Im Fokus: Tastsinn

1 Dies­jäh­ri­ger Nobel­preis für Medizin

Zu neuen Behand­lungs­op­tio­nen bei chro­ni­schen Schmer­zen könn­ten die Ent­de­ckun­gen des Phy­sio­lo­gen Prof. David Julius und des Mole­kularbiologen Prof. Ardem Pata­pou­tian füh­ren. Die dies­jäh­ri­gen Nobel­preis­trä­ger für Medi­zin wur­den für ihre Ent­de­ckun­gen der Temperatur­ und Tast­re­zep­to­ren in der Haut ausgezeichnet.

2 Hitze und Kälte

Bereits vor 30 Jah­ren ent­deckte Julius, dass Cap­sai­cin Tem­pe­ra­tur­wahr­neh­mun­gen entschlüs­selt; nicht bekannt war jedoch, wie der Cap­sai­cin­-Rezep­tor aus­sieht. Bei Ver­su­chen in Zell­kul­tur­-Zel­len zeigte sich, dass der Ionen­ka­nal TRPV1 der gesuchte Rezep­tor für Hitze und Cap­sai­cin ist, und die­ser ein elek­tri­sches Signal auf­baut. Pata­pou­tian ent­deckte wenig spä­ter TRPM8, den Ionen­ka­nal für die Kältewahrnehmung.

3 Druck und Berührung

Pata­pou­tian suchte bei der For­schung an Zel­len aus der Haut von Nagern jene, die bei Berüh­rung mit einer Pipette elek­tri­sche Signale erzeu­gen. Dabei iden­ti­fi­zierte er nach 72 Genen jenes, das für die Berührungs­wahrnehmung ver­ant­wort­lich ist. Es bil­det einen Ionen­ka­nal namens Piezo1 (grie­chisch für Druck), der bei mecha­ni­schem Druck das spe­zi­fi­sche Ner­ven­si­gnal auslöst.

4 Künst­li­cher Tast­sinn und Haut

Eine elek­tro­ni­sche Sen­sor­haut, die Druck­reize in opti­sche Signale ver­wan­delt, könnte Hand­pro­the­sen künf­tig mit einem Tast­sinn aus­stat­ten. In die aus Polyure­than bestehende obere Schicht wer­den Nano­röhr­chen ein­ge­ar­bei­tet; dies wirkt als Pie­zo­wi­der­stand. Inte­grierte Tran­sis­to­ren erzeu­gen dar­aus Pulse mit einer Fre­quenz bis zu 200 Hertz. Wann der­ar­tige Pro­the­sen zum Ein­satz kom­men wer­den, ist der­zeit noch nicht absehbar.

5 Usher-Syn­drom

Pati­en­ten mit einem Usher­Syndrom – sie sind weni­ger emp­find­lich für Berüh­run­gen – wei­sen eine Muta­tion jenes Gens auf, das für USH2A kodiert. Die­ses Pro­tein wird in Meissner­Körperchen pro­du­ziert. Diese – und nicht wie ursprüng­lich ange­nom­men Ner­ven­zel­len – neh­men kleinste Vibra­tionen wahr. Men­schen, die am Usher­Syndrom lei­den, benö­ti­gen einen höhe­ren Sti­mu­lus, um Vibra­tio­nen zu spü­ren. Im Gegen­satz dazu emp­fin­den sie Temperatur­veränderungen und leichte Schmer­zen. Das ist nach Ansicht der Wis­sen­schaf­ter ein Hin­weis dafür, dass der Mecha­nis­mus evo­lu­tio­när kon­ser­viert wurde.

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 21 /​10.11.2021