Es juckt so sehr, wenn mich eine Mücke sticht! Was genau möchte Ihnen Ihr Gehirn durch Juckreizsignale mitteilen?

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Wenn der Juckreiz bei einem Mückenstich unerträglich ist, drücken viele Menschen wahrscheinlich mit den Fingernägeln fest auf die Wunde. Dieser kurze, leichte Schmerz kann das Juckreizgefühl etwas lindern. Akuter Juckreiz ist nicht weiter schlimm, schließlich ist das Gefühl nur vorübergehend, chronischer Juckreiz hingegen ist äußerst quälend: Der Juckreiz hält lange an und kann sehr intensiv sein. Je mehr Sie kratzen, desto stärker juckt es. Je stärker es juckt, desto stärker möchten Sie kratzen. Dies führt zu einem Teufelskreis aus immer stärkerem Kratzen und immer mehr Juckreiz. Und je stärker der Juckreiz, desto mehr kratzen Sie sich. Mit der Zeit entzündet sich die Haut, schwillt an und wird rissig, und die betroffene Stelle wird rau und schuppig. In schweren Fällen kann es sogar Ihren Schlaf und Ihr tägliches Leben beeinträchtigen.

Was genau möchte Ihnen Ihr Gehirn durch Juckreizsignale mitteilen?

Juckreiz ist ein grundlegendes menschliches Gefühl, dessen Ursache die Wissenschaft lange Zeit nicht kannte, und kann durch einen einfachen Mückenstich ausgelöst werden. Trotz jahrhundertelanger Forschung ist unser Verständnis des Juckreizes noch immer mit Problemen behaftet.

Juckreiz wird als eine der beängstigendsten Empfindungen beschrieben, schrieben zwei Wissenschaftler in einer Rezension in der Zeitschrift Immunity[1]. In Dantes Göttlicher Komödie wird ein Fälscher ständig von „einem intensiven und unauslöschlichen Juckreiz“ gequält. Allerdings stellten die Forscher fest, dass es „in den letzten 360 Jahren nur wenige wesentliche Fortschritte bei der Behandlung von Juckreiz gegeben hat.“

Chronischer Juckreiz ist so schrecklich, dass er in Dantes Göttlicher Komödie die Strafe für Seelen in der Hölle darstellt, die Betrug oder Verrat begangen haben, wie diese Illustration von Gustave Doré aus dem Jahr 1892 zeigt. © Wikimedia Commons

Die Situation beginnt sich endlich zu ändern. Im letzten Jahrzehnt haben Wissenschaftler einige Fortschritte beim Verständnis dieses irritierenden Gefühls gemacht. Dadurch kann der Juckreiz gelindert werden, der durch andere schädliche Reize, beispielsweise Schmerzen, verursacht wird. Sie haben sogar damit begonnen, die verschiedenen Juckreizarten voneinander zu unterscheiden, indem sie Studienteilnehmer mit Juckreiz auslösenden Pflanzen reizten oder bei Mäusen Juckreiz-assoziierte Gene löschten.

Diese umfangreiche Forschung geht über das Verständnis des häufigen akuten Juckreizes hinaus, der durch Histamin verursacht wird, wie er beispielsweise durch Insektenstiche oder Giftefeu verursacht wird, und deckt die komplexen Mechanismen und Populationen auf, die an diesem schmerzhaften Juckreiz beteiligt sind, der Wochen oder sogar Jahre anhalten kann. Der sogenannte chronische Juckreiz kann durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden – von Chemikalien im Körper bis hin zu neurologischen Störungen – und in vielen Fällen gibt es keine bekannte Ursache oder Behandlung.

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Diese Forschung ist mehr als nur eine akademische Übung (oder ein Versuch, Mückenstiche schneller abklingen zu lassen). Akuter Juckreiz ist von kurzer Dauer, chronischer Juckreiz hingegen kann etwa 7 % der Menschen jedes Jahr plagen, und jeder Fünfte erlebt ihn irgendwann im Laufe seines Lebens. Neben dem unerträglichen, ständigen Drang, sich zu kratzen, kann die Erkrankung zu Depressionen, Schlafmangel und einer drastischen Verschlechterung der Lebensqualität führen. „Es kann genauso verheerend sein wie chronische Schmerzen“, sagt der Juckreizforscher Robert LaMotte von der Yale School of Medicine.

Und Schmerzen sind eigentlich der Anfang der Juckreizgeschichte.

Juckreiz erkennen

Im letzten Jahrhundert wurde Juckreiz im Allgemeinen als leichte Form von Schmerz angesehen. So dokumentierte beispielsweise der österreichisch-deutsche Physiologe und Schmerzforscher Max von Frey in einer einflussreichen Studie Anfang der 1920er Jahre, dass leichtes Kribbeln auf der Haut bei den Studienteilnehmern Juckreiz auslöste. Dieses Konzept beeinflusste die Juckreizforschung in den nächsten Jahrzehnten weiter.

Doch irgendwann gerät die Vorstellung, dass Juckreiz nur eine Untergruppe von Schmerz ist, ins Wanken. Die Wissenschaftler stellten fest, dass sich Schmerzen nicht einfach dadurch in Juckreiz umwandeln lassen, dass sie die Schmerzintensität verringern, und dass sich Juckreiz nicht durch eine Erhöhung der Schmerzintensität in Schmerzen umwandeln lässt. Doch die Nervenbahnen für Schmerz und Juckreiz scheinen so ähnlich und eng miteinander verflochten zu sein, dass die Wissenschaft jahrelang nicht genau wusste, wie die beiden Reaktionen im Körper zusammenhängen.

Dann, im Jahr 2007, trat Itch endlich aus dem Schatten des Schmerzes in sein eigenes Licht.

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In diesem Jahr wurde in einem bahnbrechenden Artikel in Nature[2] über den ersten speziellen Juckreizrezeptor berichtet – ein Protein auf Nervenzellen im zentralen Nervensystem, das spezifisch auf Juckreiz, aber nicht auf Schmerz reagiert. Dies lässt darauf schließen, dass das Juckreizgefühl das Gehirn über einen eigenen, separaten Weg erreichen könnte.

Zhou-Feng Chen von der Washington University School of Medicine in St. Louis und seine Kollegen zeigten , dass Mäuse, denen genetisch das Gen für diesen Rezeptor (Gastrin-Releasing-Peptid-Rezeptor genannt) fehlte, zwar immer noch Schmerzen, aber kaum Juckreiz verspürten, egal was die Forscher versuchten.[3]

„Das ist ein Paradigmenwechsel“, sagt Brian Kim, Dermatologe am Itch Research Center der Washington University School of Medicine in St. Louis. Jin sagte, dass die Erkenntnis, dass Juckreiz eine eigenständige Empfindung mit einem eigenen Signalweg ist, ein entscheidender Fortschritt im Verständnis des Juckreizes sei.

Seit der Entdeckung des ersten Juckreizrezeptors haben Forscher weitere Zytokine identifiziert, die an chronischem Juckreiz beteiligt sind und diesen so vom akuten Juckreiz unterscheiden. Sie fanden heraus, dass chronischer und akuter Juckreiz Signale über unterschiedliche Neuronenpopulationen übertragen, die jeweils auf ihren eigenen Bahnen durch das Nervensystem verlaufen. Als Forscher bei gesunden Freiwilligen chronischen Juckreiz simulierten, zeigte die Magnetresonanztomographie, dass die beiden Juckreizarten unterschiedliche Muster der Gehirnaktivität auslösten[4].

Diese grundlegenden Beobachtungen zeigen, wie viel wir noch über Juckreiz lernen müssen. Sie helfen aber auch dabei, Menschen zu helfen, die unter chronischem Juckreiz leiden. Dies kann so schlimm sein, dass sich manche Menschen beispielsweise mit einer Lebererkrankung aufgrund des Juckreizes einer Transplantation unterziehen mussten. Andere wiederum setzen wichtige Krebsmedikamente ab, weil diese Juckreiz verursachen können.

Es gibt viele Wege, die Juckreiz verursachen, aber Wissenschaftler haben zwei verschiedene Untertypen von Nerven entdeckt, die Juckreizinformationen an das Rückenmark und das Gehirn weiterleiten. Der Histaminweg (links) ist hauptsächlich an akutem Juckreiz beteiligt. Histaminrezeptoren werden aktiviert, wenn ein Auslöser wie beispielsweise ein Mückenstich das Immunsystem des Körpers zur Freisetzung von Histamin anregt. Nichthistaminischer Juckreiz (rechts) kann durch eine Vielzahl interner und externer Auslöser ausgelöst werden, darunter Moleküle des Immunsystems wie Zytokine, Enzyme namens Proteasen und das Malariamedikament Chloroquin. Nachdem ein Auslöser einen Rezeptor in einem der beiden Pfade aktiviert hat, werden Enzyme aktiviert, die die Öffnung von Ionenkanälen bewirken und Nerven dazu anregen, Juckreizsignale an das Rückenmark und das Gehirn zu senden. © Knowable Magazin

Jahrelang konzentrierten sich Forscher auf den durch Histamin verursachten Juckreiz, eine Art von Juckreiz, der unter anderem deshalb leichter zu untersuchen war, weil er durch eine einzelne Verbindung verursacht wird. Experimentatoren können bekannte Reizstoffe auf die Haut auftragen oder in die Haut injizieren, wodurch der Körper zur Produktion von Histamin angeregt wird und die bekannte Schwellungsreaktion hervorgerufen wird, die durch Antihistaminika wie Cortisol gelindert werden kann. Bei den meisten Fällen von chronischem Juckreiz (genauer gesagt Juckreiz, der länger als 6 Wochen anhält) liegt jedoch kein Histamin vor. Die Ursachen für chronischen Juckreiz sind vielfältig und komplex.

Während sich die Wissenschaftler nun wieder auf chronischen, nicht durch Histamin verursachten Juckreiz konzentrieren, gehen sie dabei größtenteils auf die altmodische Art vor: Sie verursachen bei Menschen und Tieren Juckreiz.

Stimulieren Sie einen nach dem anderen

Das Auslösen des Juckreizes ist nicht so einfach, wie es scheint. Ein Ansatz zur Bekämpfung von Juckreiz ohne Histamin besteht darin, Menschen und Tiere mit winzigen Stacheln einer tropischen Pflanze namens Mucuna principis, allgemein bekannt als Tigerkrallenbohne, zu stimulieren.

In einer Reihe wichtiger Experimente entnahmen Lamott und seine Kollegen etwa zehn dieser Haare, deren Spitze nur wenige Mikrometer breit ist, und setzten sie etwa 0,2 Millimeter tief in die Haut der Studienteilnehmer ein. Die Sitzungen fanden 20 Minuten lang im Abstand von 30 Sekunden statt, wobei die gestochene Person über ihre Empfindungen wie Stechen, Brennen oder Jucken und deren Intensität berichtete.

Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Verbindung in den Haaren namens Mucunain schnell Juckreiz verursacht, aber im Gegensatz zu vielen Juckreiz auslösenden pflanzlichen Verbindungen kein Histamin aktiviert. Dies macht Mucuna pruriens zu einem wirkungsvollen Mittel zur Untersuchung histaminfreier Juckreizkreisläufe und kann möglicherweise Einblicke in die Mechanismen des chronischen Juckreizes liefern.

Mucuna pruriens ist eine tropische Pflanze aus der Familie der Hülsenfrüchtler, die Juckreiz ohne Histamineinwirkung auslösen kann, sodass Forscher komplexe Juckreizerkrankungen ohne Histamin untersuchen können. Auf der Elektronenmikroskopieaufnahme sind die Stachelhaare der Mucuna pruriens (A) mit winzigen Widerhaken (B) zu erkennen. Die Forscher verwendeten chirurgische Schwämme, um Borsten anzubringen und so einen „Borsteneinführer“ (C) zu schaffen, den sie in Experimenten verwendeten, um bei Menschen Juckreiz hervorzurufen. © Das Journal of Neurophysiology

Als nächstes verwendeten Lamott und Kollegen Mucuna in Experimenten, um menschliche Zellen zu stimulieren und zu analysieren, welche Rezeptorproteine ​​Juckreiz empfangen und darauf reagieren könnten. Sie fanden Reaktionen auf zwei solcher Rezeptoren namens PAR2 und PAR4. Die Identifizierung dieser Juckreiz-assoziierten Rezeptoren könnte dazu beitragen, Medikamente einer möglichen Behandlung näher zu bringen.

Um die Prinzipien, die dem Juckreiz zugrunde liegen, besser zu verstehen und ihn von Schmerz zu unterscheiden, untersuchten Lamott und Kollegen die Feinheiten des Kratzverhaltens von Mäusen. Sie lernten, wo Mäusen verschiedene Reize verabreicht werden müssen, um zuverlässig zwischen Kratzen, das Juckreiz verursacht, und Kratzen, das Schmerzen verursacht, zu unterscheiden.

Seit mehr als zehn Jahren nutzen Forscher die Ähnlichkeiten zwischen der Biologie des Juckreizes bei Mäusen und Menschen, beispielsweise hinsichtlich Rezeptoren und Nervenbahnen. Dies bedeutet, dass sie nun kontinuierliche Vergleiche zwischen den beiden anstellen können, indem sie beispielsweise ähnliche Chemikalien injizieren und die Intensität und Dauer des Verhaltens verfolgen (Selbstberichte bei Menschen, Bewegungen bei Mäusen).

© gifs.com

Unterdessen hat das Labor des Juckreizforschers Xinzhong Dong an der Johns Hopkins University mithilfe von Mäusen die Nervenenden identifiziert, die wirklich auf Juckreiz spezialisiert sind. „Sobald Sie diese Nerven aktivieren, spüren Sie ein Jucken, aber keinen Schmerz“, sagt er. Im Jahr 2012 veröffentlichten Forscher in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience[5] eine Studie, die zeigte, dass Mäuse, wenn diese spezialisierten Nervenbahnen für Juckreiz abgeschaltet wurden, zwar immun gegen Juckreiz auslösende Reize wurden, aber immer noch Schmerzen empfanden.

Andere Forscher arbeiten daran, die Geheimnisse des Juckreizes durch rein experimentelle Untersuchungen zu entschlüsseln.

Akihiko Ikoma, damals Dermatologieforscher an der Universität Kyoto, und seine Kollegen wählten einen mechanischen Ansatz, um dieses Problem zu lösen. Anstatt auf chemische Verbindungen zu vertrauen, entwickelte das Team eine kleine Spule, die mit einer bestimmten Frequenz vibriert. Wie das Team 2013 in der Fachzeitschrift PAIN beschrieb[6], verursachte die Spule bei Kontakt mit feinen Härchen im Gesicht einer Person ein Jucken, das mehr als 10 Minuten brauchte, um vollständig zu verschwinden. Die Arbeit half den Wissenschaftlern, spezifische Juckneuronen auf der Haut zu lokalisieren, die unabhängig von Histamin oder anderen Juckreiz auslösenden Chemikalien sind.

Mit beiden Ansätzen soll die Identifizierung von Neuronen und Bahnen ermöglicht werden, die für verschiedene Arten von Juckreiz spezifisch sind. Dies wird Wissenschaftlern letztendlich dabei helfen, Medikamente zu entwickeln, die chronischen Juckreiz über einen langen Zeitraum lindern könnten. Doch über die komplexen Vorgänge, die dem Juckreiz zugrunde liegen, gibt es noch viel zu lernen, und es werden immer noch neue Rezeptoren und Nervenzellen entdeckt.

Beziehung zum Schmerz

Juckreiz kommt im gesamten Tierreich vor, vom Fisch bis zum Primaten. Trotz dieser Fortschritte stellten Xinzhong Dong und sein Kollege Mark Lay von der Johns Hopkins University im Annual Review of Neuroscience 2020 fest, dass „die Wahrnehmung von Juckreiz weitgehend ein Rätsel bleibt“[7].

Zum einen ist es trotz aller Fortschritte immer noch schwer zu verstehen, welcher Zusammenhang zwischen Juckreiz und Schmerz besteht. Ein Grund hierfür könnte sein, dass beides auf Selbsterhaltung beruht. So wie Schmerz ein Signal dafür ist, sich von etwas Gefährlichem fernzuhalten, kann Juckreiz zum Kratzen anregen, wodurch Infektionen vorgebeugt werden kann, indem beispielsweise Parasiten verjagt werden. Kratzen scheint auch dabei zu helfen, lokale Immunzellen zu rekrutieren, die Infektionen bekämpfen können.

Es gibt außerdem eine eigenartige Überschneidung zwischen Juckreiz und Schmerz, die sogar Menschen bekannt ist, die sich gelegentlich kratzen: Das Kratzen verursacht einen leichten Schmerz, der das Juckreizgefühl oft überdeckt. Einige Forscher haben die Vermutung geäußert, dass bei der Aktivierung von Neuronengruppen – manche davon reagieren auf Juckreiz, manche auf Schmerz – schmerzhafte Reize, sofern sie stark genug sind, das Jucksignal überdecken können.

Obwohl sich die neuen Erkenntnisse auf den Juckreiz beschränken, scheinen viele Nerven an der Übertragung sowohl schmerzhafter als auch juckender Reize beteiligt zu sein. Diese verwirrende Überschneidung zeigt sich bei Menschen mit chronischen Erkrankungen wie Neurodermitis. In diesen Fällen reagieren die Nerven in der Haut überempfindlich auf Juckreiz und nehmen Reize wahr, die normalerweise schmerzhaft sind, beispielsweise als Juckreiz oder einfach als mechanische oder thermische Reize. Dies ähnelt der Erfahrung mancher Menschen mit chronischen Schmerzen, bei denen sogar die leichteste Berührung weh tun kann. Und zugrunde liegende neurologische Fehlfunktionen, wie etwa ein eingeklemmter oder beschädigter Nerv, können bei manchen Menschen Schmerzen verursachen, bei anderen jedoch Juckreiz.

Dong Xinzhong sagte, dass sich die Überschneidung mit Schmerzen auch darin spiegele, wie sich der Juckreiz von den Nerven um die Haut herum zum Rückenmark und dann zum Gehirn ausbreitet, doch darüber wisse man derzeit noch wenig.

All diese Rätsel bedeuten, dass Juckreiz – insbesondere chronischer Juckreiz – äußerst schwierig wirksam zu behandeln ist. „Genau wie bei Schmerzen gibt es kein Schmerzmittel, das alle Arten von Schmerzen beseitigt“, sagt Gil Yosipovitch, Dermatologe an der Universität von Miami und Gründer des International Itch Research Forum. „Ich habe Patienten mit komplexen Erkrankungen, die mehr als ein Medikament oder eine Creme benötigen, ähnlich wie Patienten mit chronischen Schmerzen. Und es braucht viel Zeit und Geduld.“

Für die meisten Menschen ist der Juckreiz eine vorübergehende Reizung, die im Sommer beispielsweise durch einen Insektenstich oder im Winter durch trockene Haut verursacht wird. Doch King sagte, dass ihn als Kliniker und Wissenschaftler all das Leid, das er aufgrund des chronischen Juckreizes gesehen habe, dazu motiviert habe, im Labor härter zu arbeiten, um dieses quälende Gefühl zu verstehen und jahrelange Missverständnisse zu korrigieren. „Es ist einfach eine Folge von Vernachlässigung“, sagte er.

Von Katherine Harmon Courage

Übersetzt von tamiya2

Korrekturlesen/tim

Originalartikel/knowablemagazine.org/content/article/health-disease/2020/what-is-chronic-itching

Dieser Artikel basiert auf der Creative Commons License (BY-NC) und wird von tamiya2 auf Leviathan veröffentlicht

Der Artikel spiegelt nur die Ansichten des Autors wider und stellt nicht unbedingt die Position von Leviathan dar