Von einem Arizona-Rindenskorpion aus der Sonora-Wüste im Südwesten der USA gestochen zu werden, ist ein sehr schmerzhaftes Erlebnis. Der Zoologin Ashlee Rowe von der Michigan State University ist das bisher erspart geblieben. Doch sie kennt etliche Berichte:
"Wenn Menschen gestochen werden, beschreiben sie das Gefühl als einen intensiven, brennenden Schmerz. Manche sagen auch, es fühle sich an als werde ihnen ein Nagel durch die Haut getrieben, oder als hätten sie einen Schlag mit einem Vorschlaghammer bekommen."
Vielen Tieren dürfte es ähnlich ergehen, denn sie ergreifen alsbald die Flucht, wenn ein Skorpion sie mit seinem Stachel bedroht. Doch es gibt eine Ausnahme: Grashüpfermäuse. Sie leben ebenso in der Sonora-Wüste und fressen unter anderem Rindenskorpione. Die stachelbesetzten Krabbeltiere setzen sich zwar mit regelrechten Stichtiraden zur Wehr, doch den Mäusen macht das offenbar nichts aus.
"Wenn eine Grashüpfermaus gestochen wird, leckt sie sich nur kurz. Wir gehen davon aus, dass sie schon irgendetwas fühlt. Aber diese Reaktion ist schnell vorbei im Vergleich zum Menschen."
Tatsächlich sind es nur Sekundenbruchteile, bevor sich eine Maus im Jagdfieber erneut auf den Skorpion stürzt. Ashlee Rowe geht mit Kollegen seit Jahren der Frage nach, wie die Grashüpfermäuse es schaffen, gegen das Skorpiongift immun zu sein. Ihre erste Vermutung war, dass in den Schmerzrezeptoren der Mäuse ein bestimmtes Protein, ein sogenannter Ionenkanal, der vom Gift der Skorpione aktiviert wird, verändert sein muss – und zwar so, dass das Toxin dort wirkungslos bleibt. Aber dafür konnte sie keine Beweise finden. Als Rätsels Lösung entpuppte sich ein zuvor unverdächtiges, zweites Kanalprotein. Dieser Natrium-Ionenkanal 1.8 wird normalerweise vom Skorpiongift gar nicht beeinflusst. Doch bei den Grashüpfermäusen ist seine Struktur ein ganz klein wenig verändert. Zwei benachbarte Aminosäuren in der Sequenz des Kanalproteins haben ihre Plätze vertauscht. Das führt dazu, dass jetzt dort das Toxin andocken kann. In diesem Fall hat es aber die umgekehrte Wirkung: Anstatt ein elektrisches Potenzial als Schmerzbotschaft durch die Nervenleitungen zum Gehirn zu schicken, wird die Weiterleitung aller Schmerzreize komplett blockiert. Rowe:
"Das ist wie eine Art asiatische Kampfkunst, so als hätte die Maus die Fähigkeit, die Stärke des Skorpions gegen ihn zu wenden. Ein Kanalprotein, das ursprünglich gar nicht von dem Gift betroffen ist, sorgt für die Schmerzunempfindlichkeit. Das hat uns überrascht. So ein Mechanismus ist selten und evolutionär wirklich interessant."
Interessant ist diese Entdeckung auch aus medizinischer Sicht. Denn der Natrium-Ionenkanal 1.8 kommt ebenso in den Schmerzrezeptoren des Menschen vor. Die Wirkungsweise des Skorpiongifts bei der Grashüpfermaus könnte als Vorbild für neuartige Schmerzmittel dienen, sagt der britische Neurophysiologe Gary Lewin. Er erforscht am Max-Dellbrück-Zentrum für Molekulare Medizin in Berlin das Schmerzempfinden.
"Viele Pharmafirmen haben schon seit mindestens 15 Jahren versucht, Wirkstoffe zu finden, die gezielt den Ionenkanal 1.8 blockieren. Die Studie zeigt jetzt, wo im Kanal das Skorpiongift zur Blockade führt. Man könnte also dieses Toxin nehmen, seine Struktur analysieren und dann nach ähnlichen, synthetischen Wirkstoffen suchen, die nicht nur bei den Grashüpfermäusen, sondern auch beim Menschen den Schmerzkanal blockieren."
Ein solches Schmerzmittel wäre ein großer Fortschritt. Übliche Analgetika blockieren zumeist alle vorhandenen Ionenkanäle an den Nervenenden. Man kennt das vom Zahnarzt, wenn nach einer Spritze nicht nur der Schmerz weg ist, sondern jegliches Gefühl im Mund. Der Ionenkanal 1.8 kommt nur in den Schmerzrezeptoren vor. Könnte man, wie bei der Grashüpfermaus, diesen gezielt blockieren, bliebe der Patient schmerzfrei – ohne ein weiteres Taubheitsgefühl.
"Wenn Menschen gestochen werden, beschreiben sie das Gefühl als einen intensiven, brennenden Schmerz. Manche sagen auch, es fühle sich an als werde ihnen ein Nagel durch die Haut getrieben, oder als hätten sie einen Schlag mit einem Vorschlaghammer bekommen."
Vielen Tieren dürfte es ähnlich ergehen, denn sie ergreifen alsbald die Flucht, wenn ein Skorpion sie mit seinem Stachel bedroht. Doch es gibt eine Ausnahme: Grashüpfermäuse. Sie leben ebenso in der Sonora-Wüste und fressen unter anderem Rindenskorpione. Die stachelbesetzten Krabbeltiere setzen sich zwar mit regelrechten Stichtiraden zur Wehr, doch den Mäusen macht das offenbar nichts aus.
"Wenn eine Grashüpfermaus gestochen wird, leckt sie sich nur kurz. Wir gehen davon aus, dass sie schon irgendetwas fühlt. Aber diese Reaktion ist schnell vorbei im Vergleich zum Menschen."
Tatsächlich sind es nur Sekundenbruchteile, bevor sich eine Maus im Jagdfieber erneut auf den Skorpion stürzt. Ashlee Rowe geht mit Kollegen seit Jahren der Frage nach, wie die Grashüpfermäuse es schaffen, gegen das Skorpiongift immun zu sein. Ihre erste Vermutung war, dass in den Schmerzrezeptoren der Mäuse ein bestimmtes Protein, ein sogenannter Ionenkanal, der vom Gift der Skorpione aktiviert wird, verändert sein muss – und zwar so, dass das Toxin dort wirkungslos bleibt. Aber dafür konnte sie keine Beweise finden. Als Rätsels Lösung entpuppte sich ein zuvor unverdächtiges, zweites Kanalprotein. Dieser Natrium-Ionenkanal 1.8 wird normalerweise vom Skorpiongift gar nicht beeinflusst. Doch bei den Grashüpfermäusen ist seine Struktur ein ganz klein wenig verändert. Zwei benachbarte Aminosäuren in der Sequenz des Kanalproteins haben ihre Plätze vertauscht. Das führt dazu, dass jetzt dort das Toxin andocken kann. In diesem Fall hat es aber die umgekehrte Wirkung: Anstatt ein elektrisches Potenzial als Schmerzbotschaft durch die Nervenleitungen zum Gehirn zu schicken, wird die Weiterleitung aller Schmerzreize komplett blockiert. Rowe:
"Das ist wie eine Art asiatische Kampfkunst, so als hätte die Maus die Fähigkeit, die Stärke des Skorpions gegen ihn zu wenden. Ein Kanalprotein, das ursprünglich gar nicht von dem Gift betroffen ist, sorgt für die Schmerzunempfindlichkeit. Das hat uns überrascht. So ein Mechanismus ist selten und evolutionär wirklich interessant."
Interessant ist diese Entdeckung auch aus medizinischer Sicht. Denn der Natrium-Ionenkanal 1.8 kommt ebenso in den Schmerzrezeptoren des Menschen vor. Die Wirkungsweise des Skorpiongifts bei der Grashüpfermaus könnte als Vorbild für neuartige Schmerzmittel dienen, sagt der britische Neurophysiologe Gary Lewin. Er erforscht am Max-Dellbrück-Zentrum für Molekulare Medizin in Berlin das Schmerzempfinden.
"Viele Pharmafirmen haben schon seit mindestens 15 Jahren versucht, Wirkstoffe zu finden, die gezielt den Ionenkanal 1.8 blockieren. Die Studie zeigt jetzt, wo im Kanal das Skorpiongift zur Blockade führt. Man könnte also dieses Toxin nehmen, seine Struktur analysieren und dann nach ähnlichen, synthetischen Wirkstoffen suchen, die nicht nur bei den Grashüpfermäusen, sondern auch beim Menschen den Schmerzkanal blockieren."
Ein solches Schmerzmittel wäre ein großer Fortschritt. Übliche Analgetika blockieren zumeist alle vorhandenen Ionenkanäle an den Nervenenden. Man kennt das vom Zahnarzt, wenn nach einer Spritze nicht nur der Schmerz weg ist, sondern jegliches Gefühl im Mund. Der Ionenkanal 1.8 kommt nur in den Schmerzrezeptoren vor. Könnte man, wie bei der Grashüpfermaus, diesen gezielt blockieren, bliebe der Patient schmerzfrei – ohne ein weiteres Taubheitsgefühl.