Schmerzwahrnehmung

Molekulare Ursachen neuraler Krankheiten:
Schmerzwahrnehmung
von David Kartte & Michael Bell
Gliederung
• Definition von Schmerz
• Schmerzarten & - komponenten
• Nozizeptoren
• Aufbau A- & C-Fasern
• Ausstattung mit Ionenkanälen
• Temperatursinn
• TRP-Kanäle
• Allgemeines
• Funktionen
• TRPV1-Kanäle & Capsaicin
• TRPM8-Kanäle & Menthol
• Krankheiten
Schmerzwahrnehmung
David Kartte, Michael Bell
Definition
Schmerz ist ein unangenehmes Sinnes- oder Gefühlserlebnis, das mit
tatsächlicher oder potenzieller Gewebeschädigung einhergeht oder
von betroffenen Personen so beschrieben wird, als wäre eine solche
Gewebeschädigung die Ursache.
(IASP, Internationale Gesellschaft zur Erforschung des Schmerzes)
• Subjektive Wahrnehmung
• Beeinflusst von biologischen, psychischen und sozialen Faktoren
Schmerzwahrnehmung
David Kartte, Michael Bell
Schmerzarten
 Physiologischer Schmerz (Nozizeptorenschmerz)
• Verletzung des Körpergewebes
• traumatisch, entzündlich oder tumorös
 Neuropathischer Schmerz
• Verletzung des Nervengewebes
 Schmerzen in Folge funktioneller Störungen
• Fehlerhafte Funktion von Teilsystemen des Körpers
• Psychosomatischer Schmerz
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Schmerzarten
1. Akuter Schmerz
• Zeitlich limitiert
• Warnsignal
2. Chronischer Schmerz
• Länger andauernd
• Schmerz als Krankheit
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Schmerzkomponenten
• Sensorisch-diskriminative Komponente
• Affektive Komponente
• Vegetative Komponente
• Motorische Komponente
• Kognitive Komponente
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Nozizeptoren
• Vorkommen in Epidermis, Muskeln und Eingeweiden
• Sensorische Endigungen:
• unmyelinisiert
• noxischer Reiz  Generatorpotential
• benötigt starken Reiz zur Erregung
• Keine Adaption
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Aufbau der A- & C-Fasern
• A-Nozizeptoren (Mechanonozizeptoren und polymodale Nozizeptoren)
• Leitungsgeschwindigkeit 12-30 m/s
• Mittlerer Durchmesser
• Myelinscheide
• C-polymodale Nozizeptoren
• Leitungsgeschwindigkeit 0,5-2 m/s
• Kleiner Durchmesser
• Keine Myelinscheide
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Aufbau der A- & C-Fasern
• primärer Schmerz (schnell, stechend): A-Fasern
• Sekundärer Schmerz (langsam, dumpf): C-Fasern
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Nozizeptoren und ihre Ionenkanäle
• Neuronale Transduktion:
• Spezifische Kanäle für bestimmte Reize
• Öffnung eines Spezifischen Ionenkanals
• Einstrom von Kationen
• Öffnung von spannungsabhängigen Natriumkanälen
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Nozizeptoren und ihre Ionenkanäle
• Es gibt 3 verschiedene Reizarten,
auf die Nozizeptoren reagieren:
1. Mechanische Reizung
(noxische mechanische Reize)
2. Thermische Reizung (noxische
Hitzereize)
3. Chemische Reizung
(Säuresensitivität)
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Nozizeptoren und ihre Ionenkanäle
• Entzündungsbedingte Sensibilisierung
• Körpereigene Substanzen aktivieren oder sensibilisieren Nozizeptoren
• Die Reizschwelle wird herabgesetzt -> niedrigere Schmerzgrenze
• Vielzahl von Entzündungsmediatoren
• G-Proteine
• Rekrutierung
schlafender
Nozizeptoren
(A-Fasern)
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Temperatursinn
• Fähigkeit von Menschen und Tieren, Änderungen der
Umgebungstemperatur wahrzunehmen
• Regulation der Körpertemperatur
• Abwendung von Schäden durch extreme Temperaturen
• Wahrnehmung über Thermorezeptoren, die entweder
auf Kälte oder Hitze reagieren
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TRP-Kanäle
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Allgemeines
• TRP = „transient receptor potential“
• an D. melanogaster entdeckt (1960er)
• Homo- oder Heterotetramere
• Evolutionär alte Genfamilie
• Vorkommen im ganzen Tierreich
• Vielfältige Funktionen
• 7 Unterfamilien
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Funktionen
Für Schmerzverarbeitung zuständig: TRPV, TRPM, TRPA
• Sitzen an freien Nervenendigungen
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Funktionen
TRP-Kanal
Eigenschaften
TRPV1
reagiert auf T > 42 °C & Capsaicin
TRPV2
reagiert auf T > 50 °C
TRPV4
mechanosensitiver Kanal
TRPM8
reagiert auf Kälte & Menthol
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TRPV1-Kanäle
Vielfältige Aktivierungsmöglichkeiten
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TRPV1-Kanäle & Capsaicin
• Zwischen TM2 und TM3
• AS 491, 511, 512
Auswirkungen
• Signal als Aktionspotential ins Gehirn
• Ausschüttung neuromodulatorischer Peptide
• Vasodilatation, Plasma-Extravasation und Schweißausbrüche
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TRPV1-Kanäle & Capsaicin
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TRPM8-Kanäle
Aktivierungsmöglichkeiten
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TRPM8-Kanäle & Menthol
• Aktiviert nur moderates
Kälteempfinden
• Erleichtert GlutamatFreisetzung
 Sensitisierung
 Desensitisierung
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TRPM8-Kanäle & Menthol
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Störungen
Hyperalgesie:
neurologische/neuropathische Ursachen
Allodynie:
neurologische/neuropathische Ursachen
Analgesie:
Kongenitale Analgesie
CIPA-Syndrom
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Störungen
Kongenitale Analgesie:
Mutation im SCN9A-Gen
im SCN11A-Gen
kodieren für Natriumkanäle
 völlige Schmerz- und Temperaturunempfindlichkeit
CIPA-Syndrom:
„congenital insensitivity to pain and anhidrosis“
Mutation im NTRK1-Gen
kodiert für Tyrosinkinaserezeptor ( NGF)
 Schmerz- & und Temperaturunempfindlichkeit
+ Anhydrose
 großes wissenschaftliches Interesse
Schmerzwahrnehmung
David Kartte, Michael Bell
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
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David Kartte, Michael Bell
Quellen
http://www.diss.fu-berlin.de/diss/servlets/MCRFileNodeServlet/FUDISS_derivate_000000013636/dissertation_manoj_kakkassery.pdf;
22.6.15, 00:24
http://www.spektrum.de/lexika/images/biok/f3f873.jpg; 22.6.15, 00:37
https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Nozizeptor&redirect=no#/media/File:Nozizeptor.jpg; 22.6.15, 00:44
http://www.nature.com/neuro/journal/v11/n5/images/nn0508-528-F1.jpg; 25.6.15, 19:31
http://img.medscape.com/article/750/118/750118-fig2.jpg; 25.6.15, 19:33
http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/BehrendtHansJoerg/diss.pdf; 25.6.15, 19:58
http://www.herba.de/wp-content/uploads/2012/03/chili.jpg; 25.6.15, 20:21
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bf/Capsaicin-Pharmacophore.jpg; 26.6.15, 11:03
http://www.pharmacopeia.cn/v29240/images/v29240/g-515.gif; 26.6.15, 11:20
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Quellen
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