Ist der Juckreiz durch Mückenstiche und der Juckreiz durch Kratzen derselbe Juckreiz?

Bei großer Hitze sind nicht nur die steigenden Temperaturen unerträglich, sondern auch die Mücken, die einem keine Fluchtmöglichkeit bieten. Was uns auf Mückenstiche aufmerksam macht, ist oft nicht der „Mörder“ selbst, sondern das unangenehme Jucken. Was den Juckreiz durch Mückenstiche betrifft, so ist es äußerst erfrischend, wenn Sie kratzen, aber Sie werden ein äußerst unangenehmes Gefühl verspüren, wenn Sie damit aufhören.

Die Frage ist also: Handelt es sich bei dem Juckreiz durch Mückenstiche und dem Juckreiz durch Kitzeln um dieselbe Art von Juckreiz, wenn man sich beim Kratzen stark juckt, sich aber sofort nach dem Aufhören äußerst erfrischend anfühlt?

Juckreiz verstehen

Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Kälte, Hitze, Schmerz, Juckreiz – all dies sind Empfindungen, die das Ergebnis der Verarbeitung äußerer Reize durch das Gehirn sind, die von Sinneszellen erzeugt und über das Nervensystem übertragen werden. Juckreiz ist ein unangenehmes Gefühl, das den Körper zum Kratzen veranlasst. Der deutsche Arzt Samuel Hafenreffer definierte den Juckreiz erstmals im Jahr 1660.

Das unglückliche Gesicht von Samuel Hafenreffer

So wie der Schmerzsinn Tiere vor Schaden bewahren soll, ist auch der Juckreizsinn ein Selbstschutzmechanismus der Tiere. Einige harmlose Kontakte, wie etwa der Kontakt zwischen Kleidung und Haut, werden vom Körper ignoriert. Bei Kontakten, die körperliche Beschwerden verursachen, reagiert der Körper mit der Entfernung, wie zum Beispiel bei Mückenstichen. Dieses Gefühl unterscheidet sich von einer harmlosen Berührung. Es handelt sich um ein Jucken, und der Körper reagiert darauf mit Kratzen.

Juckreiz-Signalwege

Das Juckreizgefühl muss mehrere „Relais“-Übertragungen der Nervenzellen durchlaufen, bevor es an das sensorische Körperzentrum im Gehirn weitergeleitet werden kann. Der derzeit bekannte Übertragungsweg für Juckreiz ist in etwa folgender: Nervenenden (stimuliert) – Hinterhorn des Rückenmarks – Tractus spinothalamicus – Großhirnrinde (erzeugt Juckreiz). Die Übertragung des Juckreizgefühls vom Rückenmark zum Gehirn war im Juckreiz-Signalübertragungsweg schon immer ein schwieriges Problem.

Erst 2017 entdeckten Sun Yangang und sein Team vom Institut für Neurowissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften erstmals einen wichtigen Weg für die Übertragung des Juckreizgefühls vom Rückenmark zum Gehirn: Die Projektion des Rückenmarks in den Nucleus parabrachialis ist an der Übertragung von Juckreizinformationen beteiligt, und der Nucleus parabrachialis ist ein wichtiger Gehirnbereich, der an der Verarbeitung von Juckreizinformationen beteiligt ist. Frühere Studien haben ergeben, dass bei einer juckenden Stimulation Neuronen aktiviert werden, die vom dorsalen Rückenmark zum parabrachialen Kern des Gehirns projizieren. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass der Nucleus parabrachialis am Juckreizempfinden beteiligt sein könnte. Anschließend wurde die Vermutung experimentell bestätigt. Durch die Blockierung der Projektion vom Rückenmark zum Parabrachialkern mithilfe der Optogenetik stellten wir fest, dass die Kratzreaktion der Mäuse auf Juckreiz deutlich reduziert wurde.

Mu et al. 2017 (Bild geändert)

Juckreiz und Schmerzen, Freunde oder Feinde?

Viele Menschen kennen diese Erfahrung: Nach einem Mückenstich kratzen sie unbewusst an der Einstichstelle und werden dabei möglicherweise sogar gekratzt. Nachdem der brennende Schmerz spürbar ist, verschwindet auch der Juckreiz. Nachdem der Schmerz verschwunden ist, tritt der Juckreiz wieder auf. Auch das Verstehen von Schmerz und Juckreiz ist eine holprige Erfahrung.

Ursprünglich dachte man, dass Juckreiz und Schmerz von denselben Neuronen kodiert würden. Eine geringere Reizintensität kodiert ein Juckreizgefühl; eine größere Reizintensität kodiert eine Schmerzempfindung. Allerdings mehren sich mittlerweile die Beweise, die diese Ansicht widerlegen.

Die derzeit vorherrschenden Theorien sind die Selektivitätstheorie und die Spezifitätstheorie. Die Selektivitätstheorie besagt, dass die Entstehung und Übertragung von Juckreiz spezifisch von einem Teil der Neuronen im Körper übernommen wird und unabhängig von der Übertragung anderer Empfindungen wie Schmerz ist; Die Spezifitätstheorie geht davon aus, dass zwar bestimmte einzigartige sensorische Projektionsneuronen im Juckreizpfad vorhanden sind, die Gesamtübertragung von Juckreiz und anderen Empfindungen wie Schmerz jedoch miteinander verbunden ist und dass die Schmerzübertragung die Übertragung von Juckreizsignalen hemmt. Aus diesem Grund kann sanftes Kratzen den Juckreiz vorübergehend lindern.

Selektivitätstheorie und Spezifitätstheorie der Juckreizübertragung

Es gibt viele Rezeptoren, die Juckreiz wahrnehmen.

Es gibt viele Faktoren, die Juckreiz verursachen können, wie etwa Mückenstiche, leichte Berührungen, Kontakt mit bestimmten Pflanzen, Wundheilung, Infektionen usw. Für verschiedene Juckreizfaktoren verfügt der Körper auch über viele Arten von Rezeptoren, um diese Reize wahrzunehmen und so das Juckgefühl hervorzurufen. Die Chemikalie, die Juckreiz, beispielsweise bei Insektenstichen und Nesselsucht, verursacht, ist Histamin, das durch die Entfernung der Carboxylgruppe von Histidin entsteht. Wenn die Haut stimuliert wird, wird Histamin ausgeschüttet und bindet an die Histaminrezeptoren in der Haut, um ein Juckreizsignal zu erzeugen. Die Samen der Mucuna pricklyris können bei Menschen auch einen starken Juckreiz hervorrufen. Die Schotenspitzen enthalten Mucuna, das an einen Protease-aktivierten Rezeptor in der Haut bindet und so ein Juckreizsignal erzeugt.

Die Juckreizrezeptoren, die bisher untersucht wurden, umfassen hauptsächlich sieben Kategorien, nämlich Histaminrezeptoren, Interleukinrezeptoren, Protease-aktivierte Rezeptoren, Opioidrezeptoren, Cannabinoidrezeptoren, Gastrin-Releasing-Peptid-Rezeptoren und transiente Spannungsrezeptoren.

Mechanischer Juckreiz und chemischer Juckreiz haben unterschiedliche Leitungswege

Aufgrund der unterschiedlichen Übertragungswege unterteilen Forscher den Juckreiz in mechanischen und chemischen Juckreiz. Bei einer harmlosen Berührung ignoriert der Körper sie und reagiert nicht. Aber schon bei leichten Berührungen, wie zum Beispiel Ameisen, die über den Arm krabbeln, oder Pflanzen, die über die freiliegende Haut streifen, beginnt der Körper zu jucken. Wie unterscheidet der Körper zwischen den beiden?

Die Studie ergab, dass das von Neuronen im Hinterhorn des Rückenmarks exprimierte Neuropeptid Y dabei eine Schlüsselrolle spielt. Es kann einige Juckreizempfindungen, die durch leichte Berührung verursacht werden, übergehen und andere ignorieren. Der amerikanische Wissenschaftler Martyn Gouding entdeckte, dass Mäuse, denen diese Neuronen im Rückenmark entfernt würden, jede noch so kleine Berührung als Juckreizsignal wahrnehmen und sich ununterbrochen kratzen würden.

Unterschiede in den Übertragungswegen von chemischem und mechanischem Juckreiz

Im chemischen Übertragungsweg des Juckreizes spielt der von den Neuronen des Rückenmarkshorns exprimierte Gastrin-Releasing-Peptid-Rezeptor eine wichtige Rolle. Studien haben gezeigt, dass der Verlust von Gastrin-Releasing-Peptid-Rezeptoren die durch chemische Peptide ausgelöste Kratzreaktion deutlich reduziert. Die gleichzeitige Entfernung von Neuropeptid-Y-Neuronen und Gastrin-Releasing-Peptid-sezernierenden Neuronen kann den durch mechanische Stimulation verursachten Juckreiz nicht beseitigen. Dies zeigt, dass die Übertragungswege von chemischem und mechanischem Juckreiz unterschiedlich sind. Mechanischer Juckreiz kann durch harmlose Berührungen, elektrische Stimulation usw. hervorgerufen werden, während chemischer Juckreiz durch chemische Substanzen wie Histamin und Chloroquin stimuliert werden kann. Beide erzeugen entsprechende Signale über unterschiedliche sensorische Neuronen. Beispielsweise handelt es sich beim Kratzen in erster Linie um einen mechanischen Juckreiz, der durch leichte Berührungen hervorgerufen wird, während es sich bei Insektenstichen um einen chemischen Juckreiz handelt, der durch Histamin verursacht wird.

Chemischer Juckreiz, Juckreizleitungsbahnen haben auch hohe und niedrige

Die Juckreiz-Signalwege des chemischen Juckreizes können ebenfalls in zwei Typen unterteilt werden, nämlich den Histamin-abhängigen Juckreiz-Signalweg und den Histamin-unabhängigen Juckreiz-Signalweg. Der Unterschied zwischen beiden liegt in den unterschiedlichen Nervenfasern, die Juckreizsignale übertragen.

Der histaminabhängige Juckreiz-Signalweg ähnelt einer gewöhnlichen Autobahn: langsam, aber weitverbreitet. Es wird durch nichtmyelinierte C-Fasern (CMi) vermittelt, die unempfindlich gegenüber mechanischer Stimulation sind, eine langsame Faserleitgeschwindigkeit und eine breite Innervation aufweisen und durch Histamin aktiviert werden können. Seine Nervenenden sind hauptsächlich an der Grenze zwischen Dermis und Epidermis verteilt. Einige sind direkt in der Epidermis verteilt. Nach der Histaminstimulation übertragen die Nervenenden Signale an das Hinterhorn des Rückenmarks. Das Signal wird dann entlang des Tractus spinothalamicus zum Thalamus und dann zum sensorischen Zentrum im Gehirn übertragen.

Der nicht-histaminabhängige Juckreiz-Signalweg ist wie eine Autobahn mit einer schnelleren Übertragungsgeschwindigkeit. Es wird durch mechano-thermosensitive C-Fasern (CMHs) vermittelt, deren Nervenenden hauptsächlich in der Epidermis verteilt sind. CMHs übertragen Juckreizsignale an das Hinterhorn des Rückenmarks, steigen dann entlang des Tractus spinothalamicus zum Thalamus auf und steigen weiter zum sensorischen Zentrum des Gehirns auf.

Verschiedene Juckreizreize können unterschiedliche Gehirnbereiche aktivieren

Bisher ist es keiner Forschung gelungen, eine einzelne Gehirnregion als Zentrum für die Wahrnehmung oder Regulierung von Juckreiz zu identifizieren. Bildgebende Untersuchungen des Gehirns haben Unterschiede in den durch Histamin und Mucunain aktivierten Gehirnregionen festgestellt. Dies lässt darauf schließen, dass unterschiedliche Juckreiz auslösende Reize unterschiedliche Gehirnbereiche aktivieren.

Die grünen sind die durch Histamin aktivierten Gehirnbereiche, die blauen sind die durch Mucunain aktivierten Gehirnbereiche und die roten sind die durch beide aktivierten Gehirnbereiche. Alexandru DP Papoiu et al., 2012

Obwohl sie die gleiche Bezeichnung haben, sind der Juckreiz eines Mückenstichs und der Juckreiz eines Kitzelns nicht genau dasselbe Gefühl.

Quellen:

http://www.wikiwand.com/en/Samuel_Hafenreffer

Bourane, Steeve, et al. „Gate-Kontrolle des mechanischen Juckreizes durch eine Subpopulation von Interneuronen des Rückenmarks.“ Science 350.6260 (2015): 550-554.

Papoiu, Alexandru DP, et al. „Eine Geschichte von zwei Juckreizarten. Gemeinsamkeiten und bemerkenswerte Unterschiede in der Gehirnaktivierung durch Kuhhaut und histamininduzierten Juckreiz.“ Neuroimage 59.4 (2012): 3611-3623.

Green, Dustin und Xinzhong Dong. „Die Zellbiologie des akuten Juckreizes.“ J Cell Biol 213.2 (2016): 155-161.

Sun YG, Chen ZF. Ein Gastrin-Releasing-Peptid-Rezeptor vermittelt das Juckreizgefühl im Rückenmark. Nature, 25. Juli 2007, Vorabveröffentlichung online.

Alexandru DP et al. Geschichte von zwei Juckreizen. Gemeinsame Merkmale und bemerkenswerte Unterschiede bei der durch Kuhmilch und Histamin hervorgerufenen Gehirnaktivierung. Neurobild. 15. Februar 2012; 59(4): 3611–3623.

Mu D, Deng J, Liu KF, et al. Ein zentraler neuronaler Schaltkreis für das Juckreizgefühl[J]. Science, 2017, 357(6352): 695-699.

Autor: Duke Cat (Institut für Hydrobiologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Der Artikel stammt vom offiziellen Account der Science Academy