mit Kollegen aus Großbritannien, den USA und Frankreich fanden die
Forscher schnell heraus, dass dieser spezielle Natrium-Kanal namens
Nav1.7 auch stark in den olfaktorischen Sinneszellen der Nase vorhanden
ist. Ein einziges Gen ist offenbar dafür verantwortlich, dass Menschen
sowohl Schmerz als auch Düfte wahrnehmen können. Bei Patienten mit
einem Funktionsausfall dieses Gens, das die Bezeichnung SCN9A trägt,
fehlen diese beiden wichtigen Sinnesempfindungen.
Blockade an erster Schaltstelle Richtung Gehirn
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Nun stellte sich die Frage nach der konkreten Funktion dieses Kanals beim
Riechsinn. Um das herauszufinden, schalteten die Wissenschaftler das Gen
in den Riechsinneszellen von Mäusen aus. Tatsächlich zeigten diese
Mäuse, genau wie die Patienten mit einem veränderten SCN9A-Gen, einen
völligen Ausfall ihres Geruchssystems, ein Zustand, der als „generelle
Anosmie“ bezeichnet wird. Wo aber setzte diese Riechblockade an? Dabei
hatten die Wissenschaftler eine harte Nuss zu knacken:
„Das Schwierige war, dass die Sinneszellen in der Nase, die am Anfang
der Wahrnehmung stehen, nach wie vor auf Düfte reagieren und
Aktionspotenziale feuern, wenn der Nav1.7-Kanal ausgeschaltet ist“,
erklärt Zufall. Das heißt, die Zellen in der Nase funktionieren trotz
defektem Gen einwandfrei und leiten elektrische Reize, die von Düften
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Der Geruch des Schmerzes
ausgelöst werden, weiter. Die Forscher mussten also weitersuchen, bis sie
herausfanden, dass bei fehlendem Nav1.7-Kanal im Verlauf des
Geruchsnervs, an der ersten Schaltstelle zum Gehirn, die Reizweitergabe
in Richtung Gehirn völlig blockiert war.
Wichtige Hinweise für Schmerztherapie
Neben der Identifizierung des ersten menschlichen Gens, das die
Nervenübertragung des gesamten Geruchssystems direkt steuert, sowie
einem besseren molekularen Verständnis unserer Sinnessysteme kann
diese Arbeit auch ganz konkrete Anwendungen möglich machen. „Die
Erkenntnisse sind von großem kommerziellen Interesse, da der Nav1.7Natriumkanal einen wichtigen Angriffspunkt für die Herstellung neuartiger
Schmerzmittel darstellt“, erklärt Frank Zufall. Damit können potentielle
Nebenwirkungen dieser Medikamente besser verstanden werden. (Nature,
2011; DOI: 10.1038/nature09975)
(Universität des Saarlandes, 24.03.2011 - NPO)
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Riechen, Schmerz, Gen, Geruchssinn, Blockade, Nervensystem,
Riechsinn, Schmerzempfinden, Natriumkanal, SChmerztherapie,
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