Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schmerzgrenze als Erbteil

06.04.2006


Zwei Mäuse, eine mit hellem, die andere mit dunklem Fell, spüren am Hinterfuß denselben Hitzestrahl. Welche von beiden zieht schneller die Pfote weg, die schwarze oder die weiße? Die Frage ist nicht etwa als Scherz gemeint, denn das Beispiel von Inzuchtmäusen lehrt, dass die Schmerzgrenze nicht für alle Individuen gleich hoch liegt und dass höhere Empfindlichkeit zumindest teilweise erblich ist. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus vier Nationen, darunter Prof. Dr. Peter Reeh vom Institut für Physiologie der Universität Erlangen-Nürnberg, erforschen im europäischen Projekt Paingenes die genetischen Grundlagen der Schmerzwahrnehmung. Nicht das Zusammenwirken mehrerer Gene, so lautet bisher die Vermutung, regelt das Hitzeschmerzempfinden. Der Verdacht richtet sich gegen ein einziges Gen, auf das schon Hinweise vorliegen.



In dem EU-Projekt geht es darum, den Schmerz an der Wurzel zu packen. Bekanntermaßen schmerzhafte Krankheiten sind deshalb nicht Gegenstand der Untersuchungen; das Interesse gilt Schmerzen, deren Ursachen schwer greifbar sind, wie beispielsweise bei Migräne, Nervenleiden, Reizdarmsyndrom oder anhaltendem Wundschmerz nach Operationen. In solchen Fällen werden häufig psychische Faktoren zur Erklärung herangezogen. Physiologische und pharmakologische Forschungen lassen aber darauf schließen, dass genetisch gesteuerte Kreisläufe verantwortlich sind, wenn Schmerzreaktionen, statt abzuklingen, sich immer weiter fortsetzen oder sogar steigern.

... mehr zu:
»CGRP »Gen


An der Universität von Jerusalem, dem Karolinska-Institut in Stockholm und der Universität von Pecs in Ungarn sind Projektgruppen von Paingenes seit Mitte 2004 an der Arbeit. In Deutschland beteiligt sich neben der Universität Erlangen-Nürnberg die Sanofi-Aventis Pharma AG in Frankfurt. Insgesamt knapp 1,8 Millionen Euro an Fördergeldern der Europäischen Union fließen in das auf drei Jahre angesetzte Projekt. In Erlangen wird davon mehr als eine Viertel Million verwaltet. Prof. Reeh leitet die für zellbiologische Abläufe zuständige Gruppe. Hier wird an Präparaten von Nervenendigungen der Haut nachvollzogen, was geschieht, wenn ein schmerzhafter Reiz weitergeleitet wird, und was dabei auf erbliche Ursachen verweist.

Verstärkerkreislauf der Nervenzelle

Auf die Spur führte zunächst der Versuch mit dem Hitzestrahl. Die getesteten Mäuse unterscheiden sich weit mehr als nur farblich; es sind Stämme, die u. a. für die Genforschung gezüchtet wurden. In ihrem Erbmaterial stimmen die Tiere eines Stammes ebenso überein wie Klone. Deutlich andersartiges Verhalten beim Vergleich mit einem anderen Inzucht-Stamm lässt vermuten, dass auch die Genome entsprechend voneinander abweichen. Dass die schwarzen Mäuse schon nach durchschnittlich sechs Sekunden zurückzucken, weiße Mäuse dagegen bis zu 14 Sekunden lang ungerührt sitzen bleiben, legt also eine genetisch bedingte unterschiedliche Schmerzempfindlichkeit nahe.

Die Reaktion der Nozizeptoren, der "Außenposten" der neuronalen Schmerzleitung, bestätigt diese Vermutung. Nervenendigungen in der Haut besonders hitzesensibler Mäuse werden bei Temperaturen aktiv, die um 4 Grad niedriger liegen als die, welche die Neuronen ihrer weniger empfindlichen Artgenossen in Erregung versetzen. Hitzeaktivierte Ionenkanäle der Zellen öffnen sich dann für positiv geladene Ionen, was Erregung und eine Kette von Prozessen auslöst. Unter anderem setzen die alarmierten Nervenzellen ein Neuropeptid mit der Bezeichnung CGRP (Calcitonin Gene-Related Peptide) frei, das sich nach der Absonderung an der Zelloberfläche anlagert und auf die Einlasskanäle zurückwirkt. Diese Substanz ist nach den Forschungen des Teams von Prof. Reeh ein aussichtsreicher Kandidat für einen Verstärker des Schmerz-Signals bei Hitzeeinwirkung und könnte auch Menschen den Schmerz intensiver spüren lassen.

Mehrere Tests sind durchgeführt worden, um zu überprüfen, ob tatsächlich ein direkter Zusammenhang zwischen der CGRP-Absonderung und den Verhaltensunterschieden bei den Tieren besteht. In den Hautpräparaten des weißen Mäuse-Inzuchtstamms ist nach einem Hitzereiz von diesem Zellsekret weit weniger aufzufinden, obwohl die Anzahl der Schmerz-Nervenendigungen nicht niedriger liegt. Wird CGRP per Injektion zugeführt, nehmen die zuvor eher langsam reagierenden Mäuse sehr viel schneller vor dem heißen Strahl Reißaus, während bei ohnehin empfindsamen Tieren kein Unterschied festzustellen ist. Gebremst werden kann die Schmerzreaktion durch eine Blockierung der CGPR-Rezeptoren oder durch ein spiegelverkehrtes Bindemolekül ("Spiegelmer"), das mit dem freigesetzten CGRP eine dauerhafte Bindung eingeht, wodurch es wirkungslos wird.

Kreuzungen der beiden Mäusestämme halfen dabei, im Erbmaterial die Region einzugrenzen, die mit der Höhe der Hitzeempfindlichkeit korreliert. Das Gen selbst, der CGPR-Bauplan, zeigt jedoch keine Auffälligkeiten, wohl aber seine Aktivität. Die Unterschiede sind in den genetischen Steuerungsmechanismen zu suchen, den Promotoren, die das Ablesen eines Gens veranlassen, und den Enhancern, die die Produktion erhöhen. Bei Menschen ist diese Region, wenn auch große Ähnlichkeit zum Maus-Genom besteht, komplizierter gestaltet. Hier gibt es drei Ansatzpunkte für Mutationen, die zu unterschiedlicher Hitzeschmerzwahrnehmung führen könnten. Bis darüber mehr bekannt ist, bleibt die Blockade von CGPR als neue Möglichkeit für schmerzlindernde Medikamente interessant und hat sich bereits bei Migräne bewährt.

Weitere Informationen für die Medien

Prof. Dr. Peter Reeh
Professur für Physiologie
Tel.: 09131/85 -22228
reeh@physiologie1.uni-erlangen.de

Ute Missel | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-erlangen.de/

Weitere Berichte zu: CGRP Gen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kokosöl verlängert Leben bei peroxisomalen Störungen
20.06.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Überdosis Calcium
19.06.2018 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Breitbandservices von DNS:NET erweitert

20.06.2018 | Unternehmensmeldung

Mit Parasiten infizierte Stichlinge beeinflussen Verhalten gesunder Artgenossen

20.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics