Was wir heute über das menschliche Nervensystem wissen, haben Wissenschaftler größtenteils in Tierversuchen herausgefunden, deren Ergebnisse anschließend in humanen Zellmodellen oder klinischen Studien bestätigt wurden. Doch einige Funde aus den Tierversuchen konnten nie auf den menschlichen Körper übertragen werden. Das könnte daran liegen, dass das tierische und das menschliche Nervensystem nur zum Teil vergleichbar sind. Doch wie ähnlich sind sich Mensch und Tier auf neurologischer Ebene tatsächlich? Und was geht in den einzelnen Nervenzellen vor?
Detaillierte Analyse der Nervenzellen der Haut
Um das herauszufinden, hat ein Team um Huasheng Yu von der University of Pennsylvania nun das Nervensystem von Menschen, Mäusen und Makaken verglichen. Dabei fokussierten sich die Neurobiologen auf den Tast-, Temperatur- und Schmerzsinn und analysierten anhand von Hautproben, welche Nervenzellen daran jeweils beteiligt sind. Dafür verglichen sie erstmals die in den einzelnen Nervenzellen vorkommende RNA – ein Indiz für die darin aktiven Gene und die vorhandenen Proteine und Rezeptoren. Basierend darauf gruppierten Yu und seine Kollegen die untersuchten rund 1000 Nervenzellen in verschiedene Typen, wobei Zellen mit ähnlichem Genexpressionsprofil jeweils in derselben Gruppe landeten.
Dabei zeigte sich, dass die Nervenzellen in der menschlichen Haut, die an unserem Sinnessystem beteiligt sind, zu nicht weniger als 16 verschiedenen Zelltypen gehören. Demnach gibt es mehr Subtypen dieser Sensoren als gedacht. Doch heißt das auch, dass diese 16 Nervenzelltypen jeweils eine andere Funktion für die Sinneswahrnehmung unserer Haut erfüllen? Spüren einige dieser Zelltypen beispielsweise Hitze, während andere Schmerz oder Berührungen wahrnehmen? Um diese gängige Vermutung zu überprüfen, analysierten die Neurobiologen anschließend auch die Funktion der einzelnen Nervenzellen, indem sie diese verschiedenen Reizen wie Hitze, Druck oder Chemikalien aussetzten. Mithilfe einer speziellen Methode, der sogenannten Mikroneurographie, betrachteten sie dabei ob einzelne Nervenzellen in der Haut von menschlichen und tierischen Versuchsteilnehmern auf die Reize reagieren und Signale an das Gehirn senden.
Ein Zelltyp, mehrere Funktionen
Die Tests ergaben überraschend, dass die Nervenzellen innerhalb eines Zelltyps nicht nur auf einzelne Umweltreize, sondern auf mehrere Trigger reagieren. Ein Zelltyp beispielsweise, der auf sanfte, angenehme Berührungen reagiert, reagierte auch auf Hitze, Kälte und Capsaicin – jene Chemikalie, die für den Schmerz von scharfem Essen wie Chilis verantwortlich ist. Auf diesen Stoff reagieren sonst vor allem Nervenzellen, die auf Schmerz „spezialisiert“ sind, so die bisherige Annahme. Die Versuche enthüllten nun jedoch, dass diese Nervenzellen ebenfalls keine Spezialisten, sondern eher Multifunktionstools sind: Sie reagieren nicht nur auf den Schmerz des Capsaicins, sondern auch auf nicht-schmerzhafte Chemikalien wie Menthol sowie Kälte.
