Leben ohne Schmerzempfinden –

der bemerkenswerte Nacktmull*

* zur Verfügung gestellt vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) 

Weder Säure noch Chilipfeffer können ihm etwas anhaben, er kann auch nicht an Krebs erkranken – der afrikanische Nacktmull ist für Forscher ein enorm interessantes Tier. Können diese Forschungsergebnisse auch Menschen helfen? 

Der afrikanische Nacktmull (Heterocephalus glaber) ist kaum größer als eine Maus, wenig behaart und hat eine faltige, rosabraune Haut. Er lebt unterirdisch in den Trockengebieten von Äthiopien, Kenia und Somalia in engen, dunkeln Höhlen, dicht gedrängt in Kolonien mit bis zu 300 Tieren. Er hat große Zähne, mit denen er seine Höhlen gräbt, er trinkt nichts und ernährt sich nur von Knollen. Sein Staat ist ähnlich organisiert wie bei den Bienen, und er ist das einzige bekannte wechselwarme Säugetier, das heißt, er passt seine Körpertemperatur der Umgebung an. Im Vergleich zu Mäusen wird er geradezu steinalt: Während Mäuse eine natürliche Lebenserwartung von etwa zwei Jahren haben, kann der Nacktmull bis zu 30 Jahre alt werden. Für die Forschung ist er besonders interessant, da er im Gegensatz zu anderen Säuge- und Wirbeltieren keinen Schmerz empfindet, wenn er mit Säure in Berührung kommt, die normalerweise schmerzhafte Verätzungen und Entzündungen verursacht – und er erkrankt auch nicht an Krebs.

Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin Berlin-Buch (MDC) haben den Grund dafür gefunden, weshalb der afrikanische Nacktmull, der zweifelsohne als eines der ungewöhnlichsten Säugetiere der Erde bezeichnet werden kann, keinen Schmerz empfindet, wenn er mit Säure in Berührung kommt: In den engen, dunklen Höhlen, in denen die Nacktmulle dicht gedrängt leben, ist der Gehalt an Kohlendioxid (CO2) der Luft sehr hoch. CO2 wird in Körpergewebe zu Säure, die dauerhaft Schmerzsensoren aktiviert. Nacktmulle haben aber einen veränderten Ionenkanal in ihren Schmerzrezeptoren, der durch Säure abgeschaltet wird, was sie immun gegen diese Art von Schmerz macht. Dr. Ewan St. John Smith und Prof. Gary Lewin führen diese Schmerzunempfindlichkeit darauf zurück, dass sich die Tiere im Laufe der Evolution an ihre extremen Lebensbedingungen angepasst haben. 

 

Veränderter Ionenkanal

Bei der Weiterleitung schmerzhafter Reize an das Gehirn spielt der Ionenkanal Nav1.7 eine Schlüsselrolle. Er löst in den Schmerzfühlern – sensorischen Nervenzellen, deren Endigungen in der Haut liegen – einen Nervenimpuls (Aktionspotenzial) aus, der an das Gehirn weitergeleitet wird und Schmerz signalisiert. Substanzen, die diesen Kanal blockieren, werden daher zum Beispiel zur lokalen Betäubung beim Zahnarzt eingesetzt. Menschen, bei denen dieser Ionenkanal aufgrund genetischer Mutationen beschädigt ist, fühlen keinen Schmerz. Für sie ist Schmerzunempfindlichkeit jedoch keineswegs von Vorteil, da kleine Verletzungen oder Entzündungen unbemerkt bleiben, was in der Regel zu fatalen Folgeschäden führt. Anders beim afrikanischen Nacktmull: Für diese Tiere ist Schmerzunempfindlichkeit gegen Säure offenbar ein Überlebensvorteil. Sie leben in einer derart unwirtlichen Umgebung, dass ein Mensch oder auch andere Säugetiere dort kaum überleben könnten. Hohe CO2-Konzentrationen und Säure verursachen normalerweise bei allen Säugetieren und damit auch beim Menschen sehr schmerzhafte Verätzungen und lösen Entzündungen aus. So ist das Gewebe von Patienten mit entzündlichen Gelenkserkrankungen wie zum Beispiel Rheuma stark mit Säure angereichert. Der Säuregehalt des Gewebes aktiviert die Schmerzfühler.

Auch Nacktmulle haben Schmerzfühler. Die Forschungsgruppe von Prof. Lewin hatte bereits zeigen können, dass Nacktmulle genauso empfindlich wie Mäuse auf Hitze und Druck reagieren, jedoch bei Kontakt mit Säure keine Reaktion zeigen. Wie Dr. St. John Smith und Prof. Lewin in der amerikanischen Fachzeitschrift „Science“ weiter berichten, haben auch Nacktmulle den Ionenkanal Nav1.7 – wie andere Säugetiere, darunter Mäuse und der Mensch. Die Forscher untersuchten deshalb die Funktion dieses Ionenkanals bei den Nacktmullen und bei den Mäusen, um zu sehen, ob es bei der Funktion und dem Aufbau dieses Ionenkanals einen Unterschied zwischen den beiden Tierarten gibt. Sie verglichen ihre Daten auch mit dem entsprechenden Ionenkanal beim Menschen.

 
 

 

Unterschiedlicher Aufbau

Sie konnten zeigen, dass der Ionenkanal Nav1.7 der Nacktmulle sich von dem der Maus und des Menschen in seinem Aufbau unterscheidet. Ionenkanäle sind Proteine, die aus Aminosäuren aufgebaut sind und deren „Bauanleitung“ in den Genen liegt. Bei dem speziellen Ionenkanal des Nacktmulls sind drei Aminosäurebausteine verändert. Diese drei veränderten Proteinbausteine führen dazu, dass der Ionenkanal des Nacktmulls sehr stark beeinträchtigt ist bzw. von der Säure blockiert wird. Dieses Phänomen ist auch beim Ionenkanal Nav1.7 von Mäusen und Menschen zu beobachten – es ist hier aber so schwach, dass die Weiterleitung von Schmerzsignalen kaum gestört ist.
Beim Nacktmull hingegen reicht dieser veränderte Ionenkanal aus, um die Reizweiterleitung zu unterbinden. Die erstaunlichen Tiere haben sich im Laufe der Evolution derart an ihre Umgebung angepasst, dass ihnen ein unbehaglicher Lebensraum nichts mehr anhaben kann.