Wenn wir uns einen Zeh anstoßen, durchfährt kurzzeitig ein spitzer Schmerz unseren Fuß. Dieser akute und vorübergehende Schmerzreiz warnt uns vor einer möglichen Verletzung und lehrt uns gleichzeitig, Gefahren wie ein kantiges Stuhlbein zu meiden. Manchmal kann es aber auch passieren, dass die Schmerzen und ihr Auslöser so lange bestehen bleiben, dass die Schmerzen chronisch werden und auch noch anhalten, nachdem der ursprünglich auslösende Reiz verschwunden ist. Betroffene leiden dann nach einem Unfall oder einer Operation beispielsweise jahrelang unter Beinschmerzen, obwohl die ursprüngliche Verletzung inzwischen abgeheilt ist. In diesen Fällen schlägt das Nervensystem übermäßig und dauerhaft Alarm, obwohl die eigentliche Gefahr vorüber ist. „Es ist ein Gehirninput, der sensibilisiert und hyperaktiv geworden ist“, sagt Seniorautor J. Nicholas Betley von der University of Pennsylvania.
Hunger übertrumpft Schmerz
Wie sich diese Hyperaktivität des Nervensystems eindämmen lässt, hat nun ein Team um Betley und Erstautor Nitsan Goldstein anhand von Mausmodellen untersucht. Mithilfe verschiedener Techniken machten sie die verschiedenen Nervenzelltypen im Gehirn sichtbar, um herauszufinden, welche Zellen bei Schmerzsignalen aktiv sind. Das Ergebnis: Im Nucleus parabrachialis lateralis (LPBN) des Hirnstamms gibt es eine spezielle Gruppe von Nervenzellen, die den Y1-Rezeptor (Y1R) auf ihrer Oberfläche tragen. Diese mosaikartig im LPBN verteilten Neuronen werden aktiviert, wenn jemand Hunger, Angst oder Durst hat – und auch, wenn jemand akute oder chronische Schmerzen hat. Die Neuronen sorgen dabei wie ein Filter dafür, dass die eingehenden Signale sortiert, gegebenenfalls gedämpft und nur die dringendsten Bedürfnisse an andere Hirnregionen weitergeleitet werden.
Wenn jemand Hunger, Durst oder Angst hat, übertrumpft dieses überlebenswichtige Bedürfnis-Signal selbst starke Schmerzen, wie das Team in den Tierversuchen feststellte. Das legt nahe, dass diese Y1R-Nervenzellen wie eine Schaltstelle wirken und chronische Schmerzen entweder stetig befeuern oder ausschalten können. Sind die Y1R-Neuronen durch Überreizung hyper- und daueraktiv geworden, sorgen sie dafür, dass die Schmerzen fortbestehen – unabhängig von den Nervenreizen an der ursprünglichen Verletzungsstelle. Werden sie jedoch durch einen anderen, akuteren Reiz abgelenkt, schalten sie um und der Schmerz verblasst. „Es gibt Schaltkreise im Gehirn, die die Aktivität von Neuronen reduzieren können, die das Schmerzsignal übertragen“, schreiben die Forschenden.
