Schmerzforschung Kalzium schützt vor wiederkehrender Qual

Wie entstehen chronische Schmerzen? Versuche mit Würmern verraten, dass Kalzium die Schmerzempfindlichkeit dämpfen kann. Bei chronischer Pein entfaltet der Stoff jedoch seine schädliche Wirkung, glauben Forscher.

Brennen im Gesicht: Chronische Schmerzen lassen sich oft schwer behandeln
Corbis

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Eine unachtsame Bewegung und blitzartig schnellt die Hand zurück - Schmerzreflexe schützen vor Verletzungen, etwa schweren Verbrennungen nach dem Griff zum heißen Bügeleisen. Forscher haben nun genauer untersucht, wie die Schutzreaktion entsteht. Es zeigte sich: Ein Stoff, der bisher als Auslöser der Schmerzen galt, kann vor ihnen schützen. Die Erkenntnis soll helfen zu verstehen, wie chronische Schmerzen entstehen.

Einer der derzeit wichtigsten Ansatzpunkte in diesem Bereich ist eine winzige Öffnung in Nervenzellen. Wenn die Öffnung, ein Ionenkanal, Kalzium- und Natriumionen in die Zelle leitet, werden weitere Reaktionen in Gang gesetzt und die Nervenzelle sendet ein Schmerzsignal ans Gehirn. Blockiert man den Ionenkanal, stoppt das den Schmerz, so die Idee. Salben dazu werden derzeit bereits in klinischen Studien am Menschen erprobt.

Überschätztes Kalzium

"Bisher ging man davon aus, dass allein das Kalzium, das durch den Ionenkanal in die Zelle gelangt, die Schmerzreaktion einleitet", erklärt Wolfgang Liedtke, der täglich Schmerzpatienten in der Duke Schmerzklinik in Durham, US-Bundesstaat North Carolina, behandelt. In seinem Labor zeigte er nun, dass eine Kalziumblockade aber nicht vor der ersten Schmerzreaktion schützt.

Liedtke und Kollegen veränderten mehrere Exemplare des Wurms C. elegans gentechnisch, sodass der Ionenkanal OSM-9 Kalzium nicht mehr in die Zelle ließ. OSM-9 ist einem Ionenkanal des Menschen sehr ähnlich, der etwa an der Schmerzverarbeitung im Gesicht beteiligt ist.

Im Wurm-Versuch ließen die Forscher die gentechnisch veränderten Tiere in eine extrem salzige Lösung kriechen, was normalerweise die gleiche Reaktion auslöst, wie bei einem Menschen, der auf die heiße Herdplatte fasst. Das Ergebnis: Die gentechnisch veränderten Würmer reagierten meist genauso wie die normalen, obwohl kein Kalzium in die Nervenzelle floss.

Das lege nahe, dass Kalzium allein, entgegen der bisherigen Auffassung, keinen direkten Einfluss auf die Schmerzreaktion habe, schreiben die Forscher im Fachmagazin "Nature Communications".

Genmanipulation durch Kalzium?

In einem zweiten Versuch setzten Liedtke und Kollegen ihre Würmer immer und immer wieder der schmerzenden Salzlösung aus. Nach zehn Wiederholungen reagierte der Wurm, der gentechnisch nicht verändert worden war, nicht mehr so stark auf den Schmerzreiz. Er war unempfindlicher geworden. Vermutlich ist die Anpassung ein Schutz vor ständigen Qualen, die das Überleben sichert.

Ein gentechnisch veränderter Wurm dagegen reagierte nach zehn Versuchen immer noch genauso empfindlich wie am Anfang. Bei ihm war nur noch Natrium in die Nervenzelle transportiert worden, aber kein Kalzium. Demnach hilft Kalzium dem Nervensystem, mit wiederkehrenden Schmerzattacken fertig zu werden, erklären die Wissenschaftler.

Bei der Entstehung von chronischen Schmerzen halten sie Kalzium weiterhin für ausschlaggebend: Der Stoff könnte Einfluss darauf nehmen, welche Gene in Nervenzellen abgelesen werden - und so indirekt chronische Schmerzen verursachen. "Wir gehen davon aus, dass chronischer Schmerz durch fehlgesteuerte Gene im sensorischen System entsteht", sagt Liedtke. "Die bisherigen Ergebnisse weisen stark darauf hin."

jme

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