Bestimmte Zellen im Rückenmark kontrollieren Schmerz und Juckreiz

Schmerzsignale werden über das Rückenmark ins Gehirn geleitet. Allerdings kommen nicht alle Impulse an: Gewisse Nervenzellen agieren als Kontrollstellen und entscheiden darüber, ob ein Reiz weitergeleitet wird oder nicht. Forschende der ETH und der Universit?t Zürich haben nun die hemmenden Zellen identifiziert. Mit einer gezielten Aktivierung lassen sich Schmerzen vermindern – und erstaunlicherweise auch Juckreiz lindern.

Vergr?sserte Ansicht: Neuronen
Schmerzeignale werden über Synapsen (gross im Bild) von einer Nervenzelle zur n?chsten weitergeleitet. (Illustration: ktsimage / iStockphoto)

Schmerzen empfinden ist ?usserst unangenehm, manchmal schwer ertr?glich – und Schmerzen k?nnen sogar chronisch werden, etwa 20 Prozent unserer Bev?lkerung leiden unter chronischen Schmerzen. Diese werden je nach Situation ganz unterschiedlich empfunden und die zugrundeliegenden Mechanismen der Schmerzverarbeitung wurden bislang nicht vollst?ndig verstanden. Vor 50 Jahren haben der Neurobiologe Patrick Wall und der Psychologe Ronald Melzack die sogenannte ?Gate-Control-Theory? des Schmerzes formuliert. Die beiden Forscher haben postuliert, dass hemmende Nervenzellen im Rückenmark darüber entscheiden, ob ein aus der Peripherie, zum Beispiel vom Fuss kommender Schmerzimpuls ins Gehirn weiter geleitet wird oder nicht.

Welche hemmenden Nervenzellen im Rückenmark für diese Kontrollfunktion verantwortlich sind, konnte jetzt das Team von Hanns Ulrich Zeilhofer, Professor am Institut für pharmazeutische Wissenschaften der ETH Zürich und am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universit?t Zürich, zeigen: Die Kontroll-Zellen liegen im tiefen Hinterhorn des Rückenmarks und verwenden als hemmenden ?bertr?gerstoff die Aminos?ure Glycin, wie die im Wissenschaftsjournal ?Neuron? erschienene Studie zeigt.

Schmerzempfindlichkeit l?sst sich ver?ndern

Mit Hilfe von genetisch ver?nderten Viren gelang es der Forschungsgruppe im Tiermodell, diese Nervenzellen gezielt zu l?hmen. Sie fand heraus, dass die L?hmung dieser Glycin freisetzenden Nervenzellen zu einer gesteigerten Schmerzempfindlichkeit und zu Zeichen von spontanen Schmerzen führte. Hanns Ulrich Zeilhofers Team entwickelte überdies Viren, die es erlauben, diese Schmerz-Kontroll-Zellen gezielt pharmakologisch zu aktivieren. So behandelte M?use waren gegenüber schmerzhaften Reizen weniger empfindlich als unbehandelte. Auch chronische Schmerzen vermochte die Aktivierung dieser Nervenzellen zu vermindern. Und das überraschende Zusatz-Ergebnis: ?Die Nervenzellen kontrollieren offenbar nicht nur Schmerzen, sondern auch verschiedene Formen des Juckreiz’?, so Zeilhofer.

Der Zusammenhang von Hautnerven und Schmerz

Ein wichtiger Aspekt der ?Gate-Control-Theory? ist, dass die Aktivit?t der Schmerz kontrollierenden Nervenzellen durch verschiedene Einflüsse moduliert werden kann. Durch Erfahrung aus dem Alltag wissen wir zum Beispiel, dass sanftes Reiben oder Halten einer verletzten Extremit?t Schmerzen in diesem Bereich lindern k?nnen. Gem?ss Theorie sollte demnach eine nicht schmerzhafte Berührung der Haut die hemmenden Nervenzellen aktivieren. Tats?chlich konnten die -Forschenden bei der ?berprüfung dieser Hypothese best?tigen, dass die hemmenden, Glycin ausschüttenden Nervenzellen von solchen berührungsempfindlichen Hautnerven innerviert werden.

Zudem konnten die Pharmakologen zeigen, dass auch Nervenzellen in den oberfl?chlichen Schichten des Rückenmarks, wo die Fortleitung der Schmerzsignale erfolgt, vorwiegend durch Glycin-Signale gehemmt werden. ?Unsere drei Befunde k?nnen erstmals die Nervenzellen und Verschaltungen, die der ?Gate-Control Theory? zugrunde liegen, beschreiben?, fasst Hanns Ulrich Zeilhofer zusammen.

Therapie beim Menschen noch nicht m?glich

K?nnen diese Erkenntnisse nun für die Therapie von Schmerzen genutzt werden? ?Die gezielte Erregung oder Hemmung von bestimmten Typen von Nervenzellen beim Menschen liegt noch in der Ferne und wird vielleicht erst in einigen Jahrzehnten m?glich sein?, sagt Zeilhofer. Ein anderer Weg k?nne wom?glich schon eher ans Ziel führen – n?mlich der über die Rezeptoren, die von den hemmenden Nervenzellen aktiviert werden: ?Diese Rezeptoren liegen auf den Nervenzellen, die die Schmerzsignale ins Gehirn weiterleiten, so dass deren gezielte pharmakologische Aktivierung den Schmerz ebenfalls blockieren kann?, so Hanns Ulrich Zeilhofer. Auch auf diesem Gebiet habe seine Gruppe schon erste vielversprechende Resultate erzielt.

Dieser Text basiert auf einer externe SeiteMedienmitteilung der Universit?t Zürich.

Literaturhinweis

Foster E et al.:Targeted ablation, silencing and activation establish glycinergic dorsal horn neurons as key components of a spinal gate for pain and itch. Neuron 2015, 85: 1289-1304, doi: externe Seite10.1016/j.neuron.2015.02.028

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