Mechanismus für Nervenschmerzen entdeckt

Foto: Nervenzelle

Die Erregung von Nervenzellen
wird durch Eiweiße in der Zellwand
ausgelöst; © panthermedia.net/
Sebastian Kaulitzki

„Mach’ die Tür zu, es ist kalt!“ Vielen Eltern wird dieser Satz bekannt vorkommen. Nun haben Forscher diesem Bild eine vollkommen neue Bedeutung gegeben. Die Erregung von Nervenzellen wird durch Eiweiße in der Zellwand ausgelöst, die sich wie Türen verhalten: Sie halten die im Wasser gelösten Salze aufgrund ihrer Ladung entweder zurück, oder erlauben ihnen den Eintritt, und fungieren damit als „Ionenkanäle“.

Der Ablauf einer einzelnen Erregung einer Nervenzelle wird dabei durch das einmalige Öffnen der „Tür“ für Natrium eingeleitet, wodurch Natrium-Ionen mit ihrer positiven Ladung in die Zelle gelangen. In einem zweiten Schritt öffnen Türen für Kalium-Ionen. Im Gegensatz zum Natrium sind Kalium-Ionen in der Zelle viel höher konzentriert. Deshalb verlassen die Kalium-Ionen beim Öffnen ihrer Tür die Zelle und beenden damit die Erregung der Nervenzelle.

Patienten, die wegen einer Krebserkrankung mit Oxaliplatin, einem Zellgift für Krebszellen, behandelt werden, leiden unter extremen Missempfindungen. Diese werden durch Kälte verstärkt und können so unangenehm werden, dass die Patienten die Behandlung unterbrechen müssen. Für lange Zeit wurde vermutet, dass diese Überempfindlichkeit durch eine veränderte Funktion der Sensoren für Kälte vermittelt würde.

Doktor Richard Carr und seine Kollegen fanden heraus, dass das Oxaliplatin das Verhalten der „Türen“ für Natrium bei Kälteeinwirkung drastisch verändert: Während sich die Natriumkanäle beim Gesunden während einer Erregung nur einmal öffnen, bewirkt das Oxaliplatin im Zusammenwirken mit niedrigen Temperaturen, dass die Natriumkanäle nach einer abgelaufenen Erregung ein weiteres Mal öffnen („resurgent current“). Bildlich gesprochen wird dabei ein Fuß in die Tür gestellt („blocking particle“), der verhindert, dass die Tür fest schließt und sich stattdessen erneut öffnet. Dieser Prozess hat für das Neuron fatale Folgen, da mit dem erneuten Öffnen ein neuer Erregungszyklus angestoßen wird. Die Nervenzellen feuern damit nicht enden wollende hochfrequente Salven. Da die Intensität der Empfindung von der Erregungsfrequenz abhängt, fühlt der Patient dieses Erregungsmuster als extrem intensiv.

MEDICA.de; Quelle: Universitätsmedizin Mannheim